INFILTRATIONS
Liais qui passait sur il’aucieoncs carrières, l’eau se perdait toute entière en 24 heures.
Au canal de Saint-Quentin, où le bief de partage était établi sur un sol crayeux rempli de fissures d’une profondeur indéfinie, la navigation chômait pendant les deux tiers de l’année.
Dans les terrains argileux qui prennent beaucoup de retrait, les alternatives de sécheresse et d’humidité, tantôt font perdre beaucoup d'eau, tantôt la retiennent toute entière.
Pour les cas ordinaires, et surtout dans les premiers temps de la mise en service, on devra compter sur une perte journalière d’une tranche de 0-.05 au moins de hauteur.
Voici un enduit proposé par M. Polonceau très-propre à rendre étanches les parois d’un bassin ou d’un canal creusé dans le sol naturel, et qu’il indique comme imperméable et résistant à l’action du frottement et des corps durs.
Cet enduit sc compose en volume de 1 partie de chaux éteinte 20 à 25 parties d’argile délayée en bouillie claire, 80 à 100 parties de sable ou de gravier, selon que l’argile est plus ou moins grasse et le sable plus ou moins lin. Ainsi, quand l'argile est grasse et le sable fin, on met 25 parties d’argile et 100 de sable; quand le sable est gros on n en met que 80 parties et 20 d argile si elle est grasse, ou 25 si elle est maigre.
On commence par délayer l’argile, puis on y ajoute la chaux également délayée à l’état de lait épais; ce mélange devient gras et onctueux. On verse ensuite celle pôle dans un bassin de sable ou de gravier, comme lorsque l’on faitdu mortier, et on mêle ces matières. Il faut absolument que le mélange soit bien intime.
On peut, à défaut d’argile, la remplacer par le double de son volume de terre franche; ainsi, il en faudrait 40 parties avec 100 de sable fin, et 50 parties avec 80 de gros sable.
L’épaisseur de l’enduit doit être de 0“.15 à 0".20 pour les petits bassins et les rigoles, et de 0™.30 à 0.40 pour les grandes surfaces.
Si on le posait sur de la terre végétale à peu de profondeur, il faudrait commencer par recouvrir celle-ci d’une couche de suie ou d’une légère couche de mortier hydraulique.
Dans les terrains de roc ou de pierrailles, qui présentent des veines et des fissures, il faut commencer par introduire dans les failles du roc et dans toutes les fissures des pierres pilonnées avec force qui ne laissent plus entre elles que de très-faibles interstices, et faire ensuite usage de l’enduit précédent.
Le prix du mètre cube de cet enduit peut être évalué à 5 fr.
INSTRUMENTS de l'ingénieur. 953
INSTRUMENTS de l’ingénieur. 1 . J’ai dû supposer généralement dans cet article que l’ingénieur possédait les instruments dont il chercherait ici l’emploi, la théorie ou les modes de vérification. Des dessins faisant connaître leur forme exacte, m’ont donc para inutiles, et je me suis contenté le plus souvent de simples figures de principe et d’une description sommaire des formes. Toutefois, la boussole Maissiat , dite aussi boussole-niveau, tranche-montagne, boussole àèclimitre, a été complètement décrite (planche LXXXII1), et dessinée en entier d’après M. Maissiat qui, le premier je crois, a eu l’idée de cet instrument multiple. Le grand nombre des pièces qui le constituent rendaient peut-être nécessaire celte description détaillée pour ceux-là mêmes qui ont cet instrument dans les mains.
Quant à l’ordre que j’ai adopté dans cette exposition, c’est uniquement celui qui m’a semblé le plus propre à m’épargner les redites. J’ai successivement étudié la loupe, le vernier, les lunettes, le limbe gradué, les nieeaujc, comme organes principaux de tous les instruments ordinaires de la topographie, et dont la combinaison les reproduit presque tous. En y ajoutant le miroir , on obtient les instruments à réflexion. Leur emploi se combine d’ailleurs avec celui des instruments qui donnent directement certaines dimensions linéaires, tels sont la chaîne, la mire, la stadia.
2. Le vernier. Quel que soit le nombre de divisions que porte le limbe d’un instrument destiné à la mesure des angles, on ne pourrait obtenir directement la valeur d’un angle qu’à une division près, si l’on n’avait pas un moyen d’estimer exactement les fractions de l’intervalle compris entre deux divisions consécutives du limbe. Ce moyen est fourni aujourd’hui par le cernt'er, ainsi uommè du nom de l’inventeur.
La méthode de Vernier consiste à prendre sur le limbe de l’instrument un arc de m divisions, puis à porter cet arc sur l’extrémité de l’alidade qui parcourt le limbe, et à l’y diviser en (m-|- i) parties égales.
Il en résulte que l étant la valeur angulaire d’une division du limbe, etc celle d'une division du vernier ou de l’alidade, on a évidemment, entre ces valeurs respectives, la relation
d’où
et
c’est-à-dire que l’excès de 1 division du limbe sur 1 division du
vernier est la fraction — — de la première, m 1
Cela posé, faisons marcher l’extrémité divisée de l'alidade ou proprement dit le vernier, dans le sens où la graduation du limbe
95* INSTRUMENTS de l'ingénieur (le vernier).
augmente, ce que je suppose avoir lieu de la gauche vers la droite; amenons ainsi, en coïncidence exacte, un trait intermédiaire quelconque t du vernier avec un Irait du limbe, il arrivera que, vers la gauche de t, le premier trait du limbe qu'on rencontrera, dépassera
le premier trait du vernier d’une différence — — que lo second trait du limbe dépassera le second trait du vernier de deux diffé-
rences ou de
que le troisième trait du limbe dépassera le
troisième trait du vernier de trois différences, ou
que,
enfin le ntmt trait du limbe sera distant du n*m' ou dernier trait du
fl l
vernier de . Ce dernier trait du vernier, dans le sens où nous
raisonnons, est celui qui porte un zéro sur les instruments, c’est la ligne de foi du vernier. Si donc le «*“* trait du limbe est, à partir du zéro du limbe, celui qui correspond à À divisions principales, l’angle forme par le zéro de l’alidade avec le zéro du limbe, aura évidemment pour valeur
A/+"XÎ
et, à l’aide du vernier, on obtient cette valeur, non plus à l prés, mais à — — près. On voit donc que, pour avoir le nombre de de-
Wl -j- 1
grés cl de fractions de degré qui mesure la valeur d’un angle sur un instrument à vernier, il faut d’abord compter le nombre  de divisions complètes comprises entre le zéro du limbe et le trait du limbe qui précède immédiatement lezéro ou la ligne de foi du vernier, puis multiplier À par la valeur angulaire l d’une division du limbe. On a ainsi ainsi un premier résultat approché. On comptera ensuite, à l’aide de la loupe ( 3), combien il y a de divisions du vernier depuis son propre zéro jusqu’à celui de ces traits qui coïncide, ou est le plus près de coïncider avec l’un de ceux du limbe, et l’on multipliera
ce nombre n par l’excès — — d’une division du limbe sur une di-
ni-(- 1
vision du vernier. On ajoutera ce second résultat au premier.
Dans les panlotnèlres (28), on a ordinairement / = 1°, m = 14", 14® 60'
d’où m -f- 1 = 15; t> ==— - = 0°,56'; / — v = — = *' , ils
Iw JD
donnent donc les angles à 4 minutes près.
Les cercles, les théodolites sont habituellement divisés en demidegrés ou arcs de 30' = l. Si l’on porte 29 de ces divisions sur l’alidade, et qu’on y divise cet arc en 30 parties, on obtient les angles à 1 minute près : on n’aurait les angles qu’à 2 minutes près comme
INSTRUMENTS de r ingénieur ( les loupes). 955
dans les graphomèlres, si l'on avait divisé 14 demi-degrés en 15 parties.
3. La loupe (fig. 12, planche LXXXII) , lentille convergente dont la distance focale principale est très-petite, et qni rend ainsi distincts les très-petits objets. Les cercles divisés sont souvent armés de loupes , à l’aide desquelles on lit les plus petites divisions, et l’on apprécie la coïncidence des traits du limbe et du vernier (2). L’objet ab que l’on regarde à la loupe doit être placé à une distance moindre que la distance focale principale f , et la loupe produit alors
l’effet suivant : l’objet ab plaçé à la distance — f de la lentille,
envoie des rayons lumineux compris entre ar et br'; ces rayons arrivent à l’œil O après la réfraction, et l’objet ab est vu comme en AB, c’est-à-dire que son image virtuelle est vue à la distance
(voyez lentille), de sorte que l’œil étant presque sur la
loupe, le grossissement linéaire est sensiblement comme
j doit être pris égal à la distance d variable pour chaque individu, où il voit nettement l’objet ab-, la distance focale de la lentille est donc déterminée par la condition — - — = d.
Ainsi, la vision nette de ab ayant lieu, je suppose, à 8 pouces anciens, d = 8j et la loupe qui grandirait 20 fois les lignes, devrait
avoir pour distance focale principale / — (m — 1) d=— de pouce
ancien (l’optique compte toujours en pouces).
En général, pour qu’une loupe grossisse n fois linéairement ou n1 fois les surfaces, il faut que sa distance focale principale soit le quotient de la distance propre à la vision nette divisée par (n — 1).
Les bisloupes (fig. 14, planche LXXXII), les triloupes sont deux ou trois loupes placées sur un même axe à des distances convenables. Leur grossissement est à peu près la somme des grossissements de chaque loupe simple, pourvu que le verre le moins convexe soit tourné du côté de l’œil.
4. Loupe provisoire. L’ingénieur peut, au besoin, se fabriquer une loupe par l’un des moyens suivants :
Percer un petit trou dans une feuille métallique mince, y introduire une goutte d’eau claire, qui y prendra naturellement une forme convexe, et donnera ainsi une excellente loupe aussi longtemps que l’évaporation ne l’altérera pas ;
Fondre au chalumeau sur le charbon creusé un petit morceau de
956 INSTRUMENTS de Ptnginicur (la lunette).
verre. Si la gouttelette est très-petite, elle ne sera pas sensiblement
aplatie par son poids, et le grossissement sera considérable.
5. Les lunettes des instruments de géodésie, tels que niveaux, boussoles, cercles, sextants, se réduisent en principe à un tube do laiton ou de cuivre rouge T (fig. 13, planche LXXXII), dans lequel on dispose, savoir -,
1° A l’extrémité que l’on dirige vers les objets qu’on observe, une lentille biconvexe O fixe ; c’est l'objectif;
2° En arrière de l’objectif un réticule R concentrique à un tube t' qui glisse dans le premier T à frottement, et qui porte lui- même 3° derrière le réticule R , un tube court t mobile à frottement dans (' et muni du côté du réticule d’une lentille biconvexe L, et enfin, à sou autre extrémité, d’une seconde lentille biconvexe o à laquelle on applique l’œil; c’est Voculaire.
L’objectif O, d’une très-petite courbure, a son foyer principal situé pendant les observations très- près de l’intersection même des fils du réticule R. Il en résulte que les rayons MO , AO émanés d’un objet éloigné MA, et qui passent par le centre optique, continuant leur route en ligne droite, il se forme au réticule II une petite image ma de l’objet MA; toutefois, celte image est renversée, le haut a passé en bas, la droite a passé aussi à la gauche et réciproquement, par l’effet de l’intersection en O des rayons AO a. VOu, MOm.
Jusqu’ici donc, l’effet produit est exactement le même qi\e celui qu’on obtiendrait d’une rondelle de bois ou de carton percée d’un petit trou à son centre O et mise à la place de la lentille. Mais celle-ci recevant de chaque point M, V, A, etc., de l’objet des faisceaux lumineux qui. à cause de ta grande distance du signal, sont sensiblement parallèles aux axes MO , VO, AO secondaires et principal, ces faisceaux se condensent, en convergeant après les réfractions, en m, v, a , et la petite image est fortement éclairée; elle le sera d’autant plus que l’objectif sera plus grand.
Quant aux deux verres convexes L, o , ils produisent l’effet d’une bisloupe(3), ils agrandissent l’objet a v m (fig. 1 4), sans le redresser. Leur distance mutuelle est réglée à cet effet.
On aurait pu se contenter d’un seul oculaire o, mais l’emploi des deux en augmentant la grandeur de l’image contribue à l’acAromalisme.
6. La figure fi (planche LXXXII) montre au reste la marche des rayons lumineux de l’itnage à l’œil à travers le système du dernier tirage t. La distance de L à R étant égale à la distance focale de la lentille L , ou à fort peu près, les rayons émanés de mva sont réfractés parallèlement. Ils rencontrent alors la lentille o qui les fait converger vers l’œil, lequel placé très-près de o, voit l’objet avm très-agrandi AVM.
INSTRUMENTS de l’ingénieur (la lunette). 957
7. Pour se servir de la lunette, on commence par lirer ou enfoncer le corps t seul, jusqu’à ce qu’on distingue parfaitement les fils du réticule R. Cela fait, on vise à l’objet, en même temps que l’on fait mouvoir le corps t' (lequel emporte le corps <), jusqu’à ce que l’on aperçoive avec la plus grande netteté l’objet ou signal MV A.
8. Le grossissement dans ces sortes de lunettes est assez exactement mesuré par le rapport des distances focales ou celui des distances des verres O et o au réticule R.
9. Déterminer par V observation le foyer d'une lunette. Oter l’oculaire; introduire dans le canon un verre dépoli R; l’y enfoncer jusqu’à ce que la petite image avm d'un objet extérieur fort éloigné MVA s’y distingue parfaitement.
10. Rectification de la lunette. L’équidistance des fils du réticule, si elle en porte, s’obtiendra, comme nous le dirons plus bas(23), au paragraphe de la stadia. On pourra môme, par cette méthode, vérifier la perpendicularité des fils du milieu , mais on s’assurera en général de cette condition par les opérations suivantes, qui servent en même temps à régler l’axe optique au moins à très-peu près.
On fera placer une mire (15) bien verticale à 2 ou 300 mètres de la lunette, et l’on amènera l’horizontale V V' du voyant de la mire (fig. 15, planche LXXXII) en parfaite coïncidence avec le fil horizontal du milieu du réticule R. On fera faire alors une demirévolution à la lunette autour de son axe. et l’on visera la même horizontale V V' du voyant. Si elle so trouve recouverte par le fil du milieu, tout est bien réglé jusqu’ici ; mais si ce fil horizontal se trouve au-dessus ou au-dessous, c’est qu’il a tourné pendant la demi révolution autour d’un centre o situé (fig. 15) entre sa nouvelle position ff et l’horizontale VV du voyant qui n’a pas bougé. Alors, à l’aide des vis spéciales qui agissent sur le réticule, on fera parcourir au fil horizontal la moitié mo de l’intervalle, et l’on fera les signes convenables au porte-mire pour qu’il fasse parcourir à VV l’autre moitié Mo de l’intervalle. Cela fait, on recommencera exactement de la même manière jusqu’à ce que la demi-révolution de la lunette autour de son axe laisse l’horizontale du voyant et le fil horizontal, milieu du réticule., rigoureusement dans le même plan. Alors, on procédera encore d’une manière analogue pour le fil vertical du réticule, et en visant celte fois à la verticale du voyant et faisant, s’il est nécessaire, changer la mire de place pour lui faire parcourir la moitié de la déviation que la demi-révolution aura pu décéler.
Enfin, on s’assurera que la lunette est complètement bien centrée ou que son axe optique se confond avec la droite qui passe par la croisée des fils et le centre de l’oculaire. Pour cela, on visera un point fixe quelconque, fort éloigné, à travers l’intersection des fils,
958 INSTRUMENTS de l'ingénieur (la lunette terrestre).
puis, on fera tourner la lunette dans scs collets autour de son axe. Dans toutes les positions qu’elle pourra prendre ainsi, l’intersection des Gis du réticule devra se projeter exactement sur le point de mire qu’on avait choisi. S’il n’en est pas ainsi, on fera la correction en faisant parcourir par la croisée des fils et dans le sens convenable, la moitié de l’erreur; quelques tâtonnements suffiront. Les premières recliGcations dispenseront d’ailleurs le plus souvent de celle-ci.
11. Lunette terrestre (fig. 16, planche LXXXII). Les lunettes terrestres ou longues-vues que l’on construitaujourd’hui.sont à cinq verres, et l’on s’en formera une idée assez nette en ajoutant par la pensée un uouveau tirage muni de deux verres convexes V o’ h la lunette (fig. 13) des instruments, ce qui donnera en tout cinq verres disposés comme suit :
1° L’objectif O, d’un très-long foyer;
2° En arrière de l’objectif, un tirage portant deux verres convexes L, o. Leur tirage a été réglé par l'artiste de telle sorte que la lentille L, lorsque la lunette est lirée, se trouve à une distance égale ou à très-peu près à sa distance focale, du foyer do l’objectif O, foyer où est peinte une image a m renversée de l’objet AM V qu’on regarde;
3° En arrière de ce corps ou tirage qui porte les lentilles L, o, un dernier corps mobile portant aussi deux lentilles U, o1 dont la dernière est l’oculaire.
12. Pour concevoir la marche des rayons lumineux dans la lunette terrestre, il suffit donc de les reprendre en arn (fig. 13) dans la lunette géodésique. La figure 16 montre comment, à partir de o d’où ils sortent convergents, ils se croisent en t , foyer commun de o et de L', — comment de L' ils se dirigent parallèlement vers l’oculaire o', d’ou ils sortent en convergeant vers l’œil de l’observateur, à qui l’image am parait alors redressée et agrandie. Tout ceci dérive directement de la théorie des lextilles (voy. ce mot).
13. Boussole-niveau, boussole à iclimèlre (planche LXXXIII). L’instrument dont il s’agit ici n’est que la réunion de plusieurs autres qu’on employait autrefois séparément. C’est M. Maissiat, chef d’escadron au Corps royal des ingénieurs géographes, qui a eu le premier, je crois, l’idée de faire exécuter cet instrument, qui donne â la fois les angles horizontaux, les angles verticaux, et sert en outre au nivellement, de sorte que, seul, il suffit aux travaux les plus usuels de l’ingénieur.
La planche LXXXIII, copiée sur celle de M. Maissiat, en donne la description assez complète (voyez Mémoire sur quelques changements faits à la boussole , par M. Maissiat).
A B C 0 (fig. 1), parallélipipcde rectangle d’un seul morceau en bois parfaitement sec ;
INSTRUMENTS de l'ingénieur (la boussole-niveau). 959
S F G , cadre en bois qui entoure le parallélipipéde, et dont les bords s’élèvent sur trois côtés seulement au-dessus de celui-ci [fig. 1 et 5) ;
f" ( fig . 2), feuillure par laquelle le fond entre dans la rainure du cadre;
c e b d, évidement cylindrique (fig. 1 et 2), ménagé dans l’épaisseur du bois, et au-dessous duquel se trouve
ff, autre évidement cylindrique inférieur, concentrique au premier, mais d’un rayon un peu plus petit;
e f, df' saillie formée par ce double évidement, et sur laquelle porte par son fond
c b d e bassin en cuivre de la boussole.
Au moyen du second évidement fp, on obtient un vide de 0m.003 environ entre le fond inférieur du bassin de la boussole et le fond intérieur de la botte. Ce vide reçoit un ressort ;
f g , épaisseur du fond de la botte, dans lequel on incruste les platines qui réunissent la boussole à son support (support dont on a souvent changé la forme), et qui porte sur le pied à branches de l'instrument;
h i , cercle en cuivre dans lequel se fait le mouvement du
L L', limbe, lorsqu’on corrige la déclinaison de l’aiguille aimantée ;
V V V , trois vis (/îg. 1 et 2) traversant les milieux de trois côtés du cadre, et qui servent à arrêter le limbe dans la position convenable.
Le cercle Ata intérieurement deux entailles, qui laissent au milieu une saillie dont la partie supérieure porte le verre et la partie inférieure presse sur le limbe LL’;
K K' arête du limbe L L' ;
mm', cylindre eu cuivre fixé au centre du fond par trois vis, et taraudé suivant son axe pour recevoir un pivot, dont la partie commune avec ce cylindre esta vis, et l’autre partie qui passe au-dessus porte l’aiguille de la boussole ;
V', vis saus fin (fig. 1 et 7), tangente à un arc denté servant à faire tourner de quelques degrés le limbe de la boussole;
SS1, supports arrêtés dans le bois, et qui portent la vis V';
O , clef qui sert à tourner la vis V' ;
P (fig. 1, 3, 5), lame de cuivre à queue d’arondc qui masque l’entrée de la tête de vis, elle porte en
T, un petit bouton saillant sur sa face intérieure et qui se meut dans une entaille arrêtée à une petite distance du bord supétieur de la botte ; ce qui l’empêche de s’en détacher;
P' (fig. 5), autre lame de cuivre encastrée h fleur de bois, et qui recouvre le logement de la visV';
R (fig. 1), levier qui sert b arrêter l’aiguille aimantée cl à l’empêcher de porter sur son pivot, lorsqu’on n’emploie pas la boussole ;
n, tête de la petite broche de laiton qui traverse le bois verticalement, et va presser l’extrémité du levier qui, basculant, soulève ainsi l’aiguille et la presse contre le verre, lorsque
Q , tournant autour de U vient agir convenablement sur sa tête biseautée.
T (fig. 11), trépied percé d’un trou par lequel passe le pivot de l’aiguille, et qui sert & la soulever ;
a, b, c (fig. 11), trois pointes à vis qui forment les supports de ce trépied, passent dans autant de trous pratiqués au fond en cuivre, et portent sur le levier par leurs têtes qui les empêchent de quitter ce fond ;
R1 R' (fig. 4 et 5), régie en cuivre terminée par deux arcs de même rayon et divisés, l’un pour mesurer les angles de hauteur, l’autre les angles de digression (on remplace aujourd’hui ces deux arcs par un demi-cercle entier). Deux lignes droites parallèles entre elles limitent la largeur de cette règle, et doivent coïncider avec les arêtes inférieure et supérieure du côté est de la botte sur lequel on l’applique. Elle est percée au milieu de sa
960 INSTRUMENTS de l'ingénieur (lu boussole-niveau).
longueur d’une ouverture circulaire <|ui reçoit Taxe V (fiy. 1 et 8), autour duquel on peut la faire tourner ;
A' [fig. 1 et 6) , agrafe à deux pan» d’équerre eutre eui, dont l’un s’arrête sur le bois de la boite au moyeu de deux vis, et dont l’autre terminé eu arc de cercle entre dan» une rainure pratiquée dans l’épaisseur de la règle H R* i son extrémité nord. Ce système maintient le mouvement de la règle; lorsqu’il a lieu, dans un plan parfaitement coïncident avec celui de la surface de la boite sur laquelle elle s’appuie.
IS {fig. 1, 2, 4, 5) , niveau à bulle d’air dont les extrémité» sont fixées <i l’ouest de la règle par
g ’ g", pclitc» allonges dissemblables de forme, dont l’une g" arrête le niveau en un seul point, autour duquel, comme charnière, on peut le faire tourner, et dont l’autre g’ permet d’iuiprinter ce mouvemeut de rotation à l’aide de V", vis destinée spécialement à cet usage {fig. 1 , 2, 4, 5j. Celle vis a son point d’appui sur la règle K’ au moyen de o', pilon mobile autour de son axe;
o", autre piton également mobile sur son axe, tenant à l’allonge g', et servant d’écrou à la vis pour mouvoir le niveau ; p p, petites piunules fixées aux extrémités du niveau, et construites de manière que le rayon visuel qui passe par la croisée des fils soit parfaitement horizontal, quand la bulle du niveau est au milieu du tube ;
Pour faire mouvoir la règle R' gui porte le niveau, on a placé ù l’angle sud-est delà boite et à l’aide de deux vis, un support A B {fig. 10), garni de deux pattes
P", P". La partie supérieure de ce support est évidée pour recevoir ce', petit cylindre de même dimension, percé dans son milieu pour le passage de la partie supérieure d’une vis de rappel. Ce cylindre est mobile dans ce vide autour de sou axe, par Tenet de la suspension qui se fait sur les extrémités de
V V (fig. 10), deux vis diamétralement opposées. Le filet de la vis de rappel portée par le cylindre ce' s’engage ensuite dans E" (fig. 3), piton b écrou qui lient à la règle B1 et tourne aulotlr de son axe. Pour cela, cet axe, qui entre dans la règle, est taraude pour recevoir une vis qui l’y rctieul, cl dont la télé fraisée se noie dans l’épaisseur du cuivre
Iiour laisser passer la règle des verniers ou alidades. Alors cet écrou, comme c cylindre qui sert de support à la vis de rappel, cède aux changements de direction que cette dernière vis lui communique lorsqu’on la fait agir, et la règle R' obéit eu même temps. De cette manière, la règle R' peut être ou contenue dans la position convenable, ou rappelée à celte position si elle l’avait perdue j
Sur la règle R' qui est en contact avec la boite de la boussole, on applique une alidade terminée par des verniers ; et qui porte elle-même deux X X , pièces rectangulaires en cuivre servant de supports il la lunette, et parfaitement égales entre elles. Au milieu de ces supports existent des ouvertures circulaires de meme diamètre que la lunette , et parfaitement calibrées;
y g, sont des piunules pratiquées dans ces pièces, et qui permettent de viser à des objets trop rapproches pour qu’ils se voient distinctement à la lunette;
y' (fig. 5. 9 et 12) , est une branche en cuivre fixée au support de la lunette du côté de l’oculaire i> l'extrémité de laquelle il y a un N', piton à écrou dans lequel passe la vis de rappel, qui permet de donner à la lunette de tris petits mouvements. Ce pilon est mobile autour de son axe au moyen de
INSTRUMENTS de l’ingénieur (le niveau ; — la mire). 961
v et r (fig. 9), qui sont une vis et une rondelle ; la vis de rappel est ensuite tenue dans sa partie intérieure par
-, autre piton {fig. 9, 5 et 12), mobile autour de son aie, qui entre dans
a, support en forme de pince, nue
s', vis de pression fixe le loue de la règle R'.
Cette pince se déplace à volonté pour faciliter le mouvement de l'alidade, et on la replace ensuite pour rappeler la lunette sur le point de mire de l’objet qu’on observe ;
A {fig. 2), aie conique incrusté au centre du côté est de la boussole au point d’intersection des deux diagonales tirées de chaque angle ;
R, dans la même figure, rondelle qui se fixe à l’extrémité de l’axe carré dans celte partie. Cette rondelle, qui a un trou au centre pour entrer dans le carré de l'axe, maintient les deux règles au moyen de V, (fig. 1,2, 8), vis qui s’introduit dans un trou taraudé à l'extrémité extérieure de l’aie;
a b (fig. 8), trous pour introduire les deux pointes de la clef {fig. 13} qui fait fonction de tournevis ;
c de {fig. 8), autres trous sur le côté de la tête de vis V, , et qui servent h presser ou b rendre plus libre l’alidade, lorsque la lunette étant en place couvre la tête de vis.
14. Le niveau d huile d'air. Après la description détaillée que nous venons de faire de la boussole-niveau , il suffira sans doute de dire ici que le niveau, dit à bulle d'air, se compose :
1° D'un niveau proprement dit, que l’on peut mouvoir seul dans un plan vertical, en le faisant tourner dans ce plan autour d'une charnière placée à l’une de ses extrémités, et ce, à l’aide d’une petite vis adaptée à l’autre extrémité;
2» D’une lunette (5), posant sur deux collets dans lesquels elle peut tourner autour de son axe, qui peut en outre, comme le niveau, subir seule de légers déplacements verticaux, Cl que l’on peut enfin enlever de ses collets et retourner bout pour bout. Ces deux pièces, qui se prêtent ainsi à des mouvements verticaux indépendants l’un de l’autre, fotft ensemble partie d’un sjstème qui tourne lui-méme tout entier dans un plan que l’on rend horizontal à l’aide de trois visa caler, par lesquelles il repose sur le pied de l’instrument. On verra plus bas (37) comment on le rectifie. L’emploi du niveau implique celui d’une
15. Mire, grande règle, en bois sec, de 2 mèt. de hauteur, divisée en centimètres, portant dans son épaisseur une seconde règle de même hauteur, divisée de la même manière. Cette seconde règle glisse dans la première à l’aide d’une coulisse. Elle porte en outre une feuille de tôle rectangulaire ou une planchette en bois que, à l’aide de deux perpendiculaires, on a divisée en quatre rectangles peints deux à deux de couleurs différentes (rouge et blanc) ; c’est le voyant. L’intersection des deux perpendiculaires est le point sur lequel on vise habituellement. Ce voyant, serré sur la règle glissante par une forte vis, peut s’en détacher en desserrant celle-ci, être promené le long de la première règle et enfin arrêté à la hauteur convc-
9(i-2 INSTRUMENTS de l'ingénieur (le niveau d'eau). nablc par l’action de la vis. On conçoit que, en faisant glisser le voyant le long de la première règle, on amènera ainsi son horizontale à des hauteurs qui ne dépasseront pas deux mètres, et que fixant, au contraire, le voyant par sa vis au sommet de la règle glissante, et tirant celle-ci de la longueur convenable, on pourra ainsi le porter jusqu’à près de quatre mètres au -dessus du pied de la mire. Deux petites réglettes en cuivre de 0m.01 chacune, divisées en millimètres et placées l’une au dessous de la vis du voyant, l’autre au bout de la règle fixe, permettent d’évaluer les hauteurs du voyant à un millimètre prés.
16. Le niveau d'eau est préférable au niveau à bulle d’air dans les nivellements où l’on ne procède que par distances inférieures à 40 met., parce qu'il est immédiatement réglé de lui-même; il ne doit jamais être employé dans les autres cas. Le niveau d’eau est un tube cylindrique de fer-blanc ou de cuivre, d’environ un mètre de longueur, recourbe verticalement à angle droit à chacuuc de scs extrémités, où il reçoit deux fioles de verre de diamètres parfaitement égaux. L’instrument se monte sur un pied à trois branches, autour de l’axe duquel il peut faire un tour d’horizon. Ou verse de l’eau colorée par l’une des liolcs et en assez grande quantité pour qu’elle apparaisse dans la fiole opposée. On bouche l’une des fioles avec le pouce, et l’on élève l’autre pour faire sortir du tube les bulles d’air. On bouche de môme l’une des fioles toutes les fois que l’on transporte le niveau d’une station à la station suivante, et lorsqu’on le remet en place on n’ouvre que lentement la fiole bouchée pour éviter que l’eau jaillisse au dehors.
On doit aussi empêcher, par tous les moyens possibles, que l’eau ne fuie par les jointures du tube pendant les observations.
17. L'usage de T instrument consiste à faire amener le milieu du voyant de la mire (15) dans la direction du rayon visuel, qui rase en même temps les surfaces liquides des deux fioles, lorsque le liquide a cessé d’osciller. On doit se placer le plus loin possible de l’instrument, et il convient, pour plus d’exactitude, de viser chaque fois des quatre manières indiquées par la figure 2, planche LXXXI, et de prendre la moyenne des quatre résultats.
18. On fera remarquer qu’une demi-révolution de l’instrument autour d’un axe qui ne serait pas exactement vertical, ne causerait d’erreur qu'autant que les diamètres des fioles seraient inégaux.
Soit en effet nN (fig . 3, planche LXXXI) , le plan de niveau du liquide dans une situation quelconque de l’iuslrumcnt. Supposez un moment que le liquide s’y soit congelé. Faites faire une demi-révolution à l’instrument autour de l’axe A C ; N passera en N' et n en n'
— le plan n N prendra la position N'n' — rendez à l’eau sa liquidité
— elle remontera d’abord dans la fiole N fn’ à son ancien niveau N ,
INSTRUMENTS de l’ingénieur (la chaîne , les fiches). 963
cl ce, aux dépens de la portion de liquide contenue dans N ' f' n. Si N'/'n est un cylindre de môme diamètre que celui N /n', les choses en resteront là, et le retournement de l’instrument n’aura point changé la position du plan de niveau nN. Mais, si le cylindre N'/'n est plus grand que celui N/n', l’emprunt fait au premier pour remplir le second n’aura pas épuisé N'/'n, il y restera donc, pendant un instant, un certain volume de liquide au-dessus du plan de niveau nN , mais la tendance des liquides à se mettre de niveau partagera bientôt ce volume excédant entre les deux fioles, et il en résultera un autre plan de niveau N" n" plus élevé que le premier d’une petite hauteur qui serait précisément l’erreur commise par l’effet de l’inégalité des fioles.
On emploie souvent encore, dans le tracé des routes ou des canaux d’amenée ou de fuite des usines, une sorte de niveau qu’on appelle
19. Niveau de pente. Si je n’en parle point ici , c’est que l’ingénieur doit autant que possible réduire le nombre des instruments qu’il emploie, et que, comme il le verra à l’article Nivellement, la boussole à ccliraètre(l 3)pcut toujours remplacer le niveau de pente.
20. Le baromètre est encore recommandé dans les livres pour les cas où il s’agit d’obtenir approximativement des différences de niveau trés-considérablcs. Cet instrument, connu de tout le monde, n’exige aucuue description. Celui dont on fait usage pour la mesure des hauteurs ne diffère, en principe, du baromètre fixe, qu’en ce qu’il porte dans sa monture un thermomètre qui est censé donner la température de la colonne de mercure. Ces baromètres destinés à la mesure des hauteurs n’ont point encore acquis les qualités qui les rendraient transportables; il n’y a pas d’instruments plus embarrassants et plus fragiles, et je n’en conseillerai pas l’emploi aux ingénieurs exposés à voyager en diligences ou sur des véhicules encore moins bien suspendus. Cinq baromètres m’ont été successivement envoyés de Paris aux Pyrénées, le cinquième seul m’est parvenu en bon état, mais il s’est brisé au retour. Deux autres baromètres d’un artiste en renom m’ont été expédiés en Corse, et des précautions extrêmes ont été prises pour leur transport, je les ai reçus tous deux brisés.
21. La chaîne et les fiches. Pour mesurer une ligne droite sur le terrain, il est utile d’en tracer d’abord la direction à l’aide de jalons. La distance de ses points extrêmes se mesure ensuite à l’aide d’une chaîne, formée de petites tiges de fer ou mieux de cuivre de O™. 20 de long réunies par des anneaux, et terminée par deux poignées que les chaineurs saisissent. Cette chaîne, y compris les poignées, a ordinairement dix mètres, ou plus exactement 10™. 005, afin de compenser les défauts de tension. Le chaineur d'avant porte dix fiches
î)64 INSTRUMENTS de l'ingénieur ( la sladia ).
de fer ou de laiton qu'il plante successivement en terre, chaque fois que le cbaincur d’arrière s’aperçoit, à la rencontre d’une liche déjà posée, qu’ils ont parcouru dix mètres; et ce dernier enlève et garde les fiches à mesure qu’il les rencontre. Lorsque le chaineur d’arrière a dans les mains les dix fiches, il a parcouru cent mètres ou une parlée, il rend alors les dix fiches au chaineur d’avant qui en prend note, et ils continuent à marcher dans la direction indiquée par les jalons. Avant de poser cl de relever les fiches, les chaineurs se faisant face doivent se voir mutuellement dans la direction des jalons, et s’ils on devient, ils s’en avertissent mutuellement et s’y replacent. Ils doivent d’ailleurs s’assurer que la chaine est bien complètement développée dans toute sa longueur, et elle doit toujours être placée horizontalement , ce qui exige le plus souvent qu'elle ne touche le sol que par une de scs extrémités. Toutefois, quand la pente est très-forte et régulière, il est préférable de la mesurer directement et d’évaluer ensuite sa projection horizontale, après avoir mesuré l’angle de son inclinaison.
M. Mognet a reconnu que, en terrain horizontal, la chaîne bien employée ne donnait guère que d’erreur (O". 56 sur une longueur de 5165m.82).
Si le terrain est très-accidenté, ou si ne l'étant pas on n’a à mesurer que des distances assez faibles (les bases d’opération exceptées) on emploiera avec de grands avantages la sladia.
22. La sladia ( planche LXXXI , fig. 4 et 5) est un des instruments les plus commodes qui aient été imaginés ; il est foudé sur les principes suivants :
Si au foyer F d’une lunette (fig. 4) on place un réticule R ( fig . 5), les rayons visuels passant par l’intersection des fils horizontaux a et b avec le fil vertical, formeront un angle constant dont le sommet sera sur le centre optique de l’objectifO. Dès lors, si, à travers cette lunette, on vise une mire graduée AB ou G D , les rayons visuels passant par les fils horizontaux intercepteront sur celte mire des nombres de divisions d’autant plus grands que la distance de la mire sera plus grande, et l’on aura
AB : CD :: gO : AO
Il suffirait donc, pour conclure toutes les distances comprises entre O et A, de diviser CD en autant de parties égales qu’il y a de mètres de O en A, et de lire sur la mire le nombre de divisions intercepté pour chaque station entre les fils du réticule H. Une mire ainsi divisée est une sladia.
Le réticule (fig. 5) peut s’adaptera la lunette d’une boussole (1 3), d’un niveau (14) ou de tout autre instrument. Il est plus commode de disposer les fils horizontaux mesureurs à égales distances du fil horizontal du milieu qui passe par l’axe optique; celle égalité de
INSTRUMENTS de l'ingénieur (la sladia ). 9C5
distance s'obtient facilement, mais elle n’est pas d’une nécessité absolue.
23 Pour régler P équidistance des fils mesureurs , on tracera en grand sur le papier la figure du réticule, qu'on placera ensuite à dix mètres en avant du réticule lui-méme. Visant ensuite à cette figure il travers le réticule, on parviendra bientôt, en faisant mouvoir ses fils, à les amener en coïncidence exacte avec les fils homologues de son image. On les fixe alors dans cette position avec un peu de cire. Les fils d’araignée sont préférables à tous les autres.
2 t. Diviser ou étalonner la sladia. Les fils du réticule étant réglés comme nous venons de le dire, et distants l’un de l’autre d’environ O". 006, on fera placer bien verticalement, en terrain horizontal, et successivement aux distances 100, 200, 300 mètres de la lunette, une règle en sapin d’environ 3 mèt. de longueur, 0“.12 largeur et 0m.03 épaisseur, sur la face de laquelle on marquera chaque fois au crayon les deux extrémités de l’intervalle sous-tendu par les fils mesureurs, l’un d’eux affleurant l'extrémité supérieure de la règle, tandis que l’axe optique est bien horizontal. On divisera ensuite en vingt parties égales chacun des intervalles, lesquels doivent être égaux, et ces petites parties, qui correspondront à 5 mèt. de distance horizontale, pourront être encore sous-divisées. Enfin, l’on peint sur un foud blanc les divisions tracées en couleur et à l’huile par d**s traits diversifiés et un peu larges, afin de les bieu distinguer à la plus grande distance ou 300 met.
Lorsque, en terrain horizontal, un obstacle s’oppose à ce qu'on voie toute la partie de la sladia comprise entre les (ils extrêmes du réticule, on remarque combien il y a de divisions entre le premier fil ei celui du milieu, et on double ce nombre, ce qui ramène les choses au cas précédent.
25. Corrections pour les terrains en pente. Si entre la position de la lunette et colle qu’occupe la stadia il y a nne différence de niveau sensible, la stadia ne sera aperçue qu’en raccourci et sous un angle a qu’on lira sur l’instrument qui porte la lunette, h' étant l’intervalle sous-tendu sous cet angle a par les fils du réticule, et h celui qui serait sous-tendu en terrain horizontal, on a clairement h = h' cos. a, et l’on conclura de cette relation la plus courte distance de la lunette à la stadia. Mais cette distance d! n’est évidemment pas leur distance horizoutate d , qui est cependant celle qu’on doit porter sur le plan. On passera de l’une à l’autre par ta relation d — d' cos. a =mW cos. 1 a
en faisant le rapport constant connu ^ = m. Au-dessous de 5°= a,
la correction est peu importante, et l’errour que l'on commettrait eu la négligeant, ne s’élèverait guère qu’à i~. On néglige toujours
966 INSTRUMENTS de ringënieur ( mire -thulia ). d’ailleurs, parce qu’elles se compensent le plus souvent, les erreurs dues à la position du réticule qui ne se confond pas avec celle de l’axe de rotation vertical de la lunette.
Les résultats suivants ont été obtenus par une commission d’ingénieurs géographes, avec la chaîne et avec la sladia :
Distances données par
Lu stadia. . .
