Brevet FR2580799A1 — publié le 19861024

Signal perfectionné pour levés industriels. La présente invention se rapporte à un signal nouveau qui, du fait qu'il est de type "spatial" et, par conséquent, collimatable avec une grande précision aussi bien en planimétrie qu'en altimétrie à par- tir de n'importe quelle position dans les 360' d'un tour d'horizon sans devoir être orienté, et du fait qu'il est facilement visible même de nuit, permet un levé industriel plus efficace, plus précis et plus ra- pide, aussi bien durant le jour que durant la nuit, de grands édifices et de constructions navales. Comme le signal qui fait l'objet de la présente invention, est sensiblement composé de deux cônes coaxiaux opposés l'un à l'autre par leurs sommets de façon à former une sorte de clepsydre, surmontés d'un troisième cône également coaxial, on désigne ce signal sous le nom de "signal triconique". Le problème de la signalisation adéquate des points d'une cons- truction a pris, de nos jours, une importance considérable, du fait de la mise au point de techniques nouvelles de levé, telles que l'applica- tion de techniques photogrammétriques qui se sont révélées les plus fiables et les plus complètes en matière de vérification dimensionnelle de structures de grandes dimensions et cependant complexes, ainsi que les études et expériences pratiques l'ont largement confirmé. Ces techniques photogrammétriques impliquent, en effet, la détermination préalable par la trigonométrie, et avec une précision de + 1 mm, de coordonnées planimétriques et altimétriques d'un certain nombre de points appelés "points caractéristiques" ou "points de cane- vas", nécessaires pour reconstruire exactement l'échelle et la position du modèle optique tridimensionnel de l'objet photographié. Il est évident que la précision de la détermination des coor- données d'un point dépend fondamentalement de la qualité du signal uti- lisé à la localisation de ce point. Dans l'état actuel de l'art, on connaît différents types de si- gnaux généralement utilisés dans les levés topographiques. Ces signaux connus constituent une gamme allant du signal appe- lé "cible", constitué par une série de cercles concentriques de cou- leurs alternées fortement contrastées, par exemple blanc et noir, ou blanc et rouge, qui est un signal particulièrement visible mais sans grande utilité en matière de mesures, au signal constitué par une "plaquerepère" fixée sur un poteau, qui se révèle d'ailleurs mal approprié à des mesures précises, car il ne permet pas une collimation optimale avec le goniomètre à lunette, à ce signal constitué par une "plaque-repère" mais modifié en ce sens que le schéma de repérage est tourné de 45', ce qui donne un signal permettant des collimations effi- caces en planimétrie. Dans le domaine de la géodésie et de la topographie, on se sert à l'heure actuelle de signaux qui permettent des collimations très pré- cises en altimétrie et en planimétrie, ces signaux étant sensiblement constitués d'une plaque métallique rectangulaire avec une configuration à base de triangles isoscèles blancs disposes horizontalement et verti- calement de façon à former une croix de Malte blanche, quelquefois avec des bras prolongés, sur laquelle les lignes noires de référence du ré- ticule du goniomètre ressortent particulièrement bien. D'autre part, pour la détermination précise d'un point, la col- limation à partir d'une pluralité de directions convergentes entre elles, de préférence réparties sur un tour d'horizon, est nécessaire. A cet effet, les signaux modernes, qui sont tous plats, sont montés de façon à pouvoir tourner autour de leur propre axe vertical par l'intermédiaire d'un axe de rotation logé dans une base triangulai- re que l'on peut mettre en station à l'horizontale au moyen de trois vis et qui est fixée sur un trépied ou un petit pilier. De cette façon, le signal plat peut facilement être orienté par un opérateur, de façon à présenter chaque fois son schéma face à la station goniométrique à partir de laquelle les mesures doivent s'effectuer à ce moment-la, ce qui peut se faire très aisément dans le cas des levés topographiques et géodésiques du fait que, dans ce domaine, les signaux sont collimatés à partir de distances ne dépassant pas généralement 200 mètres et ils sont doncà courte distance de l'opérateur ou de son assistant qui est chargé de les orienter. Ces signaux connus sont cependant totalement inadaptés aux besoins opérationnels particuliers en matière de levé des dimensions de structures importantes telles que celles que l'on peut rencontrer dans le domaine industriel, et en particulier dans un chantier de prépara- tion de constructions en mer dans lequel on trouve des charpentes en acier. En pratique, s'ils étaient placés sur un trépied posé sur le sol, outre le fait qu'ils ne seraient pas facilement visibles au milieu des matériaux existant sur le chantier, ces signaux gêneraient égale- ment le travail du personnel. On peut aussi combiner d'opérer en dehors des heures de travail, mais alors la tombée de la nuit et le manque de lumière qui en résulte rendraient la collimation très difficile, dimi- nuant ainsi la précision des mesures. Si, au contraire, les signaux sont installés sur un support fixé sur un emplacement surélevé, ils ne créeront aucun dérangement et seront bien visibles de tous côtés, mais il faudra que chaque fois quelqu'un puisse aller les tourner vers le point de mise en station du goniomètre. L'expédient qui consiste à aller chaque fois tourner le signal vers les différentes stations, rendant ainsi un "signal spatial" colli- matable de partout, est cependant incommode et on ne peut y recourir sur les grandes distances désormais fréquentes, du fait de la taille et des dimensions hors tout des structures qu'il s'agit de soumettre à des levés dimensionnels, ainsi que du fait des obstacles interposés, ce qui impose la nécessité d'opérer ces levés à partir de distances considéra- bles. De plus, les positions surélevées se trouvent évidemment au- dessus de la structure, qui a généralement plusieurs dizaines de mètres de hauteur, ce qui crée l'obligation, à chaque fois, de monter et de descendre le long d'échafaudages ou, en variante, de se servir d'une cabine soulevée par une grue, avec comme-conséquence des risques consi- dérables pour l'opérateur topographe qui n'est pas toujours familiarisé avec l'ambiance des chantiers. L'objet de la présente invention est précisément de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus et de fournir en conséquence un signal propre-aux levés industriels qui, outre la réduction considéra- ble de la durée d'exécution des levés et, par suite, de leurs coats, évite les risques aux opérateurs dans toute la mesure du possible, en réduisant les escalades pour la mise en place initiale et l'enlèvement final du seul et même signal. Cet objet est, dans une large mesure, réalisé par la fourniture d'un "signal spatial", c'est-à-dire d'un signal présentant le même aspect de quelque côté qu'on le regarde, sans qu'il soit nécessaire de l'orienter. On pourrait obtenir ce signal en imaginant de faire tourner au- tour de son axe vertical le signal déjà mentionné, comportant la "plaquerepère" plate modifiée, de façon à engendrer un solide en forme de clepsydre. Mais la forme extérieure de deux solides coniques, coa- xiaux, opposés l'un à l'autre par le sommet (clepsydre), qui en résul- te, présente un point faible correspondant au point de jonction des sommets, c'est-à-dire au point de collimation, qui rend un tel signal fragile ou déformable, en fonction de la matière utilisée pour le fabriquer. On a résolu le problème en creusant à l'intérieur d'un cylindre vertical transparent de verre, de plexiglas, etc..., à partir de la base même du cylindre, deux cavités coniques coaxiales, dissymétriques quant à leur hauteur et opposées l'une à l'autre par leurs sommets, et en reliant ces sommets qui sont proches l'un de l'autre, par un raccord alésé cylindrique, vertical qui, en ayant l'aspect extérieur d'un petit cylindre, est un point de collimation remplissant les conditions exigi- bles de la plus haute stabilité et résistance. Par ce moyen, on obtient un signal en forme de clepsydre dont la visibilité et l'aptitude à la collimation sont complètes et précises sur la totalité des 360' d'un tour d'horizon, cependant que la dissymé- trie en hauteur des deux cavités coniques facilite la visibilité dans les conditions les moins commodes de collimation de bas en haut, comme des essais expérimentaux l'ont démontré, permettant d'utiliser l'un ou l'autre des deux cônes suivant les différents cas, par un simple retournement du même signal qui peut être fixé en suspension. Les deux cavités coniques sont ensuite peintes intérieurement d'une couleur orangée luminescente le jour et transparente la nuit, dans le but de favoriser la recherche et la mesure précise du signal. Cette coloration donne en effet au signal une meilleure visibilité pour des besoins photographiques et le rend plus facile a découvrir sur le chantier; elle est en outre nettement visible sur les photographies, ce qui lui confère une grande efficacité dans les mesures photogrammétri- ques de laboratoire. D'autre part, un signal "spatial" de ce type convient tout par- ticulièrement à des mesures planimétriques de haute précision à + 1 mm près, mais il ne permet pas une précision semblable en altimétrie du fait de la déviation des rayons optiques résultant de la différence des indices de réfraction de l'air et de la matière transparente consti- tuant le cylindre vertical. En fait, tandis que les rayons optiques di- rigés perpendiculairement à la surface latérale du cylindre, ne sont pas déviés, tout rayon non perpendiculaire à cette même surface subira une déviation en fonction de l'angle d'incidence et de l'indice de ré- fraction de la matière plus dense. Il est donc essentiel d'avoir aussi un point de collimation ex- térieur au cylindre pour les mesures en hauteur, pour être en mesure de mesurer la hauteur d'un point avec une précision comparable à celle que l'on obtient en planimétrie, c'est-à-dire de l'ordre de + 1 mm. A cet effet, le cylindre vertical a été équipé sur le dessus d'un chapeau conique, de préférence en métal, pourvu axialement d'un petit cylindre transparent de plexiglas ou d'une matière analogue, ayant à sa partie inférieure une surface jouant le rôle d'une lentille avec une forme sphérique de chapeau et se terminant, à l'extérieur du sommet du cône métallique, par un sommet conique à pointe aiguë, qui constitue le point de collimation pour les mesures de haute précision en altimétrie. Le signal "triconique" ainsi obtenu garantit alors une collima- tion précise en planimétrie et en altimétrie à + 1 mm près, aussi bien sur chantier (microgéodésie) qu'en laboratoire (photogrammétrie). Afin de pouvoir effectuer les mesures également pendant la nuit, quand le chantier est fermé, ce qui permet de meilleures mesures, un éclairage intérieur du signal est prévu en supplément. A cet effet, le cylindre vertical est posé sur une base cylindrique de support, de préférence métallique, supportant elle-même, à l'intérieur de la cavité conique inférieure, un réflecteur parabolique et une lampe alimentée par une pile logée à l'intérieur de l'axe cylindrique dont la base est équipée, cet axe étant adapté pour pouvoir s'introduire dans la base triangulaire normale de signaux topographiques. Une seule lampe permet d'éclairer efficacement la totalité du signal, avec un triple effet. En fait, quand cette lampe est allumée, une partie de la lumière passe à travers la cavité conique inférieure et éclaire par réflexion la cavité conique supérieure; une autre partie de la lumière, au contraire, traverse verticalement le goulot cylindri- que et elle est focalisée par le chapeau sphérique du petit cylindre transparent du chpeau conique de métal, afin d'éclairer un point qui coincide avec le sommet de l'extrémité conique pointue et qui, par con- séquent, brille comme une étoile. Finalement, la surface conique extérieure du chapeau conique de métal est recouverte de secteurs triangulaires colorés alternativement en blanc et noir ou en d'autres couleurs fortement contrastées, tandis que la face supérieure du capuchon de protection du sommet conique pointu, capuchon qui ne doit être enlevé que pendant les mesures de haute précision, est peinte de couleurs voyantes, orangé ou jaune lumi- nescent, de sorte que les deux peuvent servir de signal photogrammétri- que pour les photographies prises de haut en bas durant le jour, ou photographies nadirales. En résumé, le signal pour levés industriels, à placer aux points dont on désire mesurer avec un goniomètre les coordonnées plani- métriques et altimétriques par collimation de ce même signal à partir de différentes positions sur un tour d'horizon, est caractérisé suivant la présente invention en ce qu'il est constitué d'un cylindre vertical transparent dans lequel, en partant de la base, on a creusé deux cavi- tés coaxiales, coniques et opposées l'une à l'autre, dont les sommets proches l'un de l'autre sont reliés par un raccord alésé cylindrique, vertical, constituant le point de collimation pour la détermination de coordonnées planimétriques, ce cylindre étant supporté par une base cylindrique pourvue d'un axe cylindrique adapté pour pouvoir s'intro- duire dans la base triangulaire normale de signaux topographiques, et étant équipé sur le dessus d'un chapeau conique pourvu axialement d'un petit cylindre vertical transparent dont la partie inférieure présente une surface en forme de chapeau sphérique agissant comme une lentille convergente, et qui se termine à l'extérieur du sommet du chapeau coni- que par une extrémité conique à pointe aiguë constituant le point de collimation pour la détermination de coordonnées altimétriques, des moyens étant en outre prévus pour éclairer intérieurement ce signal. Suivant d'autres caractéristiques de la présente invention, les moyens pour éclairer intérieurement le signal sont constitués d'un réflecteur parabolique et d'une lampe supportés par la base cylindrique à l'intérieur de la cavité conique inférieure, cette lampe étant ali- mentée par une pile logée à l'intérieur de l'axe cylindrique de la pre- mière base. Une autre caractéristique de la présente invention est due au fait que les deux cavités coniques coaxiales et opposées l'une à l'au- tre sont peintes intérieurement d'une couleur orangée, luminescente le jour et transparente la nuit. Suivant un exemple préféré de réalisation de la présente inven- tion, les deux cavités coniques coaxiales et opposées l'une à l'autre sont dissymétriques en hauteur. Suivant un autre exemple préféré de réalisation de la présente invention, le cylindre vertical transparent et (ou) le petit cylindre transparent conique qui équipe le chapeau conique, sont constitués d'une résine de métacrylate de méthyle, communément appelée plexiglas. Un autre exemple préféré de réalisation de la présente inven- tion est constitué par le fait que la base cylindrique et (ou) le cha- peau conique sont en métal. Enfin, d'autres caractéristiques de la présente invention rési- dent dans le fait que l'extrémité conique à pointe aiguë du petit cy- lindre transparent est protégée par un capuchon de protection amovible dont la face supérieure est peinte d'une couleur luminescente, et dans le fait que la surface conique extérieure du chapeau conique est recou- verte de secteurs triangulaires colorés alternativement en blanc et noir ou en d'autres couleurs fortement contrastées. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure I représente une vue en perspective du signal réa- lisé conformément à la présente invention; et - la figure 2 représente une vue en coupe suivant le plan mé- dian du signal représenté à la figure 1. On se reportera aux figures. La référence 1 se rapporte à un cylindre vertical transparent en plexiglas, en verre ou en toute autre matière, dans lequel ont été creusées en partant des bases les deux cavités coniques coaxiales 2 et 3, dissymétriques en hauteur et oppo- sees l'une à l'autre par leurs sommets respectifs. Ces deux cavités 2 et 3 sont peintes intérieurement en couleur orangée, luminescente le jour et transparente la nuit, et elles sont reliées l'une à l'autre à leurs sommets par un raccord alésé cylindrique vertical 4 ayant l'as- pect extérieur d'un petit cylindre 4' (voir figure 1) et constituant le point de collimation pour des mesures planimétriques. Le cylindre 1 est ensuite introduit par son bord inférieur cir- culaire 5 dans un creux circulaire correspondant, ménage dans une base cylindrique 6, de préférence en métal, sur laquelle il est fixé au moyen des vis filetées 7. Cette base 6 est dotée à sa partie inférieure d'un axe cylindrique 8 et elle supporte, à son extrémité supérieure et à l'intérieur de la cavité conique inférieure 2, un réflecteur parabo- lique 9 et une lampe 10 qui est alimentée par une pile 11 logée à l'in- térieur de l'axe 8 de la base. A cet effet, l'axe 8 de la base est doté d'un petit capuchon fileté 12 muni d'un ressort 13 de pression. Outre le fait qu'il est prévu pour pouvoir s'introduire dans la base triangu- laire normale de signaux topographiques, l'axe 8 de la base est doté 9 2580799 aussi d'une rainure extérieure circulaire 14 qui permet de le fixer sur cette base par action conjuguée avec une vis d'arrêt de celle-ci. Le bord circulaire supérieur 15 du cylindre vertical 1 est, au contraire, introduit dans une cavité circulaire correspondante ménagée dans un chapeau conique 16, de préférence en métal, qui est fixé sur le cylindre au moyen de vis filetées 17. Ce chapeau conique 16 est axiale- ment muni d'un cylindre transparent 18 en plexiglas ou en toute autre matière, se terminant à la partie supérieure extérieure au sommet de ce même chapeau par une extrémité conique 19 à pointe aiguë qui constitue le point de collimation pour les mesures altimétriques, et qui est pro- tégé par un capuchon fileté de protection 20 qui ne doit être retiré que pendant les mesures. La partie inférieure du cylindre transparent 18 est en outre dotée d'une surface ayant la forme d'un chapeau sphérique 21 jouant le rôle d'une lentille convergente pour focaliser la lumière venant de la lampe 10, à travers le raccord creux 4, sur le sommet de l'extrémité conique 19 qui est alors éclairée comme une étoile. Enfin, l'extrémité conique extérieure du chapeau conique 16 est dotée de secteurs triangulaires 22 ou 23 colorés alternativement en blanc et noir ou en d'autres couleurs fortement contrastées, tandis que la face supérieure 24 du capuchon de protection 20 est peinte d'une couleur orange ou jaune luminescent, ou d'autres couleurs voyantes. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réali- sation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 2580799 R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Signal pour levés industriels, à placer aux points dont on désire mesurer avec un goniomètre les coordonnées planimétriques et altimétriques par collimation de ce même signal à partir de différentes positions sur un tour d'horizon, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un cylindre vertical transparent dans lequel, en partant de la base, on a creusé deux cavités coaxiales, coniques et opposées l'une à l'au- tre, dont les sommets proches l'un de l'autre sont reliés par un rac- cord alésé cylindrique vertical constituant le point de collimation pour la détermination de coordonnées planimétriques, ce cylindre étant supporté par une base cylindrique pourvue d'un axe cylindrique adapté pour pouvoir s'introduire dans la base triangulaire normale de signaux topographiques, et étant équipé sur le dessus d'un chapeau conique pourvu axialement d'un petit cylindre vertical transparent dont la par- tie inférieure présente une surface en forme de chapeau sphérique agis- sant comme une lentille convergente, et qui se termine à l'extérieur du sommet du chapeau conique par une extrémité conique à pointe aiguë constituant le point de collimation pour la détermination de coordon- nées altimétriques, des moyens étant en outre prévus pour éclairer intérieurement ce signal. 2. Signal pour levés industriels suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens prévus pour éclairer intérieurement le signal sont constitués d'un réflecteur parabolique et d'une lampe sup- portés par la base cylindrique à l'intérieur de la cavité conique infé- rieure, cette lampe étant alimentée par une pile logée à l'intérieur de l'axe cylindrique de base. 3. Signal pour levés industriels suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux cavités coniques coaxiales et opposées l'une à l'autre sont peintes intérieurement d'une couleur orangée, luminescente le jour et transparente la nuit. 4. Signal pour levés industriels suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux cavités coniques coaxiales et opposées l'une à l'autre sont dissymétriques en hauteur. 5. Signal pour levés industriels suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre vertical transparent est constitué d'une résine de métacrylate de méthyle communément dénommée plexiglas. 6. Signal pour levés industriels suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le petit cylindre transparent dont le chapeau conique est axialement pourvu, est constitué d'une résine de métacryla- te de méthyle communément dénommée plexiglas. 7. Signal pour levés industriels suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la base cylindrique et (ou) le chapeau conique sont en métal. 8. Signal pour levés industriels suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le sommet conique à pointe aiguë du petit cylin- dre transparent est protégé par un capuchon de protection amovible dont la face supérieure est peinte d'une couleur luminescente. 9. Signal pour levés industriels suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface conique extérieure du chapeau conique est recouverte de secteurs triangulaires colorés alternativement en blanc et en noir ou en d'autres couleurs fortement contrastées.