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 un instrument essentiel en topographie et en ingénierie.
Un théodolite 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.
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