Pour des raisons historiques et techniques, le réseau de nivellement national, est constitué de lignes de nivellement formant un maillage superposable au réseau de voies de communication. L’entretien de ce réseau s’est effectué jusqu’en 2000, en réfectionnant des lignes de nivellement en partie détériorées (remplacement des repères détruits ; densification dans les agglomérations ; nouvelles mesures, par la méthode du cheminement, des dénivelées entre repères de nivellement ; calcul des nouvelles altitudes de tous les repères remesurés).
Les modes opératoires
On appelle méthodes opératoires ou modes opératoires les différentes techniques de mesures de nivellement alliant le processus et le matériel mis en œuvre.
Le nivellement géométrique
Le nivellement géométrique est aussi appelé nivellement par visées horizontales ou nivellement direct.
La nivelée
Afin de connaître la différence de niveau élémentaire entre deux points proches, on pose tour à tour sur chacun des points une règle graduée que l’on appelle mire de nivellement et on installe entre les deux points un niveau, instrument qui permet de matérialiser une ligne de visée horizontale. Les mires sont dressées verticalement par des employés désignés par le nom porte-mires. La dénivelée résulte de la différence des lectures réalisées sur les deux mires. Cette opération élémentaire est appelée nivelée. La longueur d’une nivelée est généralement de l’ordre de quelques dizaines de mètres.
Le cheminement
Lorsque les points à coter sont un peu plus éloignés, on utilise la méthode du cheminement, qui combine plusieurs nivelées élémentaires. Lorsque la première nivelée est mesurée entre une mire placée en arrière du niveau et une autre placée en avant, on déplace le niveau en gardant en place la mire avant, qui devient la nouvelle mire arrière, et en transportant l’ancienne mire arrière en avant de l’instrument. On effectue ainsi une deuxième nivelée, et ainsi de suite. La différence de hauteur entre les points extrêmes du cheminement est alors la somme des dénivelées élémentaires.
Le Nivellement GEométrique Motorisé (NIGEMO)
Le nivellement géométrique se pratique habituellement à pied (nivellement classique), notamment dans le cadre du processus actuel d’entretien du réseau de nivellement national. Lorsque les cheminements atteignent une longueur supérieure à quelques dizaines de kilomètres, il est intéressant de pouvoir mettre en œuvre le Nivellement GEométrique Motorisé (NIGEMO) qui est un nivellement direct auto-porté.Trois véhicules sont utilisés : un véhicule de type « pick-up » dont la plate-forme est aménagée de façon que le niveau fixé sur un trépied spécial soit indépendant de celle-ci pendant les mesures et deux véhicules porte-mire équipés d’un dispositif mécanique permettant de poser la mire sur un support intermédiaire mobile et de la rendre verticale.
- la ligne de visée est plus haute, donc moins sensible à la réfraction, le gradient thermique dans les couches d’air traversées étant plus homogène
- le trépied plus lourd est plus stable
- un dispositif mécanique permet de maintenir les mires verticales
- le niveau est protégé du soleil par le toit du pick-up
- les déplacements sont plus rapides et donc les supports de mires restent moins longtemps en place
Le matériel
Les niveaux de précision opto-mécanique, équipés d’un dispositif de lecture appelé « micromètre à lame à faces parallèles », permettent de lire sur la mire le dixième de millimètre. Les niveaux automatiques sont équipés d’un dispositif appelé « système compensateur » donnant automatiquement une ligne de visée horizontale, même si la lunette est très légèrement inclinée.
Dans les niveaux de précision numériques, la partie opto-mécanique est la même que pour les appareils précédents mais un capteur électronique, installé dans l’instrument, saisit la valeur codée sur la mire et l’adresse au calculateur intégré pour l’exploitation des résultats.
A chaque type de niveau correspond un modèle de mire. Les mires sont toutes équipées de deux nivelles permettant d’assurer et de contrôler la verticalité de la mire et d’un ruban invar sur lequel sont reproduits, soit deux échelles centimétriques décalées l’un par rapport à l’autre d’une quantité constante, soit, pour les niveaux numériques, un code-barre. Le métal invar a été choisi en raison de son faible coefficient de dilatation.
Le support mobile de mire ou « crapaud » est une pièce métallique plate possédant trois plots sous sa partie supérieure assurant un contact stable avec le sol et une pastille hémisphérique sur sa partie supérieure sur laquelle la mire est maintenue verticale pendant les lectures.
L’entretien des réseaux d’outre-mer
Actuellement, l’entretien des réseaux de nivellement d’outre-mer est réalisé par nivellement direct le long de lignes de nivellement et en constituant des triplets. A terme, lorsqu’une grille de conversion altimétrique précise sera disponible sur chaque territoire, il est probable que l’entretien des réseaux d’outremer suive la même évolution que celui du réseau métropolitain.