Oeuvres complètes. Tome XXI. Cosmologie

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Appendice II
À Huygens à l'Académie Royale des Sciences, le niveau.
Le niveau de 1661 de Thevenot.
[1692]¹⁾.

Il a été question de ce niveau, mentionné par Auzout, à la p. 32 qui précède²⁾. Aujourd'hui la ‘libella’ de Thevenot est fréquemment employée, en connexion avec une lunette, dans les niveaux ou appareils servant au nivellement. Huygens et ses contemporains ne s'en servaient apparemment que pour obtenir ou contrôler la position horizontale d'un plan³⁾.

Ayant été amené par une de ses constructions pratiques de la ‘tractoria [tractrice] ou quadratrice de l'hyperbole’ à postuler un plan exactement horizontal - voyez sur ce sujet les notes des p. 410-412 de notre T. X -, Huygens propose d'abord un quadrum lapideum reposant sur trois vis qu'on amène à être perpendiculaire à un fil à plomb, mais ensuite il dit longum nimis esset hac libella uti, et sufficit imò melior est Thevenotiana⁴⁾ quae tubulo vitreo aqua

1) La Pièce qui suit est empruntée aux p. 128-130 du Manuscrit H. Les p. 117 et 155 portent respectivement les dates du 29 Oct. et du 18 Dec. 1692.

2) Thevenot décrivit son niveau pour la première fois dans une lettre à Viviani du 15 novembre 1661, et aussi dans une lettre à Huygens probablement antérieure (voyez la p. 407 de notre T. III, ainsi que les p. 18-19 de notre T. IV); ensuite dans un ouvrage anonyme publié en 1666 à Paris sous le titre: ‘Machine nouvelle pour la conduite des eaux, pour les bâtimens, pour la navigation et pour la plupart des autres arts’.

3) Le père Constantyn mentionne un niveau à goutte de mercure à propos de son billard (T. VIII, p. 258-259). Christiaan H., lui, se sert le plus souvent d'une bille pour contrôler la position horizontale d'un plan, évidemment dans les cas où la bille peut facilement rouler sur le plan considéré: voyez p.e. la Fig. 36 à la p. 540 du T. XVIII.

4) Comparez l'ouvrage de J.A. Repsold, déjà cité, sur l'histoire des instruments astronomiques (tome I, p. 53): ‘Die 1661 von Thévenot in Paris gemachte Erfindung der geschlossenen Röhren-libelle, die bald dem alten Lothfaden Concurrenz machen sollte ...’.
E. Gerland dans sa ‘Geschichte der Physik’ de 1913 (R. Oldenbourg, München u. Berlin) dit à bon droit (p. 556) - voyez la suite du présent texte - qu'il est fort compréhensible que l'invention de Thévenot n'eut au commencement pas beaucoup de succès: ‘Wollte [Thevenot] doch, wie er ausdrücklich ... bemerkt, ein Rohr nehmen, dass im Innern genau zylindrisch war. Da ein solches überempfindlich ist, so war es für den Zweck, dem es dienen sollte, schlechterdings unbrauchbar’. L'auteur, ne connaissant pas les présentes pages du Manuscrit H, ajoute: ‘Was Huygens darüber dachte, ist uns leider nicht aufbewahrt’.

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fere pleno constat, ita ut bulla aeris remaneat longitudine quartae partis circiter. Puis il écrit:

Pour se bien servir du niveau de M^r. Thevenot [Fig. 30] à mettre une surface plane parallele a l'horizon, à quoy il est d'un excellent usage, il faut l'enfermer premierement dans une boete de cuivre, que je fais toute d'une piece platte ABCC [Fig. 31]. Sur AB je couche le petit tuyau du niveau, les avances CC estant pliees en haut

[Fig. 30]

et recourbees chacune vers son opposée, en sorte qu'il faille quelque force pour y faire entrer le tuyau. Les petites avances D doivent estre courbees vers le bas, pour servir de 3 petits pieds à cet estuy du niveau, ce qui sert a l'ajuster avec facilitè, en cette maniere.

En marge: NB. Il ne faut pas que le tuyau du niveau soit aucunement contraint dans son emboetement de cuivre, parce qu'y aiant estè du temps il se casse, comme j'en ay eu l'experience.

[Fig. 31]

[Fig. 32]

ABC [Fig. 32] est une tablette quarrée. Si c'est le plan mesme qu'on veut dresser a niveau, elle doit estre parfaitement droite, et est meilleure de marbre ou autre pierre, que de bois. Si c'est pour attacher un autre plan ou glace de miroir dessus avec

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des goupilles à teste, elle peut n'estre que de bois d'un pouce d'epaisseur si elle a un pied en quarrè. Sous les endroits A, B, C qui sont disposez en triangle il y a des vis qui soutienent la planchette ayant environ 3 pouces de haut, et que l'on peut tourner par des petits batons qui les traversent horizontalement. Elles entrent dans les ecroux qui sont dans la planchette, et ainsi estant tournees font hausser ou baisser la planche de leur costè. Il est bon qu'elles foient un peu pointues par dessous, pour se tenir plus ferme sur la table, ou elles appuieront qui doit estre ferme.

On ne trouve point de ces niveaux parfaitement droits, mais cela n'importe guere.

Il faut tourner le costè qu'on pourra juger tant soit peu convexe, en l'appliquant [c.à.d. en lui appliquant] la glace d'un miroir, il faut dis je le tourner en dessus la boete de cuivre, ce qui fera une convexitè au dedans du tuyau d'un tres grand cercle, different peu d'une ligne droite [ce qui manque au niveau original de Thevenot, c'est précisément qu'il ne parle que d'un tuyau cylindrique: c'est le ‘costè tant soit peu convexe’ qu'il sallait y introduire à dessein].

Pour ajuster le niveau et mettre en mesme temps vostre plan horizontalement. placez en premier lieu la longueur du tuyau dans le sens de AC, et l'appuiant sur le plan apres avoir fait venir auparavant la bulle a une certaine marque que vous aurez faite au milieu, voiez apres l'avoir posè, de quel costè monte la bulle d'air. tournez apres le devant derriere et faisant derechef venir la bulle a la marque voiez si la bulle monte du mesme costè de la planche, et si elle va aussi viste que la premiere fois, ou plus ou moins. Si elle va plus viste, limez un peu du petit pied de la boete qui est du costè vers le quel elle tire. car c'est un signe certain que la ligne est trop haute de ce costè pour qu'elle soit parallele a la tangente de la convexitè du cylindre à l'endroit ou vous aurez mis la marque. Limez en tant peu a peu, jusques a ce qu'en tournant le tuyau devant derriere, vous remarquiez que la bulle tire a peu pres avec mesme vitesse vers le mesme costè de la planche. puis baissez ce costè de la planche en enfoncant d'avantage la vis qui est dessous. Que si tout d'abord apres avoir tournè la boete, la bulle tire de l'autre costè de la planche, il faut limer le petit pied vers le quel la bulle a marchè toutes les 2 fois jusqu'a ce qu'elle tire du mesme costè de la planche dans les deux sens et a peu pres egalement viste, et alors comme devant baissez ce costè de la planche par la vis, car il est certain qu'elle hausse de ce costè. Apres recommencez tout de nouveau comme vous avez fait, en limant le petit pied et baissant la planche selon les remarques precedentes. Et en continuant ainsi vous parviendrez bien tost à voir demeurer la bulle à la marque lors que vous l'y aurez mise devant que d'appuier la boete. Et alors vostre niveau est ajustè, c'est a dire sa convexitè à l'endroit de la marque aura sa tangente parallele a la ligne de ses pieds les plus distants. Ce qu'estant trouvè ainsi une fois, le niveau servira à mettre et a remettre en un moment vostre plan de niveau.

Car prenons qu'elle⁵⁾ ne fust nullement de niveau. Premierement vous mettrez

5) La tablette ou le plan.

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la boete dans le sens de AC, ou sont les 2 vis. Et tournerez l'une des vis sous A ou C, jusqu'a ce que la bulle se mette a la marque du milieu, ou qu'elle s'y tiene quand vous l'y mettez devant qu'appuier la boete, ce qui se fait en un moment. Puis tournez la boete selon la perpendiculaire a cette ligne AC, et en tournant la vis sous B, saites derechef tenir la bulle à la marque. Apres cela vous estes sur que vostre plan est de niveau.

Si vous vouliez commencer a dresser le plan premierement en ce sens de la perpendiculaire à AC, vous ne feriez rien; car il ne demeureroit pas ainsi en le dressant ensuite dans le sens AC. C'est à quoy il faut bien songer.

Je trouve ce niveau tres sensible, et sur tout quand la bulle est un peu grande comme a occuper le quart ou le tiers du tuyau.

On trouve souvent [Fig. 33] que la convexitè du dedans comme BAC, à la tangente de la quelle FG on a rendu la ligne des pieds HK parallele, n'occupe pas toute

[Fig. 33]

la longueur du tuyau, mais que vers les bouts il y a des concavitez que j'ay marquez icy visiblement. Ce qui fait que si en appuiant la boete sur le plan, la bulle se trouve vers C ou B, elle s'en va aussi facilement vers D ou E que vers A, où on a fait la marque, et qu'elle y demeure. C'est pourquoy il est necessaire, quand on emploie un tel tuyau, de mettre tousjours la bulle pres de A, immediatement devant que d'appuier la boete, ainsi que j'ay dit cydevant qu'il falloit faire.

On pourroit dresser les tuyaux, ou les moitiez en dedans comme j'ay dit cy dessus. Mais il y a bien des façons et on ne verroit presque jamais la bulle reduite à se tenir à la marque⁶⁾.

6) A la p. 125 du Manuscrit Huygens avait dit à propos du niveau de Thevenot (la figure de cette page n'indique aucune convexité): On peut le perfectionner en prenant un peu moins du tour du tuyau cylindrique que la moitiè et le travaillant sur un cylindre de cuivre, a fin de le bien dresser en dedans puis on peut seulement cimenter ce demicylindre sur une boete de sa longeur et largeur, ou bien au morceau de verre qu'on avoit coupè si on peut couper le cylindre egalement avec un charbon allumè, le long d'une regle, puis il faut l'enchasser dans une boete de cuivre parfaitement platte en dessous.