L’Encyclopédie/1re édition/NIVELER
NIVELER, v. act. & Nivellement, sub. m. est trouver avec un instrument deux points également distans du centre de la terre, & l’objet du nivellement est de savoir précisément combien un endroit est élevé ou abaissé au-dessus de la superficie de la terre.
Il y a deux sortes de niveaux, le vrai & l’apparent.
Le vrai niveau est une ligne courbe, puisqu’elle parcourt une partie de la superficie du globe terrestre, & que tous les points de son étendue sont également éloignés du centre de la terre.
Le niveau apparent est une ligne droite qui doit être corrigée sur le vrai niveau dont les tables sont dans plusieurs ouvrages ; en sorte que dans 300 toises de long, on trouve un pouce d’erreur, & près d’un pié sur 1000 toises.
On évite l’obligation de corriger le niveau apparent sur le vrai niveau, en se retournant d’équerre sur les deux termes d’un nivellement, & c’est ce qu’on appelle un coup de niveau compris entre deux stations. On donne rarement des coups de niveau de 300 toises de long d’une seule opération ; la portée de la vue est trop foible pour s’étendre si loin, à-moins qu’on n’applique au niveau une lunette à longue vue.
Les réfractions causées par les vapeurs rompent le rayon visuel, suivant qu’elles sont plus denses ou plus épaisses. Dans les petits nivellemens l’erreur est insensible ; dans les grands, il faut placer le niveau à-peu-près à pareille distance des points requis : quoique ces points ne soient pas de niveau avec l’œil du niveleur, ils le sont cependant entre eux, puisque les réfractions sont égales à des distances égales & posées sur un même plan.
Il y a deux sortes de nivellemens, le simple & le composé.
Le nivellement simple est celui qui se fait d’un lieu peu éloigné d’un autre, comme de 100 toises, & d’une seule opération.
Le composé s’entend de celui qui demande plusieurs opérations de suite dans une distance considérable.
Quand on veut opérer sur le terrein, il faut être plusieurs pour porter les jalons, les remuer suivant la volonté du niveleur, changer & établir le niveau à chaque station. On ne doit point parler dans les grandes distances où la voix se perd facilement ; des signes dont on conviendra, feront connoître tout ce qu’on voudra dire ; si en alignant un jalon sur une ligne, il verse du côté gauche, il faut montrer avec la main, en la menant du côté droit, que ce jalon doit être redressé du côté droit ; comme aussi en haussant ou baissant la main, signifier qu’il faut baisser ou hausser un jalon.
Faites choix d’un tems doux sans vent, sans pluie, ni grand soleil ; toutes choses qui nuisent à la vue par les réfractions, qui causent bien des différences en haussant ou abaissant le rayon visuel ; un tems un peu sombre & couvert est plus favorable pour niveler, & les yeux découvrent plus facilement les objets éloignés.
Outre les jalons qui servent dans un nivellement fait en plat pays, il faut avoir encore des perches de 12 à 15 piés de long, pour mesurer par station la pente des montagnes ; les uns & les autres seront garnis par en-haut de cartons blancs coupés à l’équerre & immobiles.
Pour opérer, on établit le niveau suivant ce qui est dit au mot Niveau ; on se met à quelque distance du niveau comme à trois ou quatre piés ; on pose l’œil & on s’aligne sur la surface de la liqueur comprise dans les fioles, qui conduit votre rayon visuel AAA, voyez les Pl. suivant lequel on fait arrêter à la distance requise un jalon ou une perche, par des hommes qui les haussent ou les baissent jusqu’à ce que le carton se trouve juste à cette ligne de mire. Quand le niveleur a déterminé un point entre deux grandes perches avec un jalon portatif & garni de carton, on le marque à fleur de ce carton avec de la craie blanche ou noire sur les grandes perches. Il faut toûjours observer de partir d’un endroit déterminé & remarquable, afin qu’on puisse se régler là-dessus, & tenir le pié de l’instrument toûjours de la même hauteur dans toutes les stations, pour éviter l’embarras de soustraire des élévations différentes ; une mesure de quatre piés convient assez par-tout.
Premiere pratique. Niveler un terrein de 250 toises de longueur, sur cinq piés & demi de pente ; ce qui s’appelle un nivellement simple.
Soit les deux points donnés A & B, voyez les Pl. établissez l’instrument dans le milieu de ces deux distances, comme en C, posez un jalon garni d’un carton en A, & faites le hausser ou baisser, suivant la superficie des liqueurs comprises dans vos fioles, c’est-à-dire, jusqu’à ce qu’il se trouve juste à la ligne de mire DD ; retournez-vous ensuite sur l’autre terme du nivellement vers B, & posez une perche ou jalon de la même maniere que l’autre ; ensuite mesurant celui des jalons, dont la place est déterminée, tel que celui A, d’où vous êtes parti, prenez-en la hauteur depuis le pié jusqu’y compris le carton, laquelle est ici supposée de 4 piés, & reportez sur celui B la même mesure de 4 piés en contre-bas ; si ce dernier jalon ou perche B, déduction faite des 4 piés, a 9 piés & demi de haut, la pente sera de 5 piés & demi du point A à celui B.
Seconde pratique. Niveler une longueur de 800 toises, où il se trouve une gorge & un contre-soulevement sur 12 piés de pente, ce qui s’appelle un nivellement composé.
Soit à mesurer une grande distance, telle que la chûte de la montagne A (fig. 3.) jusqu’en B, avec la sujétion de commencer en A, où est le bâtiment, choisissez le chemin le plus commode & le moins inégal d’A en B, en le coupant en cinq stations ; établissez le niveau au point A, & dirigez-le vers B, où il sera nécessaire de planter un jalon pour mieux aligner ; faites tenir une perche à la distance d’environ 100 toises du bâtiment, comme en C supposé de 16 piés de haut, dont vous diminuerez la hauteur du pié du niveau jusqu’à la superficie de l’eau, laquelle est supposée de 4 piés, les 12 piés restant seront l’élévation du point A sur celui C ; transportez ensuite le niveau à pareille distance de C, c’est-à-dire à 100 toises par delà, comme en E, & dirigez le sur la perche CD, où vous marquerez en F avec de la craie le coup de niveau, retournez-vous sur l’autre terme qui sera à 100 toises par-delà l’instrument, comme en G, & faites-y mettre la perche GH suivant la ligne de mire II, & vous diminuerez en contre bas les 4 piés de la hauteur du niveau : ainsi des 12 piés qu’on suppose qu’a cette perche, il reste 8 piés de baissement. On posera à la troisieme station le niveau dans le milieu du ventre ou gorge K de 250 toises, & se retournant successivement sur les deux perches GH & LM, qu’on aura eu soin de faire poser sur l’alignement, on donnera deux coups de niveau, dont le premier se trouvant au pié de la perche GH, & dans la ligne de mire K, ne donnera rien à compter ; le second donnera deux piés de haussement en L, que vous marquerez avec de la craie sur la perche LM ; reportez ensuite le niveau en O, qui est le milieu du quatrieme alignement de 90 toises, vous donnerez deux coups de niveau sur les perches posées en LM & NP ; & ayant diminué les 4 piés de l’instrument sur la perche M, qui a 10 piés de long, dont deux ont déja été marqués dans le dernier nivellement, il en reste 8, dont 4 pour la hauteur de l’instrument ; ce sera 4 piés de reste, qu’il faut marquer pour le haussement du niveau : enfin ayant établi le niveau en Q au milieu de ce terme qui est de 160 toises, diminution faite des 4 piés de la hauteur de l’instrument sur la perche PN, on trouve 2 piés de haussement du niveau ; faites ensuite une table fig. 4. où seront marqués dans une colonne tous les haussemens du niveau, & les baissemens dans une autre ; on trouvera à la premiere station 12 piés de baissement, huit à la seconde, 2 de haussement à la troisieme, 4 de haussement à la quatrieme, & deux de haussement à la cinquieme & derniere station ; ajoutez ensemble les haussemens, & faites une autre somme des baissemens ; soustrayez l’une de l’autre, c’est-à-dire, la petite de la grande, le reste sera leur différence, qui sera l’évaluation du point A sur celui B, qui est de 12 piés, suivant la table : ainsi une source trouvée sur la montagne au point A, qui sera conduite en B, aura 12 piés de pente.
Troisieme pratique. Niveler la descente d’un côteau sans gorge ni remontée.
Soit le regard A fig. 5. d’une source trouvée sur le haut d’un côteau, d’où l’on veut conduire l’eau au bassin B, & savoir quelle hauteur aura le jet d’eau, posez le niveau au bord du regard A ; établissez-le suivant ce qui a été dit ci-dessus, & pointez le vers le bas B ; faites tenir une perche à quelque distance du niveau, comme en C, en la faisant hausser ou baisser, jusqu’à ce que le haut du carton se trouve juste à la ligne de mire DD, vous prendrez ensuite la hauteur qu’il y a depuis la superficie de l’eau du regard A jusqu’à la liqueur comprise dans les fioles, que vous diminuerez & marquerez en contre bas sur la perche C, en commençant par en-haut ; on comptera ce qui reste d’E en C, supposé ici de 4 piés : ayez un papier où vous chifrerez cette premiere station du nivellement & les cinq autres suivantes ; faites ôter cette perche C ; & à l’endroit où étoit son pié, reportez le niveau que vous établirez pour la seconde opération, comme vous avez fait dans la premiere, & ensuite par plusieurs stations de C en F, d’F en G, de G en H, d’H en I, d’I en K, vous viendrez à l’endroit B, où doit être la fontaine jaillissante. Vous supputerez toutes les mesures chiffrées sur votre papier à chaque station, comme d’A en C 3 piés, de C en F 6 piés, d’F en G 5 piés, de G en H 8 piés, d’H en I 6 piés, d’I en K 4 piés. La diminution de la hauteur de l’instrument réglée à quatre piés ayant été faite à chaque station, ce qui a été marqué en contre bas sur les perches suivant le rayon visuel, on aura en tout, en ajoutant ensemble toutes ces sommes, 32 piés pour la pente générale, depuis le regard A jusqu’à la fontaine B, qui s’élevera presqu’aussi haut, si la sortie de l’ajutage est proportionnée au diametre de la conduite, & qu’il y ait suffisamment de charge dans le regard A pour donner de la force au jet.
Ces trois pratiques renferment toutes les difficultés qui se peuvent rencontrer dans la maniere de niveler les eaux ; il ne s’agit que de se les rendre familieres.
On sera sûr d’avoir bien nivelé un terrein proposé, lorsqu’en recommençant l’opération en sens contraire, on retrouvera les mêmes hauteurs & les mêmes mesures, ce qui fera juger si la source peut parvenir à l’endroit où l’on se propose de l’élever.
Il pourroit quelquefois arriver que quoiqu’un nivellement fût exact, l’eau ne monteroit pas toujours à la hauteur requise, après que la conduite seroit posée ; ce qui ne peut être attribué qu’aux frottemens causés dans les coudes & jarrets des tuyaux, & dans les contre-foulemens inévitables aux longues conduites, dont les jets diminuent de hauteur, à proportion qu’ils s’éloignent des réservoirs. Le meilleur remede à tous ces accidens est d’avoir toujours un peu plus de pente qu’il ne faut, afin qu’elle suffise pour arriver au point proposé. (K)
La figure 9 d’arpentage fait voir que la ligne de vrai niveau BCF est une ligne courbe, différente de la ligne de niveau apparent BCE. Dans cette figure A est le centre de la terre, & BCE une tangente de la terre au point B.
Les figures 10 & 11 représentent des opérations de nivellement relatives à l’arpentage. Ces figures n’ont pas besoin d’explication pour celui qui aura lu l’article précédent ; on y reconnoîtra facilement le niveau, les jalons & les cartons dont les niveleurs se servent. La premiere figure appartient au nivellement simple, la seconde au nivellement composé. (E)