Des différents types d'instruments à réflexion

On emploie plusieurs types d'instruments à réflexion : octant, sextant, cercle hydrographique, cercle à réflexion répétiteur, cercle à prisme, où un prisme à réflexion totale placé près de la lunette remplace le miroir. On dit que ce dernier instrument, muni de deux verniers opposés et qui permet la mesure d’angles aussi grands que l’on veut, donne d’excellents résultats. Nous n’avons jamais eu l’occasion d'en voir un modèle, et nous croyons qu'il n’en a pas été. construit en France. Peut-être faut-il le regretter : quoiqu'il en soit, nous nous abstiendrons d'en donner la description (qu'on trouverait dans Chauvenct).

Le sextant est le type d’instrument le plus usité dans notre marine. Son limbe divisé, comme le nom l'indique, est le sixième

de la circonférence, et puisqu’un degré au centre du limbe représente un angle de 2°, l'instrument ne permet de prendre que des angles de 120° et au-dessous. Pour mesurer l’angle entre deux objets, on vise directement celui qui est le moins apparent, et l’on amène par réflexion l’image du deuxième objet à coïncider avec celle du premier. Si l’objet visé directement est celui de gauche, on place le sextant, lunette et miroirs vers le haut; si l’on vise directement l’objet de droite, il faut retourner l'instrument, les miroirs étant tournés vers le bas. Pour l’observation ordinaire de la hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon de la mer, on tient le sextant de la main droite, le limbe divisé en bas; on vise directement à Phorizon, et l’on amène par réflexion l’image du Soleil à lui être tangente. Il faut que le plan du sextant soit bien vertical : on satisfait à cette condition, si, en balançant légèrement l'instrument autour de l’axe de la lunette, sans perdre l'horizon de vue, l’image du bord du Soleil décrit une courbe tangente à l'horizon. C’est généralement le bord inférieur qu’on observe. À l'horizon artificiel, on peut noter alternativement les contacts des deux bords, de ceux qui mordent et de ceux qui démordent : on s’affranchit ainsi de la correction du demi-diamètre. Pourtant les deux genres d'observation n’ont pas la même précision. La meilleure est celle des bords qui démordent (bord inférieur le matin, bord supérieur le soir) : on fait empiéter une des images sur l’autre et l’on attend de noter l'instant où le segment commun aux deux images disparat; cet instant s’observe avec beaucoup de précision, puisque le mouvement relatif est double du mouvement absolu en hauteur.

Quand on observe la distance du Soleil à la Lune, on vise directement la Lune et l’on dispose l'instrument de telle sorte que les fils du réticule perpendiculaires au limbe soient parallèles à la ligne des cornes. L’instrument est alors dans le plan des deux astres.

Pour les distances des étoiles à la Lune, il est préférable, pour éviter toute confusion, de viser directement à l'étoile.

Le sextant est muni de lunettes de divers pouvoirs amplifiants : les plus forts grossissements s’obtiennent avec la lunette astronomique, qui doit être préférée pour les observations précises. La lunette de Galilée sera choisie de préférence pour viser les points terrestres. La pinnule sert dans les cas où l’on a besoin d’un grand champ sans grossissement.

Le cercle hydrographique a le zéro fixe comme le sextant. est destiné à la mesure des angles terrestres et gradué à 1” seulement. Il est mieux équilibré que le sextant, et le limbe porte deux graduations avec un zéro commun, de sorle que, visant directe= ment un objet donné, on peut à volonté, et sans retourner l’instru= ment, viser à gauche ou à droite par réflexion. La disposition adoptée permet aussi de mesurer des angles très grands, jusqu'à 160° en cas de besoin. Mais l'observation devient alors difficile, l'image réfléchie étant très affaiblie, à peu près dans le rapport de cos 80° à l'unité (projection du grand miroir sur une direction parallèle au petit, voër la fig. 35).

Le cercle à réflexion de Borda (fig. 44) jouit de la propriété

de répéter les angles. Les erreurs sont les mêmes que celles du sextant : mais la répétition atténue l'erreur de division; on peut annuler facilement l'erreur d’index, et en s’arrangeant de mamiè

tricité. |

On peut d’abord s’en servir comme d’un sextant. Pour cela, mettant le vernier au zéro, on rend libre l’alidade qui porte la lunette, et l’on amène au contact par ce mouvement les deux images d’un même point : à ce moment, on arrête le mouvement de la lunette que l’on fixe au limbe avec la vis de pression. Cela fait, on opère comme avec le sextant. C’est ainsi que l’on procède pour les mesures qui exigent plus de rapidité que de précision. Mais le principal avantage du cercle disparaît alors. Pour appliquer la méthode de la répétition et obtenir la précision que comporte l'instrument, on peut opérer directement ou par observations croisées. Soit à prendre l’angle entre deux points A et B. Supposons, pour fixer les idées, que les deux points soient à l'horizon, B étant vu à droite de À. On commence par mettre l’alidade du grand miroir au zéro. Puis, desserrant la vis qui arrête l’alidade commune au petit miroir et à la lunette, on vise l’objet A et l’on fait mouvoir la lunette jusqu’à ce que les deux images directe et réfléchie de A soient en coïncidence; les miroirs sont parallèles. On fixe l’alidade de la lunette et l’on rend mobile l’alidade du grand miroir, qu'on fait mouvoir de manière à amener l’image doublement réfléchie de B en coïncidence avec l’image directe de À. On a ainsi mesuré l’angle simple. Pour observer l’angle double, on remet en mouvement la lunette, et l’on ramène au parallélisme : puis, fixant la lunette et continuant à viser À, on amène l’image réfléchie de B au contact, par le mouvement de l’alidade du grand miroir. L’angle lu est alors le double de l’angle cherché.

Ce procédé exige deux pointés pour un seul angle : les chances d'erreur de pointé sont donc doublées.

L'usage des observations croisées de Borda permet d’aller plus vite et d'obtenir plus de précision; voici comment on opère.

Après avoir mis l’alidade du grand miroir au zéro, on vise le Iépoint B et l’on fait mouvoir l’alidade de la lunette vers la droite, le sens dans lequel les divisions du limbe vont en croissant, jusqu'à ce que l’image de À vienne coïncider avec celle de B. On fixe l’alidade de la lunette, puis on vise directement A. À ce moment, Pimage doublement réfléchie qui vient coïncider avec A est celle d'un point éloigné de A de l'angle AOB, mais situé à sa gauche. On desserre l’alidade du grand miroir, on la meut vers la droite :

dans ce mouvement, on repasse par le parallélisme sans s’y arrêter,

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et l’on arrive à amener l’image réfléchie de B sur A. On a ain parcouru sur le ciel un angle double de l'angle cherché. Pour avoir l’angle quadruple, on recommence en laissant fn

‘directement au point B, et amenant le point A réfléchi au conta par un mouvement de l’alidade de la lunette vers la droite : p on fixe la lunette, on vise au point À et l’on amène B réfléchi contact par le mouvement de l’alidade du grand miroir.

Il peut arriver souvent qu’un des points soit moins facile à pointer que l’autre. C’est alors le point le moins apparent qu'il y a intérêté viser directement. Dans ce cas on ne peut appliquer cette méthode; mais on opérera comme suit. Supposons que À soit le point qu’on veuille viser directement. Après la mise au zéro de l’alidade du grand miroir, on retourne l'instrument autour de l’axe de la lunette, lunette et miroirs en bas. On vise directement à A et l’on amène B au contact par le mouvement de l’alidade de la lunette. Puis ot retourne le cerele autour du même axe, on vise A et l’on amène B au contact par le mouvement de l’alidade du grand miroir; et ains de suite. Si c'est B que l’on veut viser directement, on fait première opération, lunette et miroirs en haut. Il est facile de voir que les opérations reviennent au même que les précédentes.

On remarquera que deux pointés donnent ici l'angle doublé tandis qu'avec la répétition simple, il faut deux pointés pour chaqut angle simple.

Là n’est pas le seul avantage de cette méthode. Elle élimine les erreurs dues au prismatisme des miroirs; car si ce défaut a pot effet de diminuer l’angle dans l'observation de droite, il l’augmenté dans l'observation de gauche, et la demi-somme en est sensibl ment exempte. C’est ce qui ressort de la symétrie des deux genre d'observations.

Si c’est de hauteurs d’astres qu’il s'agit, il suffit de permuterles mots en haut et gauche, et par suite les mots en bas et droite

Ce mode d’observation dispense de la recherche du point d parallélisme; il n’y a plus de correction instrumentale à chercher

On voit qu'il faut donner alternativement à chacune des alidades un même mouvement angulaire par rapport à l’autre. Pour fac liter cette opération, on adapte à la grande alidade un demi-cer non gradué, portant deux curseurs mobiles à frottement; on dis

pose ces curseurs de telle manière qu'ils comprennent un angle égal au mouvement angulaire relatif, de sorte que lorsqu'on met une des alidades en mouvement on est arrêté par le curseur au moment où l’on se trouve avoir décrit l'arc voulu.

Le cercle à réflexion n’a qu'un seul vernier, comme le sexlant, et le rayon du cercle gradué étant moindre, l'erreur d’excentricité est plus forte dans le cercle que dans le sextant. Mais la répé- Ution atténue naturellement cette erreur, et l’on peut même arriver à l’annuler, si la somme des ares successifs est de 720°,.c’est-à-dire si l’on est revenu au point de départ, après avoir fait un tour entier du cercle. Si l’on n’y revient pas exactement, ôn aura encore un bon résultat en recommencant les répétitions avec un nouveau départ. Ïl est clair, en effet, qu’au lieu du zéro du cercle on peut prendre une division qnelconque, de même qu’on peut répéter les angles en suivant le sens inverse de la graduation,

Prenons pour nouveau point de départ la division 360°, diamétralement opposée à o°. Après le même nombre de répélilions, nous arriverons à une lecture voisine de 360°, et ce sera comme si Von avait fait la lecture avec deux verniers opposés.

Quand on observe la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon de la mer, ou sa distance à un point terrestre, on vise directement ce dernier point et le Soleil par réflexion. Il faut alors mettre des verres colorés. Si la distance angulaire est moindre que 35°, on met un grand verre coloré devant le grand miroir, à toucher celuicl. Si elle est plus grande que 35°, c’est entre le grand et le petit miroir qu’on place un verre coloré de moindre dimension.