Matériel de topographie :Le Théodolite

Introduction

Un théodolite est un instrument de géodésie complété d’un instrument d’optique, mesurant des angles dans les deux plans horizontal et vertical afin de déterminer une direction. Il est utilisé pour réaliser les mesures d’une triangulation : mesure des angles d’un triangle.
C’est une lunette montée sur les deux axes vertical et horizontal. Chacun des axes est équipé d’un cercle gradué permettant les lectures des angles.
Le théodolite se pose sur un support et doit se caler sur le plan horizontal ; il est souvent placé sur un trépied, et à la verticale exacte d’un point connu en coordonnées, à l’aide d’un fil à plomb et d’un niveau à bulle sphérique, et sa base doit être parfaitement horizontale (utilisation d’une nivelle torique, ainsi que d’une nivelle sphérique). L’ensemble de cette phase d’utilisation se nomme la « mise en station ».
Le théodolite fait partie de la famille des instruments de mesure d’angles.
En astronomie, le théodolite sert à déterminer l’azimut par rapport au pôle céleste, ou la déclinaison où la hauteur apparente d’un corps céleste par rapport à l’horizon.
En géodésie, il sert à déterminer les angles formés par 3 sommets de montagne par exemple.
En topographie, il est utilisé dans les mesures d’un levé du territoire (levé topographique).
En archéologie, lors de fouilles, il est utilisé comme instrument de mesure de points spécifiques du relief, utilisés ensuite dans la reconstitution du site en trois dimensions.
Les instruments servant seulement aux mesures des angles horizontaux sont des goniomètres, ceux servant seulement à la mesure des angles verticaux sont des éclimètres et ceux permettant à la fois la mesure des angles horizontaux et des angles verticaux sont des théodolites.
Le théodolite peut être associé à différents instruments permettant par exemple la mesure des distances, on parle alors de tachéomètre, ou la saisie automatique des mesures, on parle alors de station totale.



L'utilisation du Théodolite est relativement simple. Il suffit de mettre à niveau et d'aligner le cercle azimutal sur l'aiguille d'une boussole. Il faut ensuite afficher les coordonnées "AZ" sur le cercle azimutal, puis relever l'alidade de la valeur "H" donnée. Pour l'utilisation du Théodolite, je vous propose une page d'éphémérides. Ces pages fournissent la position en Azimut et Hauteur de quelques étoiles les plus lumineuses du ciel de l'hémisphère Nord. Dans la mesure du possible, elles sont réparties sur l'ensemble du ciel. N'oubliez pas que les éphémérides sont données pour les observateurs (trices) situés (es) sur le parallèle 45°37' nord. Pour les autres, il faut procéder à quelques corrections. Je vous conseille donc de bien prendre connaissance des conditions d'utilisation.


Applications : Trouver l'étoile polaire et mesurer ainsi la latitude terrestre nord. Identifier une étoile ou une planète. Mesurer les déplacements planétaires.
Utilisation : Une fois la direction identifiée, il suffit de pointer l'astre dans le prolongement de l'axe de visé de l'alidade.
L'Alidade est un outil qui mesure des angles. Dans le Théodolite c'est la partie qui mesure l'élévation (H) d'un astre. La seconde partie du Théodolite est le Cercle Azimutal. Ce cercle n'est en fait qu'une boussole. Il indique l'azimut (AZ).
Deux coordonnées permettent d'utiliser le Théodolite : H "l'élévation" qui est l'angle de hauteur à partir de l'horizon, et AZ "l'azimut" qui est la direction sur l'horizon. H et AZ sont fournies pour une date et une heure données.