S. m. (Arpentage) instrument propre à tirer une ligne parallèle à l'horizon, et à la continuer à volonté, ce qui sert à trouver la différence de hauteur de deux endroits, lorsqu'il s'agit de conduire de l'eau de l'un à l'autre ; de dessécher des marais, etc. ce mot vient du latin libella, verge ou fleau d'une balance, laquelle pour être juste doit se tenir horizontalement.
On a imaginé des instruments de plusieurs espèces et de différentes matières pour perfectionner le nivellement ; ils peuvent tous, pour la pratique, se réduire à ceux qui suivent.
Le niveau d'air est celui qui montre la ligne de niveau par le moyen d'une bulle d'air enfermée avec quelque liqueur dans un tuyau de verre d'une longueur et d'une grosseur indéterminées, et dont les deux extrémités sont scellées hermétiquement, c'est-à-dire fermées par la matière même du verre, qu'on a fait pour cela chauffer au feu d'une lampe. Lorsque la bulle d'air vient se placer à une certaine marque pratiquée au milieu du tuyau ; elle fait connaître que le plan sur lequel la machine est posée est exactement de niveau ; mais lorsque ce plan n'est point de niveau, la bulle d'air s'élève vers l'une des extrémités. Ce tuyau de verre peut se placer dans un autre de cuivre, qui a dans son milieu une ouverture, au moyen de laquelle on observe la position et le mouvement de la bulle d'air ; la liqueur, dont le tuyau est rempli, est ordinairement ou de l'huîle de tartre, ou de l'eau seconde, aqua secunda, parce que ces deux liqueurs ne sont sujettes ni à se geler, comme l'eau ordinaire, ni à la raréfaction et à la condensation, comme l'esprit de vin.
On attribue l'invention de cet instrument à M. Thevenot.
Le niveau d'air avec pinnules n'est autre chose que le niveau d'air perfectionné, auquel on a ajouté quelques pièces pour le rendre plus commode et plus exact : cet instrument est composé d'un niveau d'air (Pl. d'Arpent. fig. 4.) d'environ 8 pouces de long, et de 7 à 8 pouces de diamètre ; il est renfermé dans un tuyau de cuivre, avec une ouverture au milieu : les tuyaux sont placés dans un conducteur ou une espèce de règle droite d'une matière solide, et longue d'un pied, aux extrémités de laquelle il y a des pinnules exactement perpendiculaires aux tuyaux et d'égale hauteur ; elles sont percées chacune d'une ouverture carrée, où sont deux filets de cuivre qui se croisent à angles droits, et au milieu desquels est pratiqué un très-petit trou, pour voir à travers le point auquel on veut viser. Le tuyau de cuivre est attaché au conducteur au moyen de deux vis, dont l'une sert à élever et à abaisser le tube à volonté pour le mettre de niveau. Le haut de la boule ou du bec est rivé à un petit conducteur qui saille en haut, dont un des bouts est attaché à vis au grand conducteur, et l'autre est garni d'un vis 5, qui sert à élever et à abaisser l'instrument. Cet instrument est pourtant moins commode qu'un autre dont nous allons parler, parce que, quelque petits que soient les trous, ils font cependant apercevoir toujours un trop grand espace pour qu'il soit possible de déterminer précisément le point de niveau.
Le niveau d'air avec lunettes (Pl. d'Arp. fig. 5.) est semblable au précédent, avec cette seule différence qu'au lieu de simples pinnules, il est garni d'un télescope qui le rend propre à déterminer exactement ce point de niveau à une grande distance.
Le télescope est dans un niveau de cuivre d'environ 15 pouces de long, attaché au même conducteur que le niveau ; par l'extrémité du tube du télescope, on fait entrer le petit tube, qui porte le verre oculaire, et un cheveu placé horizontalement dans le foyer du verre objectif 2 ; on peut faire avancer et reculer ce petit tuyau, afin que le télescope soit propre à différentes vues ; à l'autre extrémité du télescope est placé le verre objectif ; la vis 3 sert à élever ou à abaisser la petite fourchette qui porte le cheveu, et à le faire cadrer avec la bulle d'air, lorsque l'instrument est de niveau : la vis 4 sert à faire cadrer la bulle d'air avec le télescope, et tout l'instrument s'ajuste sur un genou.
On regarde M. Huygens comme l'inventeur de ce niveau, qui a l'avantage de pouvoir se retourner, ce qui sert à en vérifier les opérations ; car si après que l'instrument a été retourné, le cheveu coupe toujours le même point qu'auparavant, c'est une preuve certaine de la justesse de l'opération.
On doit remarquer ici qu'on peut ajouter un télescope à telle espèce de niveau qu'on voudra, lorsqu'il sera question de prendre le niveau d'objets fort éloignés : il ne faut pour cela qu'appliquer une lunette sur la base ou parallèlement à la base.
Le niveau simple a la forme d'une équerre dont les deux branches sont d'égale longueur. A leur intersection est un petit trou d'où pend une corde avec un petit plomb qui bat sur une ligne perpendiculaire au milieu d'un quart de cercle qui joint les extrémités des deux branches : ce quart de cercle est souvent divisé en 90 degrés, ou plutôt en 2 fois 45 degrés pour en marquer le milieu, voyez fig. 6. lettre F. On peut faire usage de cet instrument en d'autres circonstances que celles de l'artillerie ; pour s'assurer, par exemple, si un plan est de niveau, il faut pour cela placer les extrémités de ses deux jambes sur le plan, et le tenir de façon que la corde rase le limbe du quart de cercle. Si elle bat alors exactement sur la division du milieu de ce quart de cercle, on en pourra conclure avec certitude que le plan est de niveau.
Le niveau des Charpentiers et des Paveurs est une longue règle, au milieu de laquelle est ajustée à angles droits une autre plus petite, qui porte vers le haut un fil avec un plomb, lequel lorsqu'il bat sur une ligne de foi perpendiculaire à la base, marque que la base est horizontale.
Ce niveau et celui des Maçons, quoique très-communs, sont regardés comme les meilleurs pour les bâtiments ; mais leurs opérations ne peuvent s'étendre qu'à de très-petites distances.
Le niveau des Canonniers, ou celui dont on se sert pour niveler les canons et les mortiers, est un instrument (Pl. d'Arpent. fig. 8.) qui est composé d'une plaque triangulaire, haute d'environ 4 pouces, au bas de laquelle est un arc de cercle de 45 degrés divisé en degrés ; ce nombre de degrés étant suffisant pour la plus grande hauteur à laquelle on élève les canons et les mortiers, et pour donner aux coups la plus grande portée. Au centre de ce segment de cercle est attachée à vis une pièce ou espèce d'alidade de cuivre, laquelle par le moyen de la vis, peut se fixer ou se mouvoir à volonté ; l'extrémité de cette pièce de cuivre est faite de façon à pouvoir porter un petit plomb ou index qui marque les différents degrés d'élévation de la pièce d'artillerie ; cet instrument a aussi un pied de cuivre qui se place sur le canon ou mortier, et qui fait prendre à tout l'instrument une situation verticale quand la pièce est horizontale.
L'usage de ce niveau se présente de lui-même, et consiste à placer le pied de l'instrument sur la pièce à laquelle on veut donner un certain degré d'élévation, de manière que l'index tombe sur le nombre de degrés proposés.
Le niveau des Maçons est composé de trois règles, qui forment en se joignant un triangle isocele rectangle assez ressemblant à la lettre romaine A ; du sommet pend une corde qui porte un plomb, et qui lorsque le plan sur lequel est appliqué le niveau se trouve horizontal, vient battre exactement sur une ligne de foi marquée dans le milieu de la base, mais qui décline de cette ligne lorsque la surface en question est plus basse d'un côté que d'un autre.
Le niveau à plomb ou à pendule est celui qui fait connaître la ligne horizontale au moyen d'une ligne verticale décrite par son plomb ou pendule. Cet instrument (Pl. d'Arpent. fig. 6.) est composé de deux jambes ou branches qui se joignent à angles droits, et dont celle qui porte la corde ou le plomb a environ un pied et demi de long : cette corde est attachée au haut de la branche ; le milieu de la branche où passe le fil est évidé, afin que la corde puisse pendre librement de tous côtés, excepté vers le bas de la jambe, où se trouve une petite lame d'argent, sur laquelle est tracée une ligne perpendiculaire au télescope. Cette cavité pratiquée dans l'une des jambes de l'instrument est couverte de deux pièces de cuivre qui en font comme une boite, pour empêcher que l'impression du vent ne se fasse sentir à la corde ; c'est pourquoi la lame d'argent est couverte d'un verre G, pour pouvoir reconnaître quand le plomb bat sur la perpendiculaire. Le télescope est attaché à l'autre branche ou jambe de l'instrument ; il a environ deux pieds de long, et est garni d'un cheveu placé horizontalement, qui traverse le foyer du verre objectif, et qui détermine le point de niveau lorsque le fil et le plomb battent sur la ligne tracée sur la bande d'argent.
Cet instrument tire toute sa justesse de la précision avec laquelle on met le télescope à angles droits sur la perpendiculaire. Il a un genou par le moyen duquel il se soutient sur son pied ; l'invention en est attribuée à M. Picard.
Le niveau de réflexion est celui que forme une surface d'eau assez étendue, laquelle représentant renversés les mêmes objets que nous voyons naturellement droits, est par conséquent de niveau avec le point où l'objet et son nuage paraissent seuls s'unir : il est de l'invention de M. Mariotte.
Il y a encore un autre niveau de réflexion fait d'un miroir d'acier ou d'autre matière semblable, bien poli et placé un peu devant le verre objectif d'un télescope suspendu perpendiculairement, et avec lequel il doit faire un angle de 45 degrés ; auquel cas la direction perpendiculaire d'un télescope se changera en horizontale, ou en ligne de niveau, c'est-à-dire que les rayons qui seront réfléchis du miroir dans la lunette verticale, devront être situés horizontalement : ce niveau est de l'invention de M. Cassini.
Le niveau de M. Huygens est composé d'un télescope, Pl. d'Arpentage, fig. 7. n°. 2. en forme de cylindre qui passe par une virole où il est arrêté par le milieu : cette virole a deux branches plates b b, l'une en haut, l'autre en-bas ; au bout de chacune de ces deux branches est attachée une petite pièce mouvante, en forme de pince, dans laquelle est arrêtée une soie assez forte, et passée en plusieurs doubles dans un anneau ; l'un de ces anneaux sert à suspendre le télescope à un crochet placé à l'extrémité de la vis 3 ; à l'autre anneau est suspendu un poids assez pesant, pour tenir le télescope en équilibre. Ce poids est suspendu dans la boète 5, qui est remplie d'huîle de lin, de noix, ou d'autres matières, qui ne se figent pas aisément, afin de mieux arrêter les balancements du poids et du télescope. Cet instrument est chargé de deux télescopes, fort près l'un de l'autre et exactement parallèles, et placés à contre sens l'un de l'autre, afin qu'on puisse voir des deux côtés, sans retourner le niveau. Au foyer de l'objectif de chaque télescope il doit se trouver un petit cheveu tendu horizontalement, et qui puisse se lever et s'abaisser suivant le besoin, par le moyen d'une petite vis. Si le tube du télescope ne se trouve point de niveau lorsqu'on le suspend, on y met au-dessus un anneau ou virole 4, et on l'y fait couler jusqu'à ce qu'il se soit mis de niveau. Le crochet auquel l'instrument est suspendu, est attaché à une croix plate de bois, laquelle porte à l'extrémité de chacun de ses bras d'autres crochets, qui servent à garantir les télescopes d'une trop grande agitation dans les différents usages qu'on en peut faire, ou quand on les transporte d'un lieu en un autre. Cette croix de bois est renfermée dans une autre croix qui sert comme de caisse à l'instrument, mais dont on laisse les deux extrémités ouvertes, afin que le télescope puisse être garanti des injures du temps, et qu'il soit toujours en état de servir. Le pied de l'instrument est une plaque de cuivre ronde, à laquelle sont attachées trois viroles à charnières, dans lesquelles sont placés trois bâtons qui forment le pied sur lequel se place la boète.
NIVEAU A EQUERRE, est un instrument qui fait l'office d'un niveau, d'une équerre, d'une règle à jambes. Voyez NIVEAU, etc.
Cet instrument qui est représenté dans la Pl. d'Arpentage, fig. 22. est composé de deux branches, larges environ d'un pouce, qui s'ouvrent et qui se ferment comme une règle à deux jambes.
Chacune de ces branches est percée dans le milieu pour recevoir une espèce de langue, ou une pièce de cuivre fort mince, attachée à l'une des deux ; moyennant laquelle ces deux branches peuvent être appliquées l'une à l'autre exactement. L'usage de cette langue consiste en ce que, si l'on place son extrémité dans la branche où elle n'est pas attachée, et où il y a une cheville qui la tient ou l'arrête, les deux branches seront alors à angles droits. On met pareillement sur la tête de cet instrument une pièce de cuivre carrée, avec laquelle l'instrument tient lieu d'une équerre ; au bas de l'angle de la pièce de cuivre est un petit trou, auquel est attachée une petite corde avec un plomb : cette corde tombant le long d'une ligne perpendiculaire, tracée sur la langue ou pièce de cuivre, fait voir si l'instrument est de niveau ou non, quand on l'applique sur quelque chose que ce puisse être. Chambers. (E)
NIVEAU, (Hydraulique) le niveau dont on se sert dans l'hydraulique est ordinairement un niveau d'eau à fioles, qui est un grand tuyau de fer-blanc d'un pouce de grosseur, et de quatre pieds de long, voyez nos Pl. soutenu dans son milieu par deux liens de fer, et par une douille. Au milieu, et aux deux extrémités, sont soudés trois bouts de tuyaux qui se communiquent, et dans lesquels on met des fioles de verre du même diamètre qui y sont jointes avec de la cire ou du mastic. On remplit le tout d'une eau rougie avec du vinaigre ou du vin, pour qu'elle puisse mieux se distinguer de loin.
On a perfectionné cet instrument en écartant d'environ deux lignes le tuyau du milieu de l'alignement des autres, ce qui sert de pinnules et dirige beaucoup mieux le rayon visuel.
Pour établir cet instrument sur le terrain, on met dans la douille qui est dessous le tuyau, un bâton pointu que l'on fiche en terre, et on assure le niveau le plus droit qu'il est possible, en le pointant du côté où doit se faire le nivellement. Il y a même des instruments où il y a un plomb dessous pour le mettre parfaitement droit, d'autres où il y a un genou avec trois douilles, ce qui facilite de se retourner de tous sens, sans déplacer l'instrument. Quant à la manière d'opérer, voyez NIVELLEMENT. (K)