De la lunette méridienne

Description. — La lunette méridienne est un instrument destiné spécialement à connaître l'heure, la minute et la seconde d'une pendtde sidérale

Fîg. 33.

à laquelle un astre passe au méridien. Cet instrument appelé, par cette raison, instrument des passages, se compose essentiellement d'une lunette

astronomique pouvant se mouvoir de telle sorte que son axe optique prenne toutes les directions possibles dans le plan du méridien et ne puisse pas sortir de ce plan.

Voici comment on y parvient :

La lunette astronomique AB (Hg. 33), dont la théorie est complètement développée dans les Cours de physique^ est enchâssée entre deux cônes tronqués creux C, C identiques et ayant même axe, lequel est perpendiculaire à Taxe optique de la lunette.

Chacun de ces troncs de cône, sorte d'essieu solide^ est terminé par un petit tourillon cylindrique D et D' ayant même axe que Tessieu. . Ces deux tourillons^ qui sont parfaitement égaux, reposent dans des coussinets E et £' portés par de forts piliers P et P' en maçonnerie qui ont leurs fondations propres, afin d'être entièrement indépendants du bâtiment où se trouve placée la lunette.

Les tourillons D et D' peuvent se mouvoir facilement à rintéi-icur de ces coussinets qui sont formés de deux plans inclinés en forme de V, afin que chaque tourillon y prenne une position bien déterminée.

Pour éviter l'usure qui pourrait résulter du frottement des tourillons sur les faces des coussinets, on fait équilibre à une grande partie du poids de la lunette au moyen des contre-poids H, H' suspendus à une extrémité des leviers horizontaux L, L', dont l'autre extrémité supporte une tringle T, T qui porte inférieurement un collier à galets entourant Tessieu C, C de la lunette.

Si nous supposons la lunette située dans le plan du méridien, Taxe optique de la lunette pourra prendre toutes les positions dans ce plan; et comme tous les astres, en vertu du mouvement diurne, viennent passer dans le plan du méridien, on pourra déterminer Tinstant précis de ce passage en visant l'astre par l'oculaire et en voyant ù quel moment le centre de Tastre se trouve sur Taxe optique.

Du Réticule. — Pour déterminer cet instant d*une manière précise^ la lunette porte au foyer de Tobjeclif un réticule. Ce réticule (fig. 34), est généralement composé de cinq fils équidistants Fie 34 ^' parallèles^ que Ton nomme fils horaires; celui du

milieu mm' prend le nom de fil méridien.

Il est clair, d'après ce que nous avons supposé, que lorsque Ton verra Tastre coïncider avec le milieu o du fil mm' y il se trouvera dans le méridien; mais si les fils sont verticaux, le fil mm' se trouvera tout entier dans le méridien , il suffira donc d'observer le passage de Vastre en un point quelconque de ce fil. Afin de se garantir de Terreur de parallélisme des fils verticaux, le réticule porte deux autres fils équidistants du centre et perpendiculaires aux premiers; c'est dans la portion nn' du fil méridien, comprise entre les

deux lits horizontaux^ que doit s'effectuer la coïncidence de Tastre avec les fils.

C'est pour déterminer d'une manière plus précise Tinslant du passage des astres, que, malgré la perfection donnée à la construction des instruments et l*habitude des observateurs, on a placé deux fils de part et d'autre du fil méridien et équidistants entre eux.

Lorsque, l'on veut observer l'instant du passage de l'astre au fil méridien, on détermine l'heure du passage de l'astre à chacun des fils, et l'on prend pour l'heure cherchée, comme nous le verrons plus loin^ t heurt moyenne de ces passages.

Pour les observations de nuit on éclaire les fils du réticule; pour cela, l'un des troncs de cône qui forment ressku est creux ainsi que le tourillon qui le termine.

Une lampe placée en face de l'ouverture de ce tourillon envoie de la lumière dans la direction de l'axe; cette lumière arrive jusqu'au tuyau de la lunette, y rencontre un miroir incliné qui la réfléchit et la renvoie au réticule. Quand le tourillon creux est à l'Est on dit que la lunette est dans la position directe, et qu'elle est dans la position inverse quand le tourillon creux est à l'Ouest.

D*après le but que Ton se propose et la description que nous venons de donner^ nous voyons que la lunette, dans son installation, doit remplir les conditions suivantes :

Avoir: V Faxe de rotation horizontal ,

2» l'axe optique de la lunette perpendiculaire à taxe de rotation, 3' Vaxe optique de la limette dans le plan méridien , et enfin, A* les fils horaires dans une position verticale.

Voyons donc quelles sont les opérations à l'aide desquelles on vérifie que ces conditions sont bien remplies.

RECTIFICATIONS DE Là LUNETTE MÉRIDIENNE.

!• Pour vérifier P horizontalité de l'axe de rotation, on se sert d'un nip. 3JJ veau à bulle d'air A A' (fig. 35) , dont la

monture se termine par deux crochets de forme angulaire et parfaitement égaux; ces crochets sont distants l'un de l'autre de telle sorte qu'ils puissent se placer sur les tourillons de la lunette dans la petite portion de ces tourillons qui se trouve entre chaque coussinet et la partie conique de Tessieu de la lunette (fig. 33).

Le niveau ainsi suspendu,, on observe les points d'arrêt des extrémités

de la bulle d'air, puis on retourne le niveau en mettant à gauche le cro* chet qui était à droite, et réciproquement.

On observe ensuite les points du tube où s'arrête la bulle; ces deux points doivent être les mêmes quand Taxe est horizontal.

Lorsque ces deux points ne sont pas les mêmes» l'axe de rotation n'est pas horizontal ; pour l'amener à cette position on élève ou Ton abaisse l'un des tourillons cylindriques de la lunette à l'aide de son coussinet  , représenté figure 36, auquel est adaptée une vis D, à l'aide de laquelle on peut faire monter ou descendre le coussinet.

^'^K* ^^* La vis D passe dans une douille d, fixée à la

maçonnerie P, et dans un écrou e, fixé à la pièce f qui supporte le coussinet  et qui peut glisser dans les coulisses C et C qqi sont fixes sur le massif P.

La monture de la lunette porte deux petits niveaux à bulle d'air n, n' (fig. 33) montés sur un axe aa' faisant corps avec cette monture et complètement parallèle à l'axe de rotation CC. Cet axe aa' est suffisamment éloigné du corps de la lunette pour que les niveaux n, n' tournent librement autour de lui, de manière que, quelle que soit la direction de la lunette, ces niveaux puissent être amenés verticalement l'un au-dessus de l'autre.

Leur but est de constater à chaque instant Thorizontalité de l'axe de rotation.

2* Pour s^assurer que Vaxe optique est bien perpendiculaire à Vaxe de roiation, on place sur le terrain, et à une grande distance, une mire pouvant être aperçue avec la lunette.

Soient M cette mire (fig. 37), CC l'axe de rotation et AoB l'axe optique de la lunette. On note sur la mire M le point B, c*est-à-dire celui dont l'image se cache derrière le fil méridien.

On enlève ensuite la lunette de ses coussinets, on la retourne, et l'on place le tourillon de droite dans le C4)ussinet de gauche, et réciproquement.

On vise de nouveau la mire M. Si c'est encore l'image du point B qui se cache derrière le fil méridien^ l'axe optique est bien perpendiculaire sur Taxe de rotation puisque l'angle CoB=CoB; mais si après le retournement c'est le point B' qui se trouve derrière le fil méridien , l'axe optique est alors dirigé suivant A!oB\ et comme l'angle CoB' est plus petit que CoV, avant le retournement l'axe optique était dirigé suivant Â,oB,, de telle sorte que B^oC = BfoC.

Pour rectifier cette erreur il faut faire mouvoir latéralement, dans Tin* tàîeur de la lunette, le réticule à l'aide de deux vis dont il est armé, de manière à amener le fil méridien sur le point B, point intermédiaire entre B' et B^.

3* Mettre taxe optique de la lunette dans le plan méridien. — Puisque l'axe optique de la lunette est perpendiculaire à l'axe de rotation, et que cet axe est horizontal, dans le mouvement de la lunette son axe optique décrit un cercle vertical; il faut actuellement s'assurer si ce plan vertical coïncide bien avec le plan méridien.

Pour cela on observe à la lunette méridienne les heures des passages Miccessifs, supérieurs et inférieurs, d'une des étoiles qui restent toujours an-dessus de l'horizon; si l'axe optique de la lunette est bien situé dans le plan du méridien, on doit trouver que l'intervalle de temps cornfris entre un passage supérieur et le passage inférieur suivant est le même que rintervalle compris entre ce passage inférieur et le passage supérieur qui le suit.

Dans le cas où ces deux intervalles ne sont pas égaux, taxe optique de la lunette ne décrit pas le plan méridien; pour l'y amener on fait mouvoir horizontalement le second coussinet, celui auquel on n'a pas touché lorsque l'on a rendu horizontal Taxe de rotation. Dans ce but, ce coussinet A est fixe sur une plaque f (fig. 38), qui peut glisser horizontalement dans deux coulisses C, C, fixées au massif P; cette plaque porte un écrou e dans lequel s'engage une vis B qui est passée dans une douille d fixée aussi au massif; on comprend, d'après cela, qu'en faisant mouvoir la vis, la plaque f, et par suite le coussinet A, prennent un mouvement horizontal.

A* S'assurer que les fils du réticule sont verticaux.— On vise une mire placée à grande distance, et l'on voit si, en faisant tourner la lunette autour de son axe de rotation, les fils horaires couvrent toujours les mêmes points delà mire; si cela n'arrive pas, on tourne le réticule de manière à l'amener à remplir cette condition qui indique aussi que les fils sont tous parallèles.

Lorsque l'axe optique de la lunette méridienne est dans le phin du méridien, pour s'assurer qu'elle ne se dérange pas de cette position, on dispose sur le terrain, à une grande distance, une mire sur laquelle on indique la trace du méridien par un trait vertical.

Pour voir si la lunette ne s'est pas dérangée, il suffit de voir si le fil méridien couvre toujours ce trait.