Dioptra

Une dioptra est un instrument astronomique classique et un instrument d'arpentage, datant du III^e siècle. Le dioptra est un tube de visée ou, à défaut, une tige avec un œilleton à ses deux extrémités, attaché à un pied fixe. S'il est muni d'un rapporteur, il pourrait être utilisé pour mesurer les angles.

La dioptra est également appelé Dioptre, à ne pas confondre avec la dioptre qui est une surface utilisée en optique.

Principe

• Le premier Dioptra était un simple instrument de visée horizontal (fig. A), constitué d’un triangle isocèle dont la base sert de visée. La pointe, jonction des deux côtés égaux, est positionnée en bas et sert de repère au fil à plomb. Lorsque celui-ci est dans l’alignement de la pointe, la visée à travers les deux œilletons est parfaitement horizontale.
• La première évolution, due à l’ingénieur Héron d'Alexandrie, fut de remplacer ce triangle par un demi-disque gradué comme un rapporteur (fig. B). Le système est fiché dans le sol après avoir déterminé le niveau grâce au fil à plomb, puis la rotation de la réglette permet de choisir l’angle désiré, toujours en fonction du fil à plomb.
• Une seconde évolution (fig. C), fut l’adjonction dans le plan horizontal d’un second disque, gradué à 360°, qui permit d’obtenir deux orientations angulaires précises.

Usage

Les astronomes grecs utilisaient la dioptra pour mesurer la position des étoiles; Euclide et Geminus se sont référés à la dioptra astronomique dans leurs œuvres. Au temps de Ptolémée (II^e siècle de notre ère), il est devenu obsolète comme un instrument astronomique et a été remplacé par la sphère armillaire.

La dioptra a continué à être utilisée comme un moyen efficace en arpentage. Adaptée à l'arpentage, la dioptra est similaire à la théodolite du topographe du XVI^e siècle. Il s'agit d'une version plus précise de la groma.

La dioptra a été assez sophistiquée pour permettre, par exemple, de construire un tunnel par l'intermédiaire de deux points opposés dans une montagne. Il y a une certaine spéculation qu'il ait pu être utilisé pour construire l’ aqueduc d'Eupalinos, "une des plus grandes réalisations techniques de l'Antiquité", un tunnel de 1036 mètres (4000 pieds) de long, creusé à travers le Mont Kastro sur l'île grecque de Samos, au VI^e  siècle av. J.‑C.. Tout un livre sur l'arpentage des constructions et de l'usage de la dioptra est porté au crédit de Héron d'Alexandrie. Héron a été "l'un des plus ingénieux ingénieurs et mathématiciens de l’histoire."

La dioptra a été largement utilisée sur des projets de construction d’aqueduc. Avec plusieurs vis de réglage sur les différentes parties de l'instrument, il était facile de l'étalonner pour des mesures très précises.

La dioptra a été remplacée comme un instrument d'arpentage par le théodolite.

Références et bibliographie

• (en) Michael Jonathan Taunton Lewis (2001), Surveying Instruments of Greece and Rome, Cambridge University Press, ISBN 0521792975
• (en) Lucio Russo (2004), The Forgotten Revolution: How Science Was Born in 300 BC and Why It Had To Be Reborn, Berlin: Springer. ISBN 3-540-20396-6.
• (en) Evans, J., (1998) The History and Practice of Ancient Astronomy, pages 34-35. Oxford University Press.

Liens internes

• Chorobate, Groma
• Arpenteurs romains
• Alidade

Sources

Traduit du site wikipédia anglais, Dioptra, le 29/09/08

Liens externes

• (en) Michael Lahanas, Heron of Alexandria, Inventions, Biography, Science
• (en) Tom M. Apostol (2004), The Tunnel of Samos, Engineering and Science, 64(4), 30-40

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