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Accès direct à : pied, rotation globale lunettes rotation du limbe niveaux réglages art
1. Description de l'ensemble
Pour le cercle de réflexion les mouvements du bateau imposaient l'utilisation de la double réflexion, et la recherche de la coïncidence des images pour mesurer un angle entre deux repères. La stabilité du cercle répétiteur permet de disposer du temps nécessaire pour effectuer des visées précises.
Le texte de description de l'instrument est tiré du livre de M.Daumas " les instruments scientifiques DU XVII et XVIII siècle .
| Le cercle porte deux lunettes qui servent aux visées simultanées sur chaque point dont on prend la distance angulaire, on pratique comme dans la méthode de Borda la répétition des mesures pour obtenir le même degré de précision. Le cercle à réflexion pour les observations terrestres est quelque peu différent de celui utilisé sur mer Deux problèmes particuliers étaient à résoudre : la stabilité du pied et la vérification de la position horizontale d'une des lunettes pour certaines opérations. |  |
Photos du cercle répétiteur fabriqué par Bellet élève de Lenoir, exposé au CNAM Bellet a été l'assistant de Delambre pendant sa campagne de mesures. Réalisé surtout en laiton il mesure 76 cm de haut, 40 cm de large, et 56cm de large. Il pèse 20kg. Ses dimensions réduites ont été une des raisons de son choix, en 1788 un cercle répétiteur de un pied de diamètre permis des mesures aussi précises qu'un cercle anglais de 3 pied de diamètre. Photographie |
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En cliquant sur les
miniatures ci-contre vous aurez avec une bonne vision des détails deux
gravures illustrant le livre de François Arago : Astronomie populaire
Arago a réutilisé les gravures originales du livre de Delambre base du système métrique décimal Photographies bibliothèque Jacques Prévert Cherbourg. |
2 Le pied, la stabilité et les mouvements possibles du cercle complet
Lenoir a monté l'instrument sur une colonne de laiton fixée sur un trépied de laiton à jambe horizontale et à vis calantes. A son sommet, la colonne porte un étrier sur les branches verticales duquel repose un axe horizontal. Cet axe est traversé à angle droit par un autre axe cylindrique comme lui et de même diamètre, à l'extrémité duquel le cercle est fixé par son centre. (Le cercle gradué peut grâce à ces deux axes de rotation, prendre toutes les directions possibles ) Photo du cercle répétiteur de Bellet exposé au CNAM Photographie de la gravure bibliothèque Jacques Prévert Cherbourg. |
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Le cercle et son équipage sont équilibrés à l'autre extrémité de ce deuxième axe par un contrepoids constitué par un tambour en laiton garni de plomb qui vient se loger entre les bras de l'étrier lorsque le cercle est horizontal. Photo du cercle répétiteur de Bellet exposé au CNAM
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| L'inclinaison du
plan du cercle sur l'horizontale est dirigée par
un petit quart de cercle vertical
qui peut être arrêté à la position voulue par une vis de pression.
Photo cercle répétiteur IGN |
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| La colonne peut pivoter avec
tout l'instrument autour de son axe vertical : elle est munie à sa base d'un
cercle azimutal dont la tranche est dentée, l'entraînement se fait par un
pignon placé à l'extrémité d'une alidade à vernier, solidaire de la
colonne. Cette alidade peut être arrêtée dans une position donnée par une
vis de pression.
Photographie de la gravure bibliothèque Jacques Prévert Cherbourg. |
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| Les deux lunettes sont fixées de part et d'autre du cercle gradué celle qui
est placée sur la face supérieure passe par le centre, l'autre est excentrée pour permettre
le passage de l'axe du cercle, ce qui impose des corrections dans les calculs.
( La
conception mécanique est astucieuse les alilades et dispositifs de fixation
d'une lunette ne gênant absolument pas le mouvement de l'autre lunette. En
effet le limbe est formé de deux parties séparées par une rainure
et les alilades supérieure et inférieure ne sont guidées que par une des
parties de ce limbe double)
Photo cercle répétiteur IGN. Avec nos remerciements pour les responsables de l'Institut Géographique National qui nous ont permis de photographier de nombreux détails de l'appareil hors de sa vitrine lors de la journée organisée à St Amand Montron. |
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M. Schelstraete a expliqué en habit le fonctionnement de l'appareil en jouant le rôle de Delambre, en montrant en particulier la technique de répétition. | |
| La lunette supérieure est portée par le cadre de laiton carré dont les deux diagonales constituent chacune une double alidade : ces quatre alidades, solidaires entre elles, portent chacune un vernier que l’on lit au moyen d'un petit microscope. |
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Les quatre mesures du
déplacement étaient effectuées successivement. Utilisait-on alors
la mesure la plus pratique ou la moyenne des mesures ?
Photos cercle répétiteur IGN |
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| Les deux alidades
situées sur le diamètre perpendiculaire à l'axe de la lunette ont chacune une
vis de pression. La lunette inférieure est portée par une alidade ordinaire,
qui n'a pas de vernier le limbe inférieur ne recevant pas de graduations. (Les deux lunettes
peuvent être être complètement
libres, solidarisées avec le cercle, ou grâce à une vis de réglage on peut
les déplacer lentement par rapport au cercle pour effectuer une visée fine. Photo cercle répétiteur IGN |
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| Les lunettes sont
munies de réticules. ( mode de fabrication, historique
de l'invention )
Le réticule photographié est celui du cercle répétiteur. Une
vis permet de régler la partie optique de la lunette. |
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| Le
limbe comprend aisément 4000 divisions égales dont dix forment le grade ou le
degré décimal.
Photo cercle répétiteur IGN |
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4 Mouvement de rotation du cercle sur son axe
| Lenoir a assuré d'une façon très élégante, le mouvement lent et le mouvement rapide du cercle autour de l'axe perpendiculaire à son plan. Le mécanisme du mouvement lent est un tambour plat, portant sur sa tranche une denture hélicoïdale qui engrène avec une vis tangente. Ce tambour a le même dia mètre que le contre poids rempli de plomb et il est placé contre lui, porté par un axe qui le traverse librement ; il fait ainsi partie du contre poids et n'alourdit pas la forme générale de l'appareil. La vis tangente est serrée sur la denture du tambour par un ressort ; une clé permet de soulever le ressort et la vis et de passer au mouvement rapide, le tambour retrouve sa liberté. |
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Photo du cercle répétiteur de Bellet exposé au CNAM
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Photographies des gravures bibliothèque Jacques Prévert Cherbourg. Photo cercle répétiteur IGN |
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5 Les niveaux, l'horizontalité
| L'attention de Lenoir s'est
portée également sur les niveaux à bulle, nécessaires pour assurer la
parfaite horizontalité des axes de l'instrument et de la lunette pour les
observations zénithales. Le niveau de la lunette en particulier porte une
Plaquette graduée que l'observateur peut voir aisément au cours des
observations sans l'aide d'un deuxième opérateur. Au-dessus du niveau est
placé une plaquette qui protège des rayons du soleil. D'une façon générale
tous les détails d’exécution, les proportions des différentes pièces,
sans parler de la division du limbe témoignent des qualités du constructeur.
Description du niveau à bulle dans des textes anciens Pour les mesures les plus précises on utilise un fil à plomb. |
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| Le réglage de la verticalité se fait avec les vis des
pieds. L'une d'elle comprend une pièce permettant un
réglage très fin, en serrant la vis K on modifie très peu la hauteur de
la vis B.
Photographies des gravures bibliothèque Jacques Prévert Cherbourg. |
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6. Réglages avant utilisation
L'utilisation du cercle nécessite beaucoup de soins.
Il fallait toujours commencer par vérifier que l'axe optique des lunettes étaient bien parallèles au plan du cercle.
Cercle horizontal on vise un point de l'horizon, avec la lunette L puis avec la lunette L'. on retourne L' et l'on vérifie le parallélisme. On vérifie que le parallélisme est constant de 45° en 45° sur le limbe. Les corrections se font avec les diverses vis de réglage.
Pour les distances des étoiles au zénith on place la vis B ( dite vis méridienne) approximativement dans le plan du méridien du lieu, ce qui évite d'altérer la verticalité du cercle quand on place une étoile sous le réticule en jouant sur la vis de pied.
Pour mesurer la distance angulaire zénithale d'un objet terrestres A on doit placer la vis méridienne dans le plan vertical de l'objet.
Pour mesurer les distances angulaires de deux objets terrestres A et B, on doit placer la vis méridienne dans le plan vertical qui partage l'angle à mesurer en deux parties égales.
L'explication de Delambre pour rendre le plan du cercle parfaitement vertical permet de se rendre compte de la complexité des opérations .
Les mesures effectuées nécessitaient des calculs de correction, comme celle due à l'excentricité de la lunette inférieure.
Compléments sur la mesure de la méridienne et liens externes : La méthode de triangulation Delambre et Méchain
Art :
Une représentation du
cercle répétiteur peut-elle servir à
dater un tableau ?
Le cercle répétiteur au centre du livre de Jules Verne l'aventure de trois Russes et de trois Anglais
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