Graphomètre, 1896

Graphomètre

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Graphomètre

Un instrument

Étymologie : subs. masc. Du grec γραφω : j’écris et μετρον : mesure,  apparemment parce-que les divisions de degrés qui sont sur cet instrument donnent, pour ainsi dire, par écrit la mesure des angles qu’on observe par son moyen . (Diderot et d’Alembert)

Fonction : Instrument d’arpentage servant à mesurer des angles sur le terrain.

Description : Le graphomètre est constitué d’un limbe demi-circulaire en laiton gradué de 0 à 180° dans les deux sens et muni de deux alidades à pinnules. L’une fixe, dont les pinnules sont placées aux deux extrémités du diamètre du limbe, sert à donner un premier plan de visée perpendiculaire au plan du limbe et parallèle à la ligne de foi du limbe, l’autre mobile autour du centre du limbe détermine un second plan de visée et porte à chacune de ses extrémités un vernier qui parcourre les divisions du limbe lorsqu’elle tourne.
Le zéro des verniers est situé dans le plan déterminé par les pinnules. Les chiffraisons de chacun des verniers croissent en sens contraire de sorte que chacun d’eux ne peut être utilisé qu’avec l’une des graduations du limbe.
Le limbe peut être fixé sur un trépied à l’aide d’une douille munie d’un genou à coquille. Il est alors mobile autour d’un axe perpendiculaire à son plan.
L’instrument porte en outre une boussole dont le diamètre Nord-Sud est parallèle au diamètre du limbe. Celle-ci sert à orienter les plans et à diriger les pinnules fixes vers des points invisibles à l’œil nu. Elle est fixée de manière à ne pas gêner les mouvements de l’alidade et du genou.

Mode d’emploi 

Pour mesurer un angle à l’aide du graphomètre, il suffit de placer le centre du graphomètre à la verticale du sommet de l’angle, d’orienter le plan de collimation de l’alidade fixe selon l’un des côtés de l’angle, puis, après avoir immobilisé le graphomètre à l’aide de la vis du genou à coquille, d’orienter l’alidade mobile selon le second côté de l’angle. La valeur de l’angle cherché est alors donnée par l’angle parcouru par l’alidade mobile dont on lit la valeur sur le vernier.
La base de chaque pinnule occupant sur le limbe un arc d’environ 12 degrés, on ne peut mesurer directement que des angles supérieurs à 6° et inférieurs à 180 – 6 = 174°. Quand on a à mesurer des angles hors de ces limites, on mesure deux angles dont la somme ou la différence est égale à l’angle cherché.

Vérifications : Avant usage, on doit :

  • S’assurer que les pinnules déterminent bien un plan de collimation.
  • S’assurer que le plan de collimation est vertical quand le limbe est horizontal. Pour cela, le crin de la pinnule doit recouvrir un fil à plomb sur lequel on vise lorsque l’instrument a été calé avec un niveau.
  • Vérifier que les fils des pinnules se confondent dans un même plan lorsque l’alidade mobile est dans la direction de la ligne de foi et lorsqu’elle est retournée bout pour bout. Si cette coïncidence a lieu, le graphomètre est exact.
  • Vérifier que l’alidade mobile est bien centrée.
  • Vérifier que le plan de l’alidade fixe est parallèle à la ligne de foi et que le plan de collimation de l’alidade mobile est parallèle au rayon qui passe par le zéro de son vernier. Si tel n’est pas le cas, il y a une erreur constante sur toutes les lectures. Pour s’assurer que cette erreur constante n’existe pas, on mesure un angle, d’abord au moyen de l’alidade mobile seulement, puis au moyen des deux alidades. Les résultats doivent être identiques.
  • Vérifier le graphomètre en mesurant les trois angles d’un triangle dont la somme doit être égale à 180° si le limbe est bien gradué.

Causes d’erreurs et précision : Elles sont les suivantes :

  • Inexactitudes possibles dans les lectures inhérentes à l’emploi de tous les instruments gradués.
  • Un défaut d’attention peut faire confondre l’angle α avec son supplémentaire (180 – α).
  • Défaut de mise en station de l’instrument et des signaux.
  • Inexactiude de la visée due à l’emploi des pinnules.

Historique :

D’après M. Daumas, le graphomètre n’aurait pas été inventé à une date bien précise, mais serait plutôt né d’une longue pratique. Cependant c’est Philippe Danfrie qui l’a décrit pour la première fois en 1597 dans un ouvrage intitulé Déclaration de l’usage du graphomètre par la pratique duquel l’on peut mesurer toutes distances des choses…, Paris, 1597. Il semblerait en effet qu’on ne connaisse pas d’instrument semblable antérieur à 1597 et que le graphomètre n’ait pas été décrit sous d’autres noms avant ou après cette époque. Sous le nom de graphomètre, Danfrie a décrit deux instruments complémentaires, l’observateur et le rapporteur. Par la suite, seul l’observateur a conservé le nom de graphomètre.

Initialement, les alidades étaient plus longues que le diamètre du demi-cercle. Par la suite, elles ont été ramenées à la longueur du diamètre, ce qui leur donna une meilleure assise. Plus tard, elles furent remplacées par des lunettes à réticule ; l’instrument fut aussi équipé d’un niveau à bulle, de vis tangentes pour les déplacements dans tous les azimuts, d’une vis micrométrique pour la mise au point des visées, etc…

1896

Instrument scientifique

Fichiers : Licence Ouverte Etalab

Inventaire : Bibliothèque de l'École des mines de Paris, EMP INSTR 0011

MINES ParisTech

Œuvre : Domaine public

Aucune

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