XIV. — Aperçu rapide sur Vhistoire du nwellement

en France.

Sans sortir de ce sujet du nivellement, nous avons la satisfaction de constater la part considérable qui revient aux savants, aux ingénieurs et aux constructeurs français dans les progrès accomplis précisément à partir de celte grande époque. Ainsi, après les noms de Picard, d’Auzoui (' ), de Tbévenol cl de Cbézy, dont nous venons d’indiquer les si importantes contributions, nous pouvons encore citer plus récemment ceux d’Egaull, de Lenoir, de Prunner, pour les perfectionnements ou les modifications essentielles qu’ils ont apportées à la conslruclion du niveau à bulle d’air et à lunette de Cbézy. Nous devons également rappeler la part prépondérante prise par un opérateur aussi habile que modeste, Bourdaloue, au nivellement si délicat de l’isthme de Suez, son initiative toute personnelle dans celte grande entreprise du nivellement général de la France, imitée aujourd’hui dans la plupart des pays de l’Europe, les patientes vérifications du savant ingénieur en chef des Ponts et Chaussées Breton (de Champ), chargé de la première organisation de ce service, la nouvelle théorie du nivellement de M. l’ingénieur en chef des mines Lallemand, qui le dirige actuellement, et ses excellentes méthodes de contrôle et de calculs.

Sans méconnaître le mérite des constructeurs et des opérateurs étrangers, anglais, allemands, suisses, belges, hollandais, italiens, etc., nous ne craignons pas de dire que l’exemple est

(') Nous n’oublions ni celui de Huygens, ni ceux des deux illustres collaborateurs de Picard, Rœmer et delà ilirc, mais les instruments qu’avaient imaginés ces grands astronomes ne difterent pas essentiellement de celui de Picard et n’ont pas marqué en dehors de lui un progrès décisif.

CIlAPITIUi 1. — inSTOlUQL'K DKS INSÏUUMKNTS KT DES MÉTHODES. 1 3 j

venu de chez nous el (jue nulle pari l’arl el la science du nivellemenl n’ont fait de progrès comparables à ceux que nous avons été obligé de résumer trop succinclemenl.

^iir le principe de la symétrie dans les observations et sur la rectification des instruments .

Il esl exlrêmemenl probable ou plulot il est certain que le procédé de vérification du niveau de maçon encore en usage aujourd’hui et qui consiste dans le retournement de cet appareil primitif, a été le même de toute antiquité. Or il esl intéressant de faire remarquer que l’on trouve là le premier exemple, la première application du principe de symétrie qui préside généralement à la reciificalion des instruments les plus délicats el même à l’élimination des erreurs résultant de leurs imperfections.

On devine et l’on sait bien que l’installation des instruments astronomiques a toujours dû être faite en recourant à ce principe, et il suffirait de citer le tracé de la méridienne par la méthode dite du cercle indien, c’est-à-dire par l’observation des hauteurs correspondantes, autant dire symétriques du Soleil. Mais c’est encore dans les Ouvrages de Picard et notamment dans son Traité du nivellement que l’on trouve les premiers exemples très nets de l’élimination des erreurs au moyen d’observations symétriques.

.\insi, on y voit comment on peut niveler « sans faire la vérification de Tinstrument, en plaçant celui-ci à égales distances des termes dont on veut marquer des points de niveau, » ou « en faisant un double nivellement et réciproquement fait d’une première station à une seconde, puis de cette seconde à la première, » ou mieux encore « simultanément avec deux observateurs ( ' ) ».

Nous ne voudrions rien exagérer, mais en rendant à notre illustre compatriote la justice qui lui esl due d’avoir appelé (*)

(*) Tous les nivellements géodésiques visant à l’exactitude ont été et conliiiuenl à être exécutés par la niétliode de Picard dite des observations réciproques et simultanées.

l36 LES INSTRUMENTS, LES MÉTHODES ET LE DESSIN TOPOGRAPHIQUES.

l’allenlion sur les moyens qu’il employait pour compenser les erreurs, il nous semble légitime de supposer que ceux qui sont venus après lui ont beaucoup profité de ses conseils, justifiés d’ailleurs par l’exactitude qu’il avait prévue et obtenue pour ses résultats.

Les niveaux modernes ne ressemblent assurément pas au sien, mais la manière de les rectifier et de les employer, môme sans qu’ils soient rectifiés, est toujours fondée sur les observations symétriques auxquelles il avait eu recours avec tant de sagacité.

Les rectifications de tous les autres Instruments de Topographie, de Géodésie et des observatoires sont également fondées sur le principe de symétrie et il en est de même des méthodes d’élimination des erreurs d’excentricité, de la division des cercles, etc.

La répétition des angles destinée à atténuer les erreurs de la division de la circonférence, due au géomètre allemand Tobie Mayer et appliquée par J3orda aux cercles qui portent son nom, cercle répétiteur et cercle à réflexion, également répétiteur, échappait au principe de la symétrie, mais elle est généralement remplacée aujourd’hui par la méthode dite de la réitération, si bien étudiée en Allemagne, qui lui est préférable et s’y rattache immédiatement.

Nous n’avons pas besoin d’insister sur l’usage continuel que l’on fait du niveau à bulle d’air, le lecteur étant sûrement très au courant des services que rend cet organe dont presque tous les instruments sont désormais pourvus, tant pour faciliter leur mise en station que pour assurer l’exactitude des mesures angulaires faites, en particulier, sur les cercles verticaux.

En nous bornant à rappeler ces services, il convient toutefois de rapprocher de la sensibilité de cet appareil celle des vis de calage et surtout des vis de rappel, en ajoutant que ces derniers organes sont gouvernés par d’ingénieux systèmes qui permetteni, après l’arrêt de la lunette par une vis de pression dans la direction très approchée qu’elle doit prendre, de lui donner un mouvement aussi faible qu’on le veut pour opérer le pointé \e plus rigoureux.

CIIAPITni; 1. — HISTOniQUE DES INSTRUMENTS ET DES MÉTHODES. iSj

Ces accessoires vraiment merveilleux qui caractérisent les instruments de précision modernes sont bien connus et il serait inutile de les décrire en détail, mais il ne faut pas oublier les efforts des observateurs qui en ont inspiré les principales dispositions ni ceux des artistes de talent qui les ont réalisés, quand ils ne les ont pas imaginés. Ainsi, l’on voit déjà de nombreuses vis à caler dans les instruments de Tycho; on se souvient qu’IIévélius a été le premier à recourir aux vis tangentes et qu’Auzout employait une vis rnicromélrique pour conduire sou fil mobile;'enfin, il est bon de savoir que c’est l’astronome français Louville qui eut en 1774 l’idée d’appliquer le micromètre à la lecture des cercles divisés, notamment au cercle mural de l’Observatoire de Paris. Parmi les constructeurs anglais, français et allemands qui, depuis plus d’un siècle, ont perfectionné les systèmes de vis de pression et de rappel en même temps que les autres parties des instruments de précision, on retrouve les noms de ceux qui ont également tant contribué à donner aux machines à diviser les admirables qualités dont elles sont douées et qu’elles doivent aussi en grande partie aux propriétés des vis tangentes et des vis micrométriques : I3ird, Througton, Ramsden ('), Lenoir, Reichenbach, Ertel, Gambey, Repsold et Brunner, pour ne citer que les plus célèbres.

XVI. — Premier aperçu des perfectionnements apportés depuis un siècle environ à la construction des principaux instruments de Topographie.

Nous avons, à plusieurs reprises, exprimé l’intention de nous borner à l’étude des principaux instruments topographiques et d’éviter, même pour eux, d’entrer dans des détails qu’il faut chercher dans les Traités spéciaux et dans les Cata- (*)

(*) L’iiistoire do l’invention des machines à diviser en Angleterre est donnée avec beaucoup de détails dans l'Ouvrage intitulé : Geomelrical and Grapkical essays, etc., by George Au.vms, 4“‘ eh”", corrected and enlarged by William Jones; London, i8i3.

l38 LES INSTRUMENTS, LES MÉTHODES ET LE DESSIN TOPOGRAPHIQUES.

logues illustrés (*) où l’on reconnaît que leur construction a souvent varié dans les diiïérents pays, chez les différents artistes et jusque dans les différentes écoles d’un même pays.

Nous ne nous occuperons donc ni des modifications apportées à la fabrication de la chaîne d’arpenteur, avantageusement remplacée par le décamètre en ruban d’acier, ni des règles à mesurer les petites bases, ni des variétés d’équerres ou de pantomètres, pas plus que des boussoles de poche et de la foule des instruments destinés aux reconnaissances rapides, ni même des télémètres également très nombreux et souvent très ingénieux; enfin nous laisserons également de côté les niveaux et les mires dont il existe un si grand nombre de modèles, rattachés d’ailleurs généralement aux mêmes principes, et nous nous en tiendrons à ces trois instruments fondamentaux qui se sont dégagés de nos études précédentes : la boussole, la planchette et le théodolite.

Les trois principaux instruments de la Topographie moderne. — Le théodolite et le visorio (si tant est que l’un n’ait pas été une simple reproduction de l’autre sous un nom dilTérent) avaient été évidemment imaginés dans le but de permettre d’obtenir, au besoin simultanément, les angles horizontaux et les angles verticaux et, dans tous les cas, de les mesurer indépendamment, sans modifier la position de l’instrument.

Avec la planchette simple on pouvait, à la rigueur, comme on l’a vu, mesurer les uns et les autres, mais alternativement et en lui donnant, pour cela, deux positions différentes; enfin, avec la boussole on obtenait seulement razimut magnétique de chaque direction observée (-).

(') Ces Catalogues sont extrêmement nombreux aujourd’liui et souvent très intéressants. Au siècle dernier, le principal Traité de Bion et, au commencement de celui-ci, l’Ouvrage des constructeurs anglais George Adams et 'William Jones pouvaient être considérés également comme des Catalogues illustrés avec commentaires.

(“) M. le Docteur von Bezold, de Nuremberg, me signale une boussole construite vers la fin du xvr siècle par Levinus llulsius {fig. 5i), dont le limbe gradué était inscrit dans un demi-cercle de laiton pouvant se poser sur un bâton ferré de 4 pieds de longueur, iiue l’on enfonrait en terre. Le diamètre de ce demi-cercle, (pii était de lo pouces, était prolongé à ses

CllAPITIlE 1. — IlISTOniQUli: DES INSTRUMENTS ET DES MÉTHODES. i:i9

En plaçant sur le bord de la planchette son triangle altimétrique, Prætorius avait bien donné le moyen de mesurer les angles de hauteur ou de dépression sans renverser la planchette, mais la direction, diHerente pour chacun des points considérés, dans laquelle on devait amener ce bord pour eliectuer de telles mesures, n’était pas celle (ju’il convenait de donner à la planchette pour que l’opérateur y put tracer, à l’aide de l’alidade, les directions des points à relever. L’alidade, munie elle-mêmed’un denii-cercle gradué, signalée parThomas Digges, était donc bien préférable, et c’est elle qui a donné à la planchette les propriétés du théodolite.

deux extrémités de façon à former une alidade également de 12 pouces subdivisée en parties égales. L'envers de ce derni-cercle, au cenlre dmiuel on pouvait attaclier un fil à plomb, était divisé en deux (jiiadranls et en disposant l’instrument verticalement, on s’en servait pour mesurer les angles verticaux. Les conditions étaient donc les mêmes pour opérer que celles de la plancliette simple.

Fig. 5r.

Endroit

Houssole de Levinus Mulsius (xvi® siècle).

On remarquera l’analogie de cette boussole avec le graphométrc qui a été iinaginé vers la même époque et qui lui est supérieur en ce (|u’it comporte l’emploi très commode d’une alidade mobile.

l4o LES INSTRUMENTS, LES MÉTHODES ET LE DESSIN TOPOGRAPHIQUES.

Enfin, l’on s’est avisé aussi, avec la boussole, de placer sur l’un des côtés de la boîte carrée, au centre de laquelle se trouve l’aiguille aimantée, une alidade mobile autour d’un axe borizontal, entraînant un demi-cercle divisé (comme dans l’instrument d’Andréas Albrecbt qui pourrait en avoir donné l’idée) ou simplement un index qui se déplace au-devant d’un arc de cercle divisé fixé sur le bord de la boîte et que l’on a appelé cléclimètre, éclimètre ou clisimètre. La boussole put alors rendre les mêmes services que le théodolite ou la planchette que l’on continue, en Allemagne et en Italie, à désigner sous le nom de meiisula prœtoriaiia, malgré la différence essentielle qui existe entre l’instrument de Prætorius et l’alidade nivellatrice, seule en usage aujourd’hui, qui est vraisemblablement d’origine anglaise (comparer les fig. 43 et 44)-

L’analogie qui existe désormais entre les trois instruments ainsi disposés et que l’on peut qualifier tous les trois û.'allazinmts est telle que les éléments recueillis à l’aide de chacun d’eux sont les mêmes, au degré de précision près.