Dutrou : Boussole suspendue Dutrou, XIXe siècle

Boussole suspendue Dutrou

Métadonnées du document

Boussole suspendue Dutrou

Un instrument :

Etymologie :
de l’Italien bussola : petite boîte

Fonction :
Appareil sans viseur servant à mesurer l’azimut de la direction dans laquelle est tendue un cordeau.

Description :
La boussole suspendue est une boussole enchâssée dans une armature en laiton constituant une sorte de suspension à la cardan terminée par deux bras munis de crochets disposés en sens inverse servant à suspendre l’instrument à un cordeau.
Cardan Jérôme (Gerolamo Cardano) : Philosophe, médecin et mathématicien italien (Pavie, 1501 – Rome 1576). Il fut professeur de mathématiques à Milan, et de médecine à Bologne et à Pavie. Son système philosophique constituait un panthéisme sans immortalité de l’âme. Il donna en 1545 la solution de l’équation du 3e degré. Il a également inventé le dispositif d’articulation à mouvement libre qui porte son nom (un cardan) et qu’il avait conçu pour rendre la boussole insensible aux mouvements des vaisseaux.
Le système de suspension à la cardan est constitué d’une pièce en forme de fer à cheval dont les extrémités forment l’axe de rotation d’un anneau mobile à l’intérieur duquel la boussole peut tourner librement autour d’un second axe perpendiculaire au premier de sorte qu’elle vient toujours se placer dans un plan horizontal.
Lorsque l’instrument a pris sa position d’équilibre et que le plan du fer à cheval est vertical, le plan de l’anneau lui est perpendiculaire. L’axe de rotation autour duquel l’anneau tourne ne joue plus de rôle et celui-ci est parfois bloqué, par certains constructeurs, par un taquet d’arrêt. Cet axe ne permet alors que de faire pivoter l’anneau de façon à l’amener, ainsi que la boussole, dans le plan du fer à cheval, afin de rendre l’appareil moins encombrant et plus aisément transportable.
La ligne de foi de la boussole, définie comme ligne Nord-Sud du limbe, est parallèle à l’axe de la suspension sur le cordeau. Elle est dirigée suivant le diamètre de la boussole qui reste constamment dans le plan vertical de la ligne de suspension.
Les directions Est et Ouest du limbe de la boussole sont inversées afin d’éviter des erreurs possibles sur le sens d’orientation du cordeau. En effet, quand le cordeau est dirigé vers l’Est, c’est la partie occidentale du limbe qui se déplace sous la pointe Nord de l’aiguille aimantée.

Mode d’emploi et précaution d'utilisation :

Une fois la boussole suspendue, l’azimut magnétique de la direction du cordeau sera donnée par la valeur de l’angle que fera la pointe Nord de l’aiguille aimantée de la boussole avec la ligne de foi lue directement sur le limbe de la boussole.
Afin d’éviter l’influence magnétique sur l’aiguille des clous servant à fixer le cordeau, il faut placer la boussole à environ 40 cm de ceux-ci sur le cordeau.
Par ailleurs, un artifice permet encore de recourir à la boussole suspendue quand on opère dans des gisements magnétiques. On croise deux brins successifs du cordeau AB et CD de façon qu’ils se touchent en O sans se dévier. La boussole est suspendue à l’aplomb de la croisée et les azimuts apparents θ et θ’ de AB et CD sont mesurés. La différence de ces deux déterminations, chacune fausse de la même quantité ε, donne l’angle exact α des deux brins successifs :

α = θ’+ ε = (θ + ε) = θ’ - θ

Vérifications :

 Avant usage de l’instrument on doit vérifier :
  • le centrage de l’aiguille 
  • l’absence d’action magnétique de l’instrument comme pour toute boussole ;
  • l’équilibre du limbe de façon à ce qu’il se place spontanément en position horizontale. Cependant un faible devers n’a que peu d’influence sur la lecture des azimuts ;
  • ligne de foi parallèle et dans le plan vertical de la ligne des supports ;
  • La coïncidence de l’axe magnétique de l’aiguille et de son axe géométrique.

Dans le cas où les deux derniers points ne sont pas vérifiés, il y a une erreur constante sur la lecture de l’azimut.

Historique :

La première idée de la suspension de la boussole remonte à 1636 ; elle est due à Balthazar Rössler, qui était directeur des Mines à Altenberg en Allemagne, en 1673, et se trouve décrite dans la ''Geometrica subterranea'' de Nicolaus Voigtel.
La disposition de l’instrument présenté ici a été imaginée à la fin du 18e siècle par Johann Gotthelf Stüder et décrite dans son ouvrage intitulé : ''Beschreibung der verschiedenen Zeichnen und vorzugliech beim Bergbau nöthigen Vermessungs-Instrumente'', Dresden, 1811.

Différents modes de suspension de la boussole ont été imaginés 

  • boussole supportée par un plateau fixé à deux demi-cercles articulés en leur milieu ;
  • boussole de Plamineck : limbe monté sur un pendule à fourche placé à cheval sur le cordeau, permettant une lecture du limbe sans être gêné par le cordeau ;
  • et plus récemment, boussole suspendue par palonnier à rose flottant dans un bain d’huile qui comporte un système de lecture par prisme grossissant.

Un constructeur : Dutrou

Ingénieur-constructeur d’instruments de précision à Paris. Autour de 1881
Dutrou Bunten, Quai Pelletier, 30 à 32, à Paris ; Dutrou successeur, rue Dauphine, 18.

XIXe siècle

Instrument scientifique

Fichiers : Licence Ouverte Etalab

Inventaire : Bibliothèque de l'École des mines de Paris, EMP INSTR 0024

MINES ParisTech

Œuvre : Domaine public

Aucune

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