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1. Relevés à l’aide d’une station totale
1. INTRODUCTION
Une station totale aussi appelé tachéomètre électronique est un théodolite électronique qui
mesure les angles et les distances en utilisant un faisceau laser de précision. Une station est
aussi équipé de mémoires utiles pour exécuter des programmes, pour enregistrer les mesures,
les coordonnées et des points et des lignes. Elle a besoin d’un réflecteur pour mesurer les dis-
tances. Les stations totales remplacent les anciens théodolites ou niveaux optiques. Une station
totale peut prendre une lecture en moins de 5 secondes et mesurer une distance de près de 3 km
alors qu’avec un niveau optique, une lecturepeut facilement prendre plus d’une minute(encore
plus pour les étudiants) et la distance limitée à moins de 150 m.
Les relevés de terrain et de sites sont une dimension importante du travail d’un ingénieur car ils
sont la base de tout travail. Ce document explique l’utilisation du tachéomètre électronique
dans un contexte derelevés deterrain. Fondamentalement, un tachéomètreélectronique est uti-
lisé selon les mêmes principes utilisés pour un niveau optique ou une théodolite optique. Par
contre, le tachéomètre offre une plus grande flexibilité et versatilité qu’un niveau optique car il
contient des programmes qui lui permettent d’effectuer plusieurs calculs et/ou transformations
des données pour vous. De plus, il conserve les données en mémoire.
Un tachéomètre électronique est l’équivalent d’un théodolite où les mesures sont effectuées
électroniquement, affichées sur un écran à cristaux liquides et sauvegardées dans une mémoire
interne. Le tachéomètre mesure l’angle horizontal de la lunette sur le plateau par rapport à une
ligne de référence et l’angle vertical de la lunette par rapport au plan horizontal. Il mesure aussi
et c’est sa principale qualité, la distance entre un prisme de réflexion et l’axe verticale de la
lunette au moyen d’un rayon laser en mesurant le temps de parcours du rayon. Un utilisant la
trigonométrie, le tachéomètre peut convertir ces données en coordonnées cartésiennes
(X, Y, Z) ou en coordonnées cylindriques (angle, distance, élévation).

2. 2 RELEVÉS À L’AIDE D’UNE STATION TOTALE
2. DESCRIPTION DU TACHÉOMÈTRE LEICA TC805 ET TS06
2.1 Description générale
Les tachéomètres électroniques mis à votre disposition sont des LEICA modèle TC805 (figure
1.1) et TS06. Ils sont configurés pour utiliser un prisme standard et affiche les résultats en utili-
sant les mesures métriques. Étant des appareils électroniques, ils doivent être manipulés avec
délicatesse ils doivent être déplacés dans leur boîtier (jamais sur un trépied). Ces modèles
mesurent les angles avec une précision de 5’’. La figure 1.2 présente les principales compo-
sante du tachéomètre Leica de la série TC800. Le TS06 est la nouvelle génération qui remplace
le TC805 et il est très semblable au TC805.
Figure 1.1 Apparence des Tachéomètres Leica modèle de la série TC800.
2.2 Le clavier et l’écran
La figure 1.3 présente l’écran et le clavier. Le clavier est divisé en quatre groupes de touches :
S touches de fonctions assignées (3)
S touches alphanumériques (4)
S touche de navigation (5)
S deux touches fixes
S touches de fonctions contextuelles (6)
Touches de fonctions assignées
Les touches de fonctions assignées sont [USER], [FNC] (fonction), [MENU] et [PAGE] pour
le modèle TC805 et [PAGE], [FNC] (fonction), [USER1] et [USER2],. Les touches [USER]
sont programmables. Pour le modèle TC805, nous avons assigné lafonction «Nivelle» à latou-
che [USER] et pour le modèle TS06, nous avons assigné la fonction «Nivelle» à la touche
[USER1] et la fonction [MENU] à la touche [USER2]. Elles pourraient être assignées à d’au-

3. DESCRIPTIONDUTACHÉOMÈTRELEICATC805ETTS06
3
Figure 1.2 Les principales composantes du tachéomètre Leica de la série TC800.
Figure 1.3 Écran et clavier du Tachéomètre.
tres fonctions. La touche [FNC] permet d’accéder rapidement aux fonctions de support aux
mesures. La touche ou fonction [MENU] permet d’accéder aux programmes, paramétrages de
l’appareil, gestionnaire de données, ajustements, paramètres de communication, information
système et transfert de données. La touche [PAGE] permet d’afficher la page suivante si la
fenêtre contient plusieurs pages; elle fonctionne de façon circulaire, la page suivant la dernière
page est la première page.
Touches alphanumériques
Les touches alphanumériques permettant d’entrerdes valeurs numériques ou alphanumériques
selon le cas. Chaque touche permet d’entrer un chiffre ou une des trois lettres qui sont associées
à la touche. En appuyant rapidement sur une touche, il est possible de passer d’un caractère à
l’autre. En appuyant rapidement sur la touche [1], vous affichez à tour de rôle les caractère
1-->A-->B-->C-->1 . . . Dans certaines applications comme la définition du projet, il faut choisir
le mode numérique ou alpha par une des touches contextuelles avant de procéder.

4. 4 RELEVÉS À L’AIDE D’UNE STATION TOTALE
La touche de navigation
La touche de navigation fonctionne comme les quatre flèches sur un clavier d’ordinateur et elle
permet de naviguer entre les pages d’écran ou de valeurs selon le programme ou la fonction
choisie. En mode édition de la ligne active, pressez à gauche ou à droite sur latouche denaviga-
tion déplace le curseur sur la chaîne de caractère, pressez vers le bas pour effacer le caractère
sélectionné et pressez vers le haut permet d’insérer un nouveau caractère.
Deux touches fixes.
Des deux touches fixes [ESC] et [Return] (touche rouge) sont situées au bas à droite. La touche
[ESC] permet de revenir au niveau précédent sans sauvegarde et la touche [Return] signale la
fin de l’entrée des valeurs dans la ligne active et de la prise en compte de celles--ci par la station
comme sur un ordinateur.
Touches de fonctions contextuelles.
Les touches contextuelles [F1] à [F4] activent le programme correspondant affiché au bas de
l’écran.
L’écran
L’écran (figure 1.4) est divisé en trois zones. La zone de symboles est située verticalement sur
la droitede l’écran. La zonede programmes associés aux touches defonctions contextuelles est
située au bas de l’écran. La zone de données occupe le reste de l’écran et affiche les données de
circonstance. Cette zone inclue généralement une ligne active permettant d’entrer de l’infor-
mation (alphanumérique).
Figure 1.4 Un écran typique.
3. INSTALLATION DU TRÉPIED ET DU TACHÉOMÈTRE
3.1 Mise en place du trépied
La première opération est l’installation du trépied. Le trépied s’installe comme pour un niveau
optique ou un théodolite. Les vis des jambes sont desserréespour permettreleur allongement et
amener le plateau à la hauteur désirée. Pour assurer une bonne stabilité, les jambes doivent être

5. INSTALLATION DU TRÉPIED ET DU TACHÉOMÈTRE
5
enfoncés en appliquant une force dans la direction des jambes. Le trépied est positionné au--
dessus du repère au sol en le centrant le mieux possible et en ajustant le plateau le plus horizon-
talement possible.
3.2 Mise en station du tachéomètre
Le tachéomètre est installé sur le plateau au moyen de la vis sous le plateau comme pour un
niveau. Le tachéomètre est mis au niveau en centrant approximativement la nivelle sphérique
(figure 1.5) au moyen des vis calantes.
Figure 1.5 Localisation de la nivelle sphérique.
Le tachéomètre est mis sous tension. Le plomb laseret lanivelle électroniquesont activés auto-
matiquement lorsquelemodèleTS06 est mis sous tension et enpressant latouche[USER]pour
le modèle TC805. Sur le modèle TS06, la nivelle électronique peut aussi être activée en pres-
sant la touche [USER1].
Si le plomb laser ne pointe plus sur le repère au sol, déplacez l’embase sur la plateau jusqu’à ce
qu’il pointe correctement. Si ce n’est pas suffisant, vous devez déplacer les jambes du trépied
pour centrer le plomb laser sur le repère au sol. Vous devez alors refaire une mise au niveau
approximative avec la nivelle sphérique.
La mise au niveau fine est effectuée en utilisant la nivelle électronique et les vis calantes en
utilisant les instructions sur l’écran jusqu’à ce que les flèches soient remplacées par les repères
de contrôle et que la nivelle électronique est centrée.
Figure 1.6 Mise au niveau en utilisant la nivelle électronique.
Lorsque le tout est complété, quittez la fonction «Nivelle/plomb laser» en pressant la touche
OK [F4]. Le modèle TC805 bascule alors dans le mode de mesure alors que le modèle TS02
bascule dans le mode MENU.

6. 6 RELEVÉS À L’AIDE D’UNE STATION TOTALE
4. CONFIGURATION
Avant de débuter les relevés, la station doit connaître sa localisation, son élévation (hi), la
direction de l’angle de référence et le nom du projet auxquelles les relevés sont associés.
La station a besoin de connaître ses coordonnées et une orientation pour définir les autres
points. Trois cas peuvent se présenter et ils nécessitent des approches différentes :
1. station virtuelle (programme “Lever”);
2. station sur un point connu ((programme “Lever”);
3. station sur un nouveau point dans un environnement de points connus (programme
“Station Libre”).
Les deux programmes “Lever” et “Station Libre” sont accessibles via les touches
MENU-->Programmes.
4.1 Définition du projet
Lorsque qu’un nouveau projet est débuté, il est nécessaire de le définir. Si un projet n’est pas
défini, l’appareil assigne toutes les mesures au dernier projet ou au projet DEFAULT si aucun
projet n’a été défini.
Le choix d’un projet s’effectue en accédant à la fonction “JOB” [F1] dans l’un ou l’autre des
programmes “Lever” et “Station Libre”. À cette étape, vous pouvez choisir le dernier projet
(affichépardéfaut), un projet existant en parcourant lalistedes projets disponibles àl’aide dela
touche de navigation ou en définissant un nouveau projet à l’aide de la fonction ”NOUV” (tou-
che [F1]). Pour un nouveau projet, l’écran permet d’entrer un nouveau nom dans la ligne active
en mode édition et en utilisant les fonctions contextuelles appropriées. Lorsque définie, pres-
sez [Return]. Vous pouvez aussi définir un opérateur et des remarques. Lorsque les informa-
tions du projet sont entrées, vous confirmez le tout avec la fonction “OK” [F4].
Le choix du projet est ensuiteconfirmé avecla fonction “OK” [F4]et leprogramme retourneau
programme “Lever” ou “Station Libre”.
4.2 Coordonnées et orientation d’une station virtuelle
Le cas d’une station virtuelle se présente lorsque vous devez relever un nouveau site où aucun
repèredenivellement n’est connu. Lastation est alors installésurun point virtuel, un point dont
les coordonnées sont inconnues et que vous ne pouvez relier la station à aucun autre point.
Coordonnées de la station
La définition des coordonnées de la station s’effectue en sélectionnant la fonction “Station”
[F2] du programme “Lever”. Vous définissez un point (avec une identification) avec les coor-
données de votre choix en utilisant la fonction “XYZ” [F3]. Vous confirmez le tout avec la
fonction “OK” [F4].

7. CONFIGURATION
7
Le programme vous demande par la suite la hauteur de l’instrument (hi) par rapport au point.
Cette valeur peut être déterminée facilement à l’aide d’un ruban à mesurer en mesurant la hau-
teur entre le centre de la lunette et le point. Vous confirmez le tout avec la fonction “OK” [F4] et
le programme retourne au programme “Lever”.
Orientation
La station a aussi besoin de connaître sa ligne d’azimut. Elle est définie par la fonction “Orien-
tation” [F3] du programme “Lever”. Dans le cas d’une station virtuelle, l’orientation est aussi
virtuelle en choisissant la fonction contextuelle “Orientation Hz” [F1]. Vous pouvez entrer
l’angle d’orientation que vous désirez ou choisir un angle zéro avec la fonction “Hz=0” [F3].
Vous devez définir la hauteur du réflecteur (hr). Vous devez viser un point sur cette ligne de
référence, point que vous définissez par un nom, et activez la mesure avec la fonction “ALL”
[F1] pour mesurer et enregistrer les coordonnées du nouveau point et calculer l’orientation. Si
seule l’orientation est nécessaire, activez la fonction “REC”. Le programme retourne au pro-
gramme “Lever” et vous êtes prêt à procéder aux relevés en activant la fonction “Démarrer”
[F4].
4.3 Coordonnées et orientation d’une station sur un point connu
Cette situation se rencontre principalement lorsque vous effectuez des relevés sur un chemine-
ment avec transfert de station, visées “avant” et visées “arrière” ou lorsque vous démarrez ou
continuez un projet sur un point connu avec au moins un autre point accessible.
Coordonnées de la station
La définition des coordonnées de la station s’effectue en sélectionnant la fonction “Station”
[F2] du programme “Lever”. En installant la station sur un point connu, vous pouvez récupérer
les coordonnées de ce point par la fonction “CHERCH” [F1] ou “LISTE”[F2]. Lorsquel’écran
s’affiche, sélectionnezle nom du point et lastation récupérerales coordonnées de cepoint et les
assignera à la station. Vous confirmez le choix avec la fonction “OK” [F4]
Si vous connaissez les coordonnées du point mais qu’elles ne sont pas connues de la station,
vous pouvez les définir manuellement avec la fonction “XYZ” [F3]. Vous devez aussi donner
un nom à la station. Vous confirmez le tout avec la fonction “OK” [F4].
Le programme vous demande par la suite la hauteur de l’instrument (hi) par rapport au point.
Cette valeur peut être déterminée facilement à l’aide d’un ruban à mesurer en mesurant la hau-
teur entre le centre de la lunette et le point. Vous confirmez le tout avec la fonction “OK” [F4] et
le programme retourne au programme “Lever”.
Vous pouvez aussi effectuer un transfert de hauteur d’instrument si vous connaissez l’élévation
d’au moins un autre point visible et accessible avec la fonction “Transfert d’altitude” via latou-
che [FNC] accessible en dehors du programme “Lever”.

8. 8 RELEVÉS À L’AIDE D’UNE STATION TOTALE
Orientation
La ligne d’azimut de la station est définie par la fonction “Orientation” [F3] du programme
“Lever”.
Si les coordonnées d’au moins un autre point sont connues et que ces points sont accessibles,
vous pouvez déterminer l’orientation en utilisant la fonction contextuelle “Orientation XYZ”
[F2]. Vous pouvez récupérer les coordonnées de ces points avec la fonction contextuelle
“LISTE” [F1] ou en entrant directement les coordonnées avec la fonction contextuelle “XYZ”
[F2]. Vous visez et mesurez le point en question. Après chaque mesure, le message “Voulez--
vous effectuer des mesures supplémentaires ?” s’affiche. Une réponse “Oui” vous retourne à
l’écran pour des mesures additionnelles et un “Non” vous retourne à l’écran “Résultats”. Vous
pouvez mesurer ainsi jusqu’à cinq points. Les résidus peuvent être analysés avec la fonction
“Resid”.
Si l’orientation d’un point est connu par rapport à la station, vous utilisez la fonction contex-
tuelle “Orientation Hz” [F1], saisissez l’angle d’orientation, la hauteur du réflecteur et le nom
du point, visez le point en question, pressez lafonction “REC”pour mesurer, valider et enregis-
trer l’orientation.
La confirmation de l’orientation est effectuée en pressant la fonction “OK” [F4]. Le pro-
gramme retourne au programme “Lever” et vous êtes prêt à procéder aux relevés en activant la
fonction “Démarrer” [F4].
4.4 Coordonnées et orientation d’une station dans un environnement de
points connus
Cette situation se rencontre principalement lorsque vous effectuez des relevés dans un zone où
plusieurs points (généralement des repères de nivellement) sont déjà connus et accessibles et
que vous installez la station en un point dont les coordonnées et l’orientation ne sont pas
connues. Dans ce cas, la station peut déterminer ses coordonnées et son orientation avec le pro-
gramme “Station libre” mais nécessite la connaissance d’un minimum de deux points.
Coordonnées et orientation de la station
Les coordonnées et l’orientation de la station sont définis avec la fonction “Démarrer” [F4] du
programme “Station libre”.
Vous débutez en saisissant le nom de la station et la hauteur de l’instrument (hi) au moyen d’un
ruban à mesurer en mesurant la hauteur entre le centre de la lunette et le point. Le tout est
confirmé avec la fonction “OK” [F4].
Par la suite, l’écran “ST--LIBRE -- PT VISÉ” s’affiche. Vous pouvez récupérer les coordonnées
d’un point connu par la fonction “CHERCH” [F1] ou “LISTE” [F2]. Lorsque l’écran s’affiche,
sélectionnez le nom du point et la station récupérera les coordonnées de ce point. Si le point
n’est pas connu de la station, vous pouvez le définir avec la fonction [F4] + “XYZ” [F1]. Vous

9. MESURES
9
confirmez le choix avec la fonction “OK” [F4]. Le programme vous amène dans l’écran
“VISEZ LA CIBLE” où vous définissez la hauteur du réflecteur (hr) (si ce n’est pas fait), visez
le réflecteur sur le point et déclenchez la mesure avec la fonction “ALL”. Vous pouvez ajouter
des points avec la fonction “AjtPt” ou “PLUS” [F2]. Vous demandez de calculer les coordon-
nées et l’orientation de la station avec la fonction “CALC” [F3] lorsque vous avez un minimum
deux points. Cette dernière fonction affiche les coordonnées de la station. Vous pouvez alors
demander pour relever des points supplémentaires “PREC” [F1], afficher les résidus “RESID”
[F2] afficher l’écart types “ETYPE” [F3] ou accepter les coordonnées affichées de la station
“OK” [F4].
5. MESURES
Lorsque la station est configurée, elle est prête à mesurer tout point où le réflecteur est visibleet
accessible. Vous devez vous assurer que la hauteur du réflecteur (hr) (longueur de la canne) est
définie correctement. Vous visez le réflecteur et pressez la touche de fonction contextuelle
“ALL” pour mesurer et enregistrer les coordonnées du point mesuré. Le système définit auto-
matiquement des No depoints séquentiel. Vous pouvezaussi définirun codepourlepoint,code
qui est significatif pour vous. L’utilisation d’un code est fortement recommandée avec la défi-
nition d’une nomenclature.
Le programme “Lever” ([MENU], [Lever], [Démarrer] du tachéomètre permet aussi de mesu-
rer rapidement une série de points; utilisez la page 3/3 pour visualiser les données en coordon-
nées XYZ. Mesurez et enregistrez chaque mesure avec la touche contextuelle “ALL”.
Si de nouvelles coordonnées de la station ne sont pas définies, la station utilisera les dernières
coordonnées définies; cela n’est utile que si la station n’est pas déplacées.
6. PRÉPARATION POUR LE TRANSFERT DE L’INSTRUMENT
Avant de transférer l’instrument vers une nouvelle station, vous devez marquer la nouvelle sta-
tion (avec un piquet ou autrement) et mesurer ses coordonnées. Il est recommandé d’identifier
et mesurer au moins un autre point tournant.
BIBLIOGRAPHIE
Leica, 2008a. Leica TPS800 Series -- Manuel d’utilisation. Version 4.0 français. Suisse.
Leica, 2008b. Leica TS02/TS06/TS09 -- Manuel de l’utilisateur. Version 1.0 français. Suisse.