Histoire du théodolite

Le théodolite est un instrument de mesure d'angles verticaux et horizontaux, utilisé dans les réseaux de triangulation. Il ressemble à une petite lunette et s'emploie sur les chantiers, les points routiers, etc. (source : « Angular Point of View », noaa.gov). Il mesure les angles selon les principes de la trigonométrie et aide les géomètres à établir des positions précises.

Principes géométriques

• En géométrie, connaissant certains angles et longueurs d'un triangle, on peut calculer les inconnus. Données de départ : coordonnées planes (x,y) ou latitude/longitude. En mesurant angles et distances (côtés du triangle), on détermine de nouvelles coordonnées.

Caractéristiques

• Les géomètres utilisent la triangulation (série de triangles connectés pour mesures d'angles et distances). Les triangles connectés servent à établir longitudes et latitudes (source noaa.gov). Pour la précision requise, ils utilisent des théodolites.

Histoire ancienne

• La mesure d'angles pour la construction remonte à des siècles. Les Égyptiens utilisaient la groma, ancêtre du théodolite, pour bâtir les pyramides. Les Romains employaient la dioptra (disque circulaire gradué). En 1571, Leonard Digges inventa un dispositif plus proche du théodolite moderne, le theodolitus : cercle divisé et carré avec compas central, mais sans télescope (source : « Brief History of Turning Angles », noaa.gov).

Histoire moderne (XVIIIe siècle)

• Le télescope monté sur l'instrument apparaît vers le milieu des années 1700. L'appareil comporte un cercle horizontal et un demi-cercle vertical. Les premiers théodolites étaient des œuvres d'art : laiton façonné à la main, angles gravés manuellement. Leur marge d'erreur était significative, limitée par la précision du graveur. Une erreur d'une seconde d'angle se traduisait par une erreur d'un pied (30 cm) à 40 miles (64 km).

Histoire récente

• En 1773, Jesse Ramsden inventa un moteur de division mécanique permettant une plus grande précision et une production en série. L'Angleterre devint leader de la fabrication. Les théodolites arrivèrent aux USA en 1815 à la demande de Thomas Jefferson, pour Ferdinand Hassler (Superintendent of the Coast Survey). Ils restèrent inchangés jusqu'aux années 1950, avec l'adoption de la mesure de distance électronique (EDM).