Niveau à bulle en ligne

Un smartphone ne contient aucune bulle d'air : il mesure la pesanteur. Son accéléromètre repère la direction de la gravité selon trois axes, et le gyroscope suit les rotations rapides. Le système combine les deux et transmet au navigateur l'orientation de l'appareil sous forme d'angles. La page en déduit où se trouve la verticale, puis l'inclinaison du plan qui porte le téléphone, comme la bulle le montrerait dans sa fiole.

Ce capteur d'inclinaison n'est lu qu'après un appui sur « Démarrer le niveau », jamais avant. La lecture suit ensuite le capteur à chaque image de l'écran, lissée selon le réglage « Stabilité de la lecture ». Elle s'affiche en degrés au dixième, en pourcentage au dixième, en millimètres par mètre entiers et en rapport 1:n. L'une de ces notations devient le grand chiffre, et les quatre restent affichées en dessous.

Trois vues utilisent le capteur : « À plat » pour une surface, « Tranche » pour un bord ou un montant, « Angle » pour une pente. La quatrième, « Convertir », se passe de capteur et fonctionne aussi sur ordinateur. Ce niveau à bulle gratuit tourne entièrement dans le navigateur, et aucune mesure ne quitte l'appareil. Le lien de la page ne garde que la vue, l'unité, la stabilité, la règle choisie et les valeurs du convertisseur.

On choisit une vue et on touche « Démarrer le niveau », en acceptant l'accès aux capteurs si l'iPhone le demande. On pose ensuite le téléphone sans le tenir, et on lit la pente. Une lecture qui affiche 0,0° passe au vert dans les vues « À plat » et « Tranche ».

1. Choisir la vue. « À plat » convient à un plan de travail, « Tranche » à une étagère ou un montant de porte, « Angle » à une rampe ou un rampant.
2. Toucher « Démarrer le niveau ». Sur iPhone et iPad, Safari affiche alors l'autorisation des capteurs de mouvement et d'orientation, qui ne peut partir que de cet appui.
3. Poser le téléphone sur la surface, la main retirée, et attendre que la valeur se stabilise.
4. Toucher « Figer » pour garder la valeur affichée quand l'écran n'est plus visible, puis « Libérer » pour reprendre la mesure.

Si aucune mesure n'est arrivée 1,5 seconde après le démarrage, la page signale que l'appareil ou le navigateur ne transmet pas d'orientation. Elle propose alors le convertisseur. Un refus sur iPhone affiche son propre message, et Safari garde cette réponse jusqu'à sa fermeture complète. Sur Android, la mesure commence dès l'appui, sans question préalable.

La case « Bip quand c'est de niveau » ajoute un son bref et, là où le navigateur l'autorise, une courte vibration. Safari sur iPhone ne vibre pas. « Plein écran » couvre la page avec le niveau, et la touche Échap le referme. Pendant la mesure, la page demande au navigateur de garder l'écran allumé, quand il le permet.

L'application Mesures de l'iPhone contient aussi un niveau, décrit dans la foire aux questions. Cette page s'en distingue par sa présence sur tous les téléphones et par son lien avec les pentes des textes français.

Chaque vue imite un instrument du chantier : le niveau rond, la fiole tubulaire d'un niveau de maçon ou le clinomètre.

Posé sur le dos, le téléphone affiche dans la vue « À plat » une bulle ronde, qui touche le bord du cercle à 10°. Des anneaux marquent 0,5°, 2° et 5°. Le grand chiffre donne la plus grande pente de la surface. Deux lignes précisent la pente de gauche à droite et de bas en haut, avec le côté le plus haut. C'est la vue d'un plan de travail, d'une table ou d'un lave-linge.

Debout sur une tranche, en portrait, en paysage ou même à l'envers, le téléphone affiche dans la vue « Tranche » une fiole le long du bord d'appui. La lecture donne la pente de cette tranche et l'extrémité la plus haute : c'est l'horizontalité d'une étagère ou d'un cadre. Une ligne indique aussi de combien l'écran s'écarte de la verticale, pour un mur contre lequel on plaque le dos du téléphone.

Appuyée contre une huisserie ou un poteau, une tranche latérale mesure de la même façon l'écart à l'aplomb, c'est-à-dire la verticalité du montant. Un chambranle d'aplomb affiche alors la même valeur verte qu'une étagère horizontale.

La vue « Angle » fait du téléphone un inclinomètre, aussi appelé clinomètre. Elle donne l'angle d'inclinaison du grand côté par rapport à l'horizontale, jusqu'à 90°, et précise si le haut de l'appareil monte ou descend. La valeur reste la même à plat sur une rampe ou sur la tranche le long d'un chevron. À plat, une ligne ajoute la plus grande pente de la surface.

Dans cette vue, une liste compare l'angle à l'une des règles françaises, avec le verdict « Dans la limite » ou « Plus raide que la limite ». Pour une longueur plutôt qu'un angle, la règle graduée à l'écran affiche des centimètres réels une fois étalonnée.

L'étalonnage par retournement mesure l'erreur propre du téléphone sans exiger une surface parfaitement de niveau. Johnson Level & Tool décrit le même contrôle pour un niveau classique. On le retourne bout pour bout au même endroit, et la bulle doit revenir à la même place.

Dans le panneau « Étalonner ce téléphone (retournement) », la première mesure démarre après un compte à rebours de 3 secondes. Elle fait la moyenne des lectures sur 1,5 seconde. On fait ensuite pivoter le téléphone d'un demi-tour sur place, la même face ou la même tranche en dessous, puis on prend la seconde mesure. Entre les deux, la pente du support change de signe, l'erreur du téléphone non.

L'erreur vaut donc la demi-somme des deux mesures, et la pente du support leur demi-différence. Avec 0,9° puis -0,3°, le téléphone se trompe de 0,3° et le support penche de 0,6°.

La mesure est refusée si le téléphone bouge de plus de 0,5° pendant la prise, ou si l'erreur calculée dépasse 5°. Elle l'est aussi quand la seconde mesure se fait dans une autre position. Chaque position s'étalonne à part : à plat, puis chacune des tranches.

À plat, la bosse de l'appareil photo et la coque soulèvent un côté du téléphone : l'étalonnage à plat les mesure avec le reste. Le résultat reste dans le stockage local du navigateur, sur cet appareil seulement, et « Effacer l'étalonnage » le supprime.

La remise à zéro est autre chose. « Zéro ici » prend la surface actuelle comme référence et affiche les écarts par rapport à elle, tant que la page reste ouverte. Elle compare deux plans entre eux, alors que l'étalonnage, ou calibrage, corrige le capteur lui-même.

Un téléphone donne la pente au mieux à 0,1° près, soit 1,75 mm/m. Selon la spécification DeviceOrientation du W3C, les navigateurs limitent la précision des angles à ce dixième de degré. Chromium les arrondit ainsi depuis sa modification du 3 mars 2020. Stabila annonce une précision de 0,5 mm/m pour un niveau en aluminium en position normale, soit 0,029°, et jusqu'à 1 mm/m en position retournée. Un téléphone bien réglé convient donc pour accrocher un cadre, poser une étagère, caler un lave-linge, mettre une caravane de niveau ou vérifier une pente. Il ne remplace pas un niveau de chantier pour une maçonnerie, un carrelage ou une charpente.

Le capteur lui-même part de plus loin. La fiche technique de l'accéléromètre BMI270 de Bosch Sensortec indique un décalage typique au zéro de plus ou moins 20 mg, environ 1,15° ou 20 mm/m. C'est la valeur brute du composant, avant le réglage du fabricant du téléphone : un appareil donné n'est pas forcément décalé d'autant.

En 2021, Kuhlmann, Garaizar et Reips ont mesuré 56 téléphones à travers le navigateur, sur un support mis de niveau. Les erreurs moyennes atteignaient, selon l'appareil, jusqu'à 2,1° en tangage et 6,6° en roulis. L'écart change donc beaucoup d'un modèle à l'autre, et la méthode du retournement retire celui de l'appareil utilisé.

Pour une pente qui engage un ouvrage, le chiffre du téléphone donne un ordre de grandeur, pas une réception de travaux.

On calcule l'arc tangente du pourcentage divisé par cent : une pente de 5 % fait 2,86°, et une pente de 100 % fait 45°. Le pourcentage de pente est le dénivelé divisé par la distance horizontale, multiplié par cent, et l'angle est l'arc tangente de ce rapport. Les valeurs courantes vont de 1 % à 100 %, avec 8 % à 4,57°.

Les millimètres par mètre multiplient le même rapport par mille : 2 % font 20 mm/m, c'est-à-dire 20 ‰, ou 2 cm par mètre. Le rapport 1:n donne la longueur à l'horizontale pour une unité de hauteur : 1:20 correspond à 5 %, et 1:12 à 8,33 %.

La relation n'est pas proportionnelle. 1° font 1,75 % et 5° font 8,75 %, mais 30° atteignent 57,74 %. Au-delà de 45°, la pente dépasse 100 %, et le pourcentage croît sans limite à l'approche de la verticale. La tangente de l'angle, multipliée par cent, donne toujours le pourcentage.

Le convertisseur accepte un angle, un pourcentage, des millimètres par mètre, un rapport 1:n, ou un dénivelé et une longueur horizontale dans la même unité. Il affiche toutes les autres notations, compare la pente à une règle française et liste les limites des arrêtés. Ces conversions sont reprises dans les cas de référence, calculés à partir de chaque limite telle que son texte l'écrit.

Une rampe PMR neuve ne dépasse pas 5 %, soit 2,86°. L'arrêté du 20 avril 2017 fixe cette limite pour la construction des établissements recevant du public (ERP). Il tolère 8 % sur 2 m au plus et 10 % sur 0,50 m au plus. L'arrêté du 24 décembre 2015 reprend les mêmes pentes pour la construction de logements.

Une rampe d'accès neuve compte un palier de repos de 1,20 m sur 1,40 m en haut et en bas. Il en faut un autre tous les 10 m dès que la pente atteint 4 %. Le dévers, la pente en travers d'un cheminement extérieur accessible, ne dépasse pas 2 %. Un ressaut, petit dénivelé franchi sans rampe, mesure 2 cm au plus, ou 4 cm quand il présente une pente de 33 % au plus.

Dans le bâti existant, l'arrêté du 8 décembre 2014 porte la limite à 6 %. Il admet ensuite 10 % sur 2 m au plus, puis 12 % sur 0,50 m au plus. Le palier y devient obligatoire tous les 10 m à partir de 5 %, et le dévers peut atteindre 3 %. La notice accessibilité de la DDTM du Var présente ces chiffres à côté de ceux du neuf.

Sur la voie publique, l'arrêté du 15 janvier 2007 demande une pente inférieure à 5 %. En cas d'impossibilité technique, il admet 8 % sur 2 m au plus, voire 12 % sur 0,50 m au plus.

Pour un escalier d'ERP neuf, la hauteur de marche ne dépasse pas 16 cm. Le giron, l'avancée d'une marche entre deux nez, mesure au moins 28 cm. Les parties communes des logements neufs admettent 17 cm pour 28 cm, l'escalier intérieur d'un logement 18 cm pour 24 cm. Au plus raide, ces marches donnent 29,7°, 31,3° et 36,9°, un angle que la vue « Angle » lit le long du limon.

Les pentes des canalisations d'eaux usées, des toitures et des terrasses ne figurent dans aucun des arrêtés cités. Elles relèvent des normes NF DTU, comme le DTU 60.11 pour la plomberie sanitaire et les évacuations, des documents payants dont cette page ne reprend aucun chiffre.

Un chiffre lu dans un DTU ou une notice de pose se convertit de la même façon. En centimètres par mètre, il égale le pourcentage : 1 cm par mètre font 1 %, soit 10 mm/m et 0,57°. La vue « Angle » mesure ensuite la pente réelle, téléphone posé sur sa tranche le long d'un tuyau ou à plat sur le rampant d'une toiture.

Le panneau A16 « Descente dangereuse » annonce une forte pente et en indique la valeur. Selon l'instruction interministérielle sur la signalisation routière, il se place notamment quand la déclivité dépasse 10 % sur route et 4 % sur autoroute.

Une descente à 10 % fait 5,71°, et 4 % ne font que 2,29°. Le chiffre du panneau paraît donc bien plus fort que l'angle : 10 %, c'est 10 m de dénivelé pour 100 m parcourus à l'horizontale.

Dans une telle descente, la gravité allonge le freinage. Le calculateur de distance d'arrêt accepte une pente en pourcentage dans sa méthode physique et montre l'effet d'une descente sur l'arrêt.