ARPENTEUR – GEOMETRE

 

 

 

Comme nous l'avons signalé dans notre page d'accueil, nous ne voyons dans ces articles que les outils dont nous disposons. On ne peut, toutefois, s'empêcher de citer les outils les plus anciens utilisés par les arpenteurs : cordes, cordeaux, ficelles, bâtons ou cannes pour mesurer des distances, cordes à 3 nœuds distants respectivement de 3, 4 et 5 pieds pour tracer des angles droits, cordes à 13 nœuds pour tracer des figures géométriques, archipendule ou niveau à perpendicule, équerre à angle droit et fil à plomb pour niveler. Ces outils utilisés par les Egyptiens le sont encore au Moyen-Âge. On peut citer, également, le quadrant géométrique, le chorobate ou niveau à eau, l'astrolabe, la dioptre grecque, la groma romaine, la mire, le piquet…

 

Matériel de bureau

Le stylet et la tablette de cire étaient indispensables pour noter les relevés. Avec l'utilisation du parchemin et, bien plus tard, du papier, l'arpenteur s'est doté d'un ensemble de crayons, de compas lui permettant également de dresser des plans à partir de ses mesures. Suivant l'utilisation qui en est faite, la boîte de compas est plus ou moins importante. Celle-ci, à deux étages, est de la fin du XIXè siècle :

 

 




 


 

 

     

 

   

 

 



   

 

     

 
Cette boîte de compas très complète peut convenir à tous les métiers où le dessin précis est nécessaire : géomètre, architecte, dessinateur industriel… On peut y voir : compas balustre à brisures, à ressort ou à cheveu (petit cercle, grande précision), compas de réduction, compas à verge, tire-lignes, règle graduée, rapporteur, punaises. La question : à quel évènement fait référence l'inscription :

 

                                                          "1879 – 1884  SOUVENIR DE BLANQUEFORT"

 

L'arpenteur-géomètre est amené à réaliser des calculs. La calculatrice électronique n'existe pas encore. Il se sert d'une règle à calcul, pour les multiplications, les divisions, les calculs d'angle…

 

   
   
 

                                          Règle à calcul (vers 1950)
                                          Rhône
                                          L 29,7   l 3,9

 

 

 

Les arpenteurs, comme les géographes, réalisent des dessins à l'échelle de leur convenance, mais toujours proportionnelle. Pour la détermination des distances sur ces cartes, on utilise un curvimètre, petit instrument muni d'une roulette qui, déplacée sur un plan, entraîne la rotation d'une aiguille au sein d'un cadran gradué, suivant plusieurs échelles.

 

       
 

                      Curvimètre                                                 1/80000 1/40000 1/20000                          1/100000 1/50000 1/25000
                      Rhône    H C
                     
L 12   cadran Ø 3,7

 

 

 

 

Mesure de distance

Avant de voir les instruments de mesure utilisés sur le terrain, il est bon de présenter l'instrument indispensable à tous les autres, le trépied :

 

   











 
  Trépied
Loire
h 140
 

 

En bois, l'extrémité des pieds est protégée par un embout métallique. Des "appuis-pied" permettent d'enfoncer les pieds dans le sol.

 

Les premières mesures réalisées concernent des distances qui permettent de délimiter des propriétés. La corde est longtemps la référence avec les variations inévitables d'une ville à l'autre, comme pour toutes les mesures.

La chaîne d'arpenteur, constitué de maillons en métal de 20 cm reliés entre eux par des anneaux, aurait été inventée au XVIè siècle. Son utilisation est facile ; sa précision est douteuse, mais souvent suffisante.

 

   
 

                                         Chaîne d'arpenteur
                                         Loire
                                         48 maillons de 20 cm

 

 

 

L'instauration du système métrique met fin aux erreurs systématiques dont profitaient marchands et propriétaires terriens.

Le décamètre est, d'abord, en toile, sans protection, ou dans une coque protectrice en cuir rigide, avec manivelle rétractable pour le ré-enroulement.

 

   
 

                                     Double décamètre en toile
                                     Loire
                                     L 2000   l 2

 

 

 

 

     
 

                              Décamètre
                              Isère       D.L  10 M  234      
                              Coque Ø 9,5   ép. 3,5

                   

 

 

Plus récent, le ruban d'arpenteur est en acier. Un point en laiton marque tous les 20 cm. Un chiffre en laiton indique le nombre de mètres.

 

   

 

 

 

 

 




 
 

                                               Ruban d'arpenteur                                        LL                                                   
                                               Loire                                                       Décamètre
                                               1000 x 1,6   croisillon 25 x 25,7

 

 

 

Tous ces instruments permettent de déterminer des distances avec une précision correcte si le terrain est plat. Il n'en va pas de même si le terrain est en pente, avec des obstacles (bosses, rochers, cavités…). On réalise alors un autre type de mesure, dite horizontale. Parmi les instruments simples, on peut en citer quatre utilisés simultanément : la perche graduée (4 m x 5 cm), le niveau dit de maçon, le fil à plomb et le compas.

 

   
 

             Niveau dit de maçon
             Loire      L. FRORIERE
             L 63   h 31,5

   

 

 

   
 

                                        Fil à plomb
                                        Loire
                                        Plomb h 6,3  Ø 3,7   plaquette 3,7 x 3,7

 

 

 

 

   
























 
                                                      Compas à secteur
                                                    Loire
                                                    L 94  secteur 53
 

 

 

   

 

 

Les progrès en optique réalisés dès le XVIè siècle sont à l'origine de l'invention d'instruments en médecine, en botanique, en chimie… et, bien sûr, en arpentage. Pour rester dans la mesure des distances, le tachéomètre autoréducteur, de type Sanguet (Joseph-Louis 1848 – 1921) est un instrument polyvalent que l'on retrouvera dans d'autres types de mesure. Par simple visée sur une mire, il permet de déterminer la distance horizontale entre deux points : c'est la fonction "stadimètre".

 

 

     

 

 

   
 

                                          Tachéomètre autoréducteur, de type Sanguet
                                          Seine-Maritime    A.LEPETIT MONTROUGE (Seine)
                                          Coffret 41 x 26 x 23
                                          h 36   Ø 13,5   pied 13,5 x 3   lunette 24,5 Ø 4/5

 

 

 

     

 

   



 

 

Ce tachéomètre LEPETIT date de la fin du XIXè siècle ou du début du XXè. Le suivant, des établissements H. MORIN est plus récent. Il a appartenu au premier géomètre diplômé de Saint-Chamond.

 

         
 

Tachéomètre auto-réducteur, de type Sanguet
Loire    H.MORIN  11 RUE DULONG PARIS
                         V N° 2777

Coffret 42 x 25 x 23
h 36,5   Ø 14,5   pied 16 x 3   lunette 30  Ø 3,8/5

                       

 

 

Une remarque sur l'aspect de l'instrument : le premier a la couleur du laiton et du bronze dans sa partie supérieure. Cercle gradué et piètement sont protégés par une couche de peinture ou de vernis. Le second est entièrement protégé par cette même peinture, moins agréable à l'œil. Ces instruments étaient souvent soumis aux intempéries. Il fallait donc éviter toute oxydation et la formation de vert de gris. D'autres procédés ont été utilisés comme le noircissement du laiton par une solution ammoniacale de carbonate de cuivre.

 

 

Mesure de niveau

 

Nous disposons de 4 types d'instruments de mesure des niveaux : des niveaux à eau, un niveau à pinnules, des niveaux à lunettes et des niveaux à collimateur.

 

L'instrument le plus ancien et le plus simple pour mesurer un niveau est le niveau à eau, le chorobate de l'antiquité.
 
   
 

                              Niveau à eau
                              Somme
                              Coffret 52 x 23 x 9   niveau L 121   verres h 11  Ø 3,7

 

                     

   

 

     

 

Ce niveau est basé sur le principe des vases communicants : on utilise de l'eau légèrement colorée dont la surface se situe aux ¾ de la hauteur des récipients. Le regard de l'arpenteur suit une ligne affleurant les surfaces liquidiennes et se prolonge vers une mire à voyants mobiles.

La fixation sur le trépied est standardisée avec le "genou à coquilles".

 

Beaucoup plus récent (1961 : voir le "bon de préparation, ci-dessous), cet autre niveau à eau semble ne pas avoir besoin de mire. Les deux récipients sont reliés par un tuyau souple ; chacun d'eux est placé sur un point à étudier. L'eau se stabilise alors à un certain niveau qui est chiffré grâce aux graduations gravées sur le pointeau interne. Ce niveau était utilisé dans les établissements Creusot-Loire, à Saint-Chamond. Il nous a été donné lors de notre exposition de décembre 2016. Il mérite un bon nettoyage. Toute précision quant à son utilisation sera la bienvenue.

 

     
 

                              Niveau à eau
                              Loire                        H. MORIN
                                                    11 RUE DULONG PARIS
                              Coffret 35 x 23 x 16   récipients h 30 Ø base 9,4

                              Pointeau : graduations de 0 à 10 cm   vernier 0 à 20

 

 

     

 

   

 

De conception plus récente, les niveaux à pinnules sont plus précis que les anciens niveaux à eau. Le niveau de Chezy a été inventé à la fin du XVIIIè siècle. Le modèle que nous présentons est un niveau à pente de Chezy, avec niveau à bulle d'air pour vérifier l'horizontalité de l'instrument.

 

     
 

                                            Niveau de pente à pinnules de Chézy
                                            Doubs             RUE DE LA POMME, N° 14
                                                                                HEMMER
                                                                                OPTICIEN
                                                                               TOULOUSE
                                            Coffret 28 x 18 x 7,5   Alidade L 25 pinnules h 7,2 et 8

                                            Niveau à bulle L 17

 

 

Les annotations sont sur le couvercle. On peut y lire également :

                                                                                           BAUDEU

                                                                                         TOULOUSE

 

 

     





 
 

         Pinnules constituées de 2 fils perpendiculaires
         Molette déplaçant de haut en bas la pinnule de droite              Molette de réglage de l'horizontalité contrôlée par le niveau à bulle.

 

 

La fixation sur le trépied utilise le principe du genou à coquilles.

 

 

Le niveau d'Egault est constitué essentiellement d'une lunette avec niveau à bulle. Certains modèles sont pourvus d'une boussole, d'autres d'un cercle gradué ou limbe.
   

 

   



 
                     Niveau d'Egault, avec boussole et niveau à bulle
                   Doubs        1895
                   Lunette L 37   boussole Ø 10   pied 13 x 13 x 13
                   Niveau à bulle double L 18
 

 

     

 

Sans référence au fabricant, ce modèle date de 1895. Il est vraisemblablement d'origine anglaise, de type Troughton & Simms. Il permet de chiffrer des différences de niveaux, en terrain plat.

Cet autre niveau est de la même époque, mais dispose d'un cercle gradué qui "permet de voir les directions (?)"

 

     

 

 
 

 
                                 Niveau d'Egault, avec limbe et niveau à bulle
                               Doubs                  BOUCART 35 Quai de l'Horloge Paris
                              
Lunette L 39   limbe Ø 12   pied 18 x 18 x 18

                               Niveau à bulle L 17
 

    

Nous mettons ici un autre petit instrument de poche utilisé, notamment, dans l'armée, par le génie, le niveau d'Abney. Il sert à mesurer des angles d'élévation ou de dépression, des pentes ou à déterminer des hauteurs. Il est composé essentiellement d'un tube de visée, d'un niveau à bulle et d'un demi-cercle (rapporteur) gradué.

 

   

 

   
              Niveau d'Abney
            Pas-de-Calais   STANLEY    LONDON
            L 13,5 / 15,7   "rapporteur" L 7,5

 

 



 



   
 

                       Niveau à bulle                                            graduations +/- 90°  vernier 10' 
                                                                                           pente +/- 0 à 10

 

Nous avons placé là ce niveau car, comme les précédents, il comporte un tube de visée et un niveau à bulle. Son utilisation (à préciser) est, cependant, sensiblement différente. Un avis compétent sera le bienvenu.

 

Enfin, le niveau à collimateur, mis au point par  le colonel C.-M. Goulier, dans le dernier quart du XIXè siècle, est un instrument beaucoup plus petit, donc facile à transporter. Sa portée est limitée à 30 m, avec une précision sur la mire de 1 cm. La visée se fait par deux fenêtres, à travers un collimateur (prisme) fixé sur un pendule et, donc, toujours horizontal.
     

 

   

 
 

                                Niveau à collimateur, type Goulier
                                Doubs        H.MORIN   11 RUE DULONG   PARIS
                                L 13,5   Ø 3,7 / 5

 

 

De plus grande taille et à plusieurs, fonctions, l'omnimètre est à la fois un niveau à collimateur et un pantomètre, pour mesurer les angles. Nous le retrouverons donc dans cette dernière catégorie d'instruments.
 











   

 

   


 
 

                                      Omnimètre
                                      Doubs   H.Morin    11, rue Dulong  Paris
                                      L 23   Ø 5 / 6

 

 

Sur la sacoche, on peut lire également :

                                                                                    63 075

                                                                       ALES VE 7 ENOBRE

 

 

Dans les instruments de mesure des distances, nous avons présenté le tachéomètre autoréducteur. Nous le retrouvons dans cette deuxième catégorie pour mesurer des pentes, grâce à une échelle indiquant des pourcentages : une autre manière de déterminer des angles verticaux

 

Mesure d'angle

 

En dehors de la corde ou de l'archipendule, l'un des plus vieux instruments est l'équerre. Au fil des siècles, sa forme a évolué : cercle en bois avec pinnules, cylindre et, plus récemment, un octogone. Elle est utilisée pour créer une ligne droite perpendiculaire (angle droit) à une autre matérialisée par des piquets.

 

     

 

     
                                              Equerre
                                            Seine-Maritime
                                            L 14,5   l 6   coffret 9,5 x 7,5 x 7,3
 

         

Le graphomètre à pinnules et à boussole permet de mesurer un angle qu'elle qu'en soit sa valeur, contrairement à l'équerre. Il est constitué d'une alidade à pinnules, d'un demi-cercle gradué de 0 à 180° et d'une boussole.

 

   

 

   

 

     
 

                                        Graphomètre
                                        Loire     DEREPAS A PARIS
                                        L 19   pinnules h 6 – 6,4   boussole Ø 5,5

 

 

 

   

 

   

 

 

   
 

             Graphomètre                                                         
             Jura         PONTS & CHAUSSEES
                                       MEURTHE
            
L 24   pinnules h 7 – 6,8   boussole Ø 6

 

Le pantomètre, ou équerre tournante, ou goniomètre à pinnules, permet de mesurer des angles quelle qu'en soit la valeur. Il est en même temps équerre et graphomètre.

 

     

 

       
 

                                                Pantomètre
                                                Gironde
                                                h 18   Ø 10 - 9

 

 

Le pantomètre est placé au sommet de l'angle que l'on veut mesurer. Un premier plan de visée est défini par le cylindre inférieur. Un deuxième est obtenu à partir du cylindre supérieur que l'on fait tourner avec la vis. Le vernier donne les minutes de l'angle.

On l'a vu dans la catégorie des instruments de mesure des niveaux, le niveau à collimateur de type Goulier peut aussi jouer le rôle du pantomètre :

 

   

 

Dans les instruments de mesure des distances, nous avons présenté le tachéomètre autoréducteur dans sa fonction stadimètre. Nous le retrouvons dans cette catégorie pour mesurer des pentes, grâce à une échelle indiquant des pourcentages : une autre manière de déterminer des angles verticaux et, donc, une fonction de clisimètre. En permettant de mesurer des angles horizontaux, il a une troisième fonction, celle du goniomètre.

On pourrait également citer, à nouveau, le niveau d'Abney pour la mesure des pentes et, donc, d'angle vertical.

Pour terminer cet article, le cercle d'alignement de Keuffel et Esser  permet de mesurer :

- des niveaux entre deux points, en visant des mires graduées ;

- des angles dans un plan horizontal et, à partir de là, des distances trop importantes pour une mesure directe sur le terrain.

Un mode d'emploi détaillé, en américain, accompagne l'instrument qui date de 1924.

 

   






 

 

   
        Cercle d'alignement
      Doubs     KEUFFEL & ESSER Co N.V.
      Lunette L 26   Ø 2,5   cercle gradué Ø 11  niveau L 7

 

Le cercle comporte une graduation de 0 à 360°.

 

Ainsi s'achève cet article sur notre collection d'instruments d'arpenteur-géomètre. Nous sommes tout-à-fait conscients de notre manque de connaissance sur l'utilisation même d'un certain nombre de ces instruments. Nous pensons, cependant, que leur destination - mesure de distance, de niveau ou d'angle – est conforme à la réalité. Cette classification est d'ailleurs tout-à-fait théorique puisque certains de ces instruments peuvent se retrouver dans plusieurs catégories. Une fois de plus, nous faisons appel à toutes les personnes compétentes pour nous donner des informations complémentaires. Nous souhaiterions, en particulier, avoir des précisions sur les différentes pièces du tachéomètre.

 

 

FIN

 

A.R.C.O.M.A.  NOS INSTRUMENTS D'ARPENTEUR-GEOMETRE