Brevet FR2656417A1 — publié le 19910628

Appareil de visée pour déterminer la direction d'un faisceau alumineux La présente invention concerne en général le pointage précis d'un faisceau lumineux afin de déterminer précisément les coordonnées angulaires de sa direction. Un tel pointage de faisceau lumineux est en particulier nécessaire quand un vélocimètre laser à franges est mis en oeuvre pour mesurer les composantes de la vitesse d'un écoulement turbulent dans une soufflerie. Un vélocimètre laser tridimensionnel mesure simultanément les trois composantes instantanées du vecteur vitesse locale dans des fluides. Dans un tel vélocimètre, le volume de mesure dans l'écoulement de fluide, liquide ou gazeux, est constitué par le croisement de six faisceaux laser focalisés. Pour calibrer le vélocimètre, il est nécessaire préalablement de déterminer les directions des composantes de vitesse à mesurer par rapport à la soufflerie et également de déterminer l'interfrange d'interférence pour chaque composante de vitesse mesurée, lequel dépend de l'angle entre les deux faisceaux laser relatifs à cette composante. L'appareil de visée selon l'invention est notamment destiné à déterminer les coordonnées angulaires de chacun des faisceaux laser du vélocimètre par rapport au référentiel de la soufflerie. Actuellement, un appareil précis de visée est constitué par un théodolite incluant d'une manière connue un objectif et une mire réticulée solidaires d'un support et montée coaxialement à un axe de visée, une première platine sur laquelle est monté à rotation ledit support autour d'un premier axe de rotation, dit axe de site, et une seconde platine sur laquelle est montée à rotation la première platine autour d'un second axe de rotation dit axe azimutal. Chacune des platines est graduée angulairement afin de relever avec une très grande précision l'orientation de l'axe de visée du support formant la lunette du théodolite. Après réglage du théodolite pour viser l'infini, la mire est située dans le plan focal de l'objectif. Deux rayons laser parallèles à l'axe de visée de l'objectif traversent le centre de la mire. Un oculaire du théodolite monté en arrière de la mire sur la lunette, permet de projeter sur un écran, tel qu'une feuille de papier, aussi bien l'ensemble réticulaire de la mire que la trace de chaque faisceau laser, c'est-à-dire une section transversale de celui-ci dans le plan de la mire. Un opérateur constate alors la position relative de la trace du faisceau laser par rapport au centre de la mire, et en conséquence, ajuste le site et l'azimut de l'axe de visée de la lunette afin de positionner la trace du faisceau laser sensiblement au centre de la mire. Les coordonnées angulaires du faisceau incident sont ainsi déterminées. Avec un théodolite informatisé connu, les coordonnées numériques angulaires de chaque faisceau laser ainsi visé sont obtenues directement avec une résolution de mesure de 0,2 secondes d'arc, soit 10-6 radian. Ensuite, à l'aide d'un logiciel mathématique approprié, les trois interfranges sont calculées en fonction de l'écart angulaire entre les deux faisceaux de chacun des trois couples, et sont également calculées la matrice de passage du repère du vélocimètre au repère de la soufflerie, ainsi que d'autres indications numériques utiles à l'opérateur pour la mise en place du vélocimètre laser. Sachant que le faisceau laser est focalisé dans le volume de mesure, celui-ci diverge sensiblement en direction de la lunette de visée du théodolite et présente donc une divergence de l'ordre de 10-3 radians.L'angle O entre deux faisceaux sécants pour la mesure de l'une des composantes de la vitesse, angle qui sert selon la formule i = A/(2sin C8/2)) au calcul de l'interfrange i pour une longueur d'onde k du laser, et de l'ordre de 3.10-2. En admettant qu'un opérateur soigneux centre la tache laser sur la mire avec une précision d'1/î0ème du diamètre de la tache, l'incertitude de mesure de l'interfrange est : Cette incertitude de mesure de l'interfrange de 6.10-3 est néanmoins relativement élevée, puisqu'elle résulte du centrage de la tache du faisceau laser par rapport à la mire, opération tout à fait subjective et variant d'un opérateur à l'autre. En outre la visée oculaire telle que la projection du faisceau laser et de la mire sur un petit écran n'est pas sans risque pour la vue de l'opérateur. La mire utilisée dans les théodolites connus est une mire à réticules en croix ce qui oblige l'opérateur à fixer intensément le faisceau laser afin d'en déterminer son centre et le rapprocher au point d'intersection des deux réticules croisés. Il est manifeste qu'une telle observation risque de dégrader encore la vue de l'opérateur. La présente invention a pour but de fournir un appareil de visée de faisceau lumineux remédiant aux inconvénients précédents, et particulièrement améliorant la précision du pointage de la direction d'un faisceau lumineux d'un facteur 10 par rapport à la technique antérieure. A cette fin, un appareil de visée conforme à l'invention pour déterminer la direction (site et azimut) notamment d'un faisceau incident lumineux, comprenant un support contenant un objectif et une mire de visée disposés coaxialement à un axe de visée, des premiers moyens de rotation pour faire tourner ledit support autour d'un premier axe de rotation, et des seconds moyens de rotation pour faire tourner lesdits premiers moyens de rotation autour d'un second axe de rotation perpendiculaire au premier axe de rotation, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens fixés partiellement sur ledit support et recevant une section transversale dudit faisceau à travers l'objectif et la mire pour déterminer les coordonnées du barycentre énergétique de ladite section de faisceau dans un repère déterminé par rapport à l'axe de visée. La détermination des coordonnées du barycentre énergétique de la section de faisceau, en l'occurrence du barycentre d'une tache du faisceau tombant sur une face photosensible d'une cellule photodétectrice, permet d'en déduire très précisément les coordonnées angulaires de la direction du faisceau lumineux incident. En effet, par exemple, lorsque le support d'objectif et de mire et les moyens de rotation sont inclus dans un théodolite, le centrage du barycentre énergétique de la section de faisceau sur la face photosensible de la cellule correspond à l'alignement de l'axe de visée du théodolite avec le faisceau, et permet donc la lecture du site et de l'azimut du faisceau.Comme on le verra dans la suite, le rapprochement du barycentre énergétique de la section de faisceau par rapport au centre de la face photosensible de la cellule et donc du rapprochement de l'axe de visée du théodolite vers celui du faisceau incident peut être obtenu par réglage manuel en site et en azimut, ou de préférence par commande asservie automatique de rotation en site et en azimut au moyen d'un calculateur relié à la cellule photodétectrice. Lors d'un réglage manuel des site et azimut, l'opérateur n'a plus à apprécier le centrage d'un faisceau plus ou moins circulaire par rapport à une croix réticulaire, mais peut simplement, par exemple, aligner les aiguilles de deux galvanomètres sur leur marque zéro, ces galvanomètres indiquant des tensions dépendantes des coordonnées du barycentre énergétique du faisceau. L'invention prévoit diverses réalisations des moyens pour déterminer les coordonnées du barycentre. Selon une première réalisation, les moyens pour déterminer comprennent une cellule photodétectrice ayant une face photosensible centrée par rapport à des axes du repère et fournissant des tensions représentatives des coordonnées de barycentre de la touche, des moyens pour comparer les tensions fournies par la cellule et représentatives de l'énergie dans ladite section de faisceau, et des moyens pour indiquer les coordonnées du barycentre de la tache lumineuse en fonction du résultat des comparaisons de tension. Selon une seconde réalisation, les moyens pour déterminer comprennent une pluralité de photodétecteurs disposés dans ledit repère et localisés respectivement en correspondance avec des couples de cordonnées dans ce repère, des moyens pour comparer des tensions fournies par les photodétecteurs et représentatives de l'énergie dans ladite section du faisceau afin de déterminer le photodétecteur ayant reçu le plus d'énergie, et des moyens pour indiquer les coordonnées du détecteur ayant reçu le plus d'énergie. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil comprend un système optique pour renvoyer le faisceau incident lumineux à partir de la mire vers une face photosensible incluse dans les moyens pour déterminer les coordonnées du barycentre et de préférence positionnée perpendiculairement à l'axe de visée. En particulier, le système optique comprend un premier miroir pour réfléchir le faisceau incident ayant traversé la mire suivant un second axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de visée, une lentille ayant pour axe optique ledit second axe et qui conjugue le plan de la mire et la face photosensible de la cellule photodétectrice, et un second miroir sécant audit second axe et réfléchissant le faisceau lumineux en direction de la face photosensible. Les miroirs et la lentille du système optique sont disposés d'une manière amovible dans une monture de préférence en coude, elle-même fixée au support d'objectif. Ainsi, à partir de la mire, le faisceau laser est guidé vers la cellule photodétectrice située dans le plan image de la mire, ce qui évite tout trajet aléatoire d'un faisceau laser entre le théodolite et l'écran, par exemple sous la forme de la face photosensible de la cellule. Ces conditions contribuent à la sécurité des opérateurs. Le renvoi du faisceau laser dans une direction opposée à son incidence dans la monture confère un caractère compact à l'ensemble composé de la monture et de la lunette de visée sur laquelle est montée la monture, et en outre, permet de ne pas modifier sensiblement l'équilibre de la lunette de visée du théodolite par rapport à l'axe de rotation en site. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système optique comprend une lame semi-transparente de préférence disposée entre le second miroir et la face photosensible de la cellule pour prélever, dans le faisceau incident, un faisceau de faible intensité à observer à travers un verre dépoli afin de centrer grossièrement le faisceau dans la lunette. Ce centrage s'effectue par rapport à plusieurs réticules circulaires de la mire concentriques à l'axe de visée. La référence prise par l'opérateur n'est plus un petit point d'intersection de deux réticules mais l'un des cercles réticulaires par rapport à la périphérie de la tache. Il est à noter, que l'appareil de visée selon l'invention est utilisé pour centrer toute image de source lumineuse dans la mire avec une incertitude atteignant au moins la résolution de lecture d'un théodolite. L'appareil de visée est donc utilisable à d'autres domaines que la visée de faisceau laser et évite tout aveuglement de l'opérateur par la source lumineuse. D'autres avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels - la Fig. 1 est un bloc-diagramme schématique de la partie optoélectronique d'un appareil de visée conforme à l'invention - la Fig. 2 est une vue de côté longitudinal partiellement en coupe axiale le long de la ligne II-II de la Fig. 4 de la partie optoélectronique montée sur un théodolite en soi connu et montré en trait fin ; - la Fig. 3 est une vue de dessus de l'appareil montré à la Fig. 2 ; - la Fig. 4 est une vue partiellement en coupe de la face arrière de la partie opto-électronique prise le long de la coupe IV-IV de la Fig. 2 ;; - la Fig. 5 est une vue partiellement en coupe prise le long de la ligne transversale brisée V-V de la Fig. 2 ; - la Fig. 6 est une vue en coupe axiale à plus grande échelle détaillant le coude d'une monture de système optique de l'appareil montré à la Fig. 2 ; - la Fig. 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la Fig. 6 ; et - la Fig. 8 montre à très grande échelle des réticules circulaires d'une mire selon l'invention. En référence à la Fig. 1, on retrouve, dans un appareil de visée conforme à l'invention, la lunette d'un théodolite 1 défini par un axe de visée V'V. Le théodolite 1 comporte un objectif 11 propre à recevoir un faisceau lumineux, tel qu'un faisceau laser F, et une mire réticulée 12 centrée sur l'axe optique V'V de l'objectif 11. Après mise au point sur l'infini de l'objectif 11, la mire 12 est située dans le plan focal de l'objectif 11. En arrière de la mire, ici à droite dans la Fig. 1, l'appareil de visée comprend à la place d'un oculaire, un système optique de miroirs et lentille 2 disposé entre la mire 12 et une cellule photodétectrice 3. Le système optique 2 offre un grandissement sensiblement égal à l'unité, si bien que le plan objet dans lequel se trouve la mire 12 est conjugué avec le plan image dans lequel se trouve la face photosensible 30 de la cellule photodétectrice 3. La cellule 3 est reliée à deux galvanomètres 4X et 4Y à travers deux circuits électroniques 41X et 41Y assurant le filtrage, l'amplification et la normalisation des signaux reçus.Ces deux circuits 41X et 41Y appliquent respectivement aux galvanomètres 4X et 4Y des tensions VX et VY proportionnelles à l'abscisse BX et l'ordonnée BY du barycentre de puissance B d'une tache lumineuse TA provenant de l'impact d'un faisceau lumineux incident F sur la cellule photodétectrice 3 à travers l'objectif 11 et le système optique 2. Les coordonnées BX et BY sont relatives à un repère cartésien EX'X, Y'YI perpendiculaire à l'axe de visée V'V et donc défini par rapport à l'axe de rotation en site S'S et à l'axe de rotation en azimut A'A du théodolite 1.Les sorties électriques de la cellule photodétectrice 3 sont également reliées à un calculateur 5 à microprocesseur et clavier, servant notamment à calculer la direction du faisceau incident F par rapport à un repère de coordonnées autre que celui du théodolite, par exemple le référentiel d'une soufflerie traversée par le faisceau laser F, en tant que faisceau laser d'un vélocimètre à franges. Les différents éléments cités ci-dessus et inclus dans l'appareil de visée selon l'invention sont maintenant décrits en détail, particulièrement en référence aux Figs. 2 à 7 pour ce qui concerne les éléments mécaniques et optiques de l'appareil de visée. Comme montré schématiquement à la Fig. 2, le théodolite 1 est un théodolite informatisé connu, par exemple fabriqué par la société suisse WILD ou la société suisse KERN. La base du théodolite 1 comporte une platine azimutale 13 fixée par exemple en partie supérieure d'un trépied TR. La platine 13 est surmontée d'une couronne azimutale 14 qui est montée à rotation autour de l'axe azimutal A'A du théodolite. Cette couronne 14 supporte une platine de site 15 qui supporte un tableau de commande du théodolite et qui est par exemple sous la forme d'une tourelle surmontée de deux bras 151 formant chape ou d'un portique, comme montré à la Fig. 4. Entre les bras de la tourelle est monté à rotation horizontale autour de l'axe en site S'S du théodolite 1, un support cylindrique tubulaire 16 formant lunette de visée dont l'axe est aligné avec l'axe de visée V'V du théodolite perpendiculaire à l'axe S'S. En pratique, la platine 15 peut tourner de plus ou moins 1800 autour de l'axe normalement vertical A'A, et le support cylindrique 16 peut tourner autour de l'axe normalement horizontal S'S. Le débattement du support 16 est limité par l'encombrement de l'objectif et des éléments du théodolite, et est dans cet exemple, compris entre un angle en plongée de 500 environ et un angle en contre-plongée de 950 environ, comme montré en traits fins mixtes dans la Fig. 2.La platine 15 est munie sur chacun de ses axes de codeurs angulaires non représentés. Le support cylindrique 16 est un tube traversé par tout faisceau incident lumineux F sensiblement parallèle à l'axe de visée V'V. A l'extrémité amont du support cylindrique 16, ici à gauche dans la Fig. 2, est fixé sur l'objectif 11 par ergot 111, un barillet 112 comportant sur la face avant à partir de l'extérieur, un filtre 113. Le filtre 113 atténue l'intensité du faisceau incident F, particulièrement lorsque celui-ci est intense, tel qu'un faisceau laser. L'objectif 11 est en pratique composé de plusieurs lentilles, mobiles les unes par rapport aux autres, afin de focaliser convenablement le faisceau laser F dans le plan focal où se trouve la mire 12. Les trois axes A'A, S'S et V'V sont concourants sensiblement au centre de gravité du support 16, c'est-à-dire entre l'objectif et la mire, afin que le support 16 offre une faible inertie lors de sa rotation autour de l'axe S'S. De préférence, la mire de visée 12 comporte, en tant que réticules, plusieurs cercles concentriques à l'axe de visée V'V de manière à ne pas créer de diffraction sur le plan de réception de la cellule photodétectrice 3 quand la tache laser TA est centrée sur celle-ci et donc sur l'axe V'V . Comme montré à la Fig. 8, par exemple, des cercles réticulaires concentriques ayant des diamètres de 0,5 mm ; 1,5 mm ; 2,5 mm et 3 mm ont été gravés sur la lame transparente de la mire, en correspondance à des diamètres angulaires, vus du centre optique de l'objectif 11, égaux à 1,6.10-3 ; 4,8.10-3 ; 8.10-3 et 9,6.10-3 radian, pour une focale de l'objectif 11 du théodolite utilisé ici, égale à 300 mm. Cette gamme de diamètres de cercle correspond aux différentes divergences de faisceau laser que l'on rencontre couramment dans les essais, comprise entre 10-3 et 10-2. Comme montré à la Fig. 1, le système optique 2 comprend deux miroirs réfléchissants de renvoi 21 et 22, une lentille convergente biconvexe 23 disposée entre les deux miroirs et ayant des rayons de courbure typiquement de 27,7 mm, un séparateur de faisceau 24 et un verre dépoli 25. L'axe optique L'L de la lentille 23 est perpendiculaire à l'axe de visée V'V, si bien que le premier miroir 21 passe par le point de concours des axes V'V et L'L et est incliné à 450 par rapport à ces deux axes afin de renvoyer le faisceau laser incident F vers la lentille 23.De même l'axe optique 00' de la face 30 de la cellule photodétectrice 3 est perpendiculaire à l'axe optique L'L de la lentille 23, et est donc parallèle à l'axe de visée V'V, si bien que le second miroir 22 est centré sur le point de concours des axes L'L et 00' et incliné à 450 par rapport à ces axes, et forme un dièdre droit réflecteur avec le premier miroir 21. En pratique, selon la Fig. 2, les éléments 21, 22 et 23 du système optique 2 sont montés d'une manière amovible dans une monture spéciale 26. Cette monture a la forme d'un coude à 900 ayant un bras vertical 261 comportant un conduit cylindrique 263 aligné avec l'axe optique L'L et un autre bras horizontal 262 comportant un conduit cylindrique 264 coaxial avec l'axe 00'. Le bras 261 de la monture 26 prend ainsi la place de l'oculaire classique du théodolite 1. Comme montré particulièrement aux Figs. 4, 6 et 7, chacun des miroirs 12 et 22 est collé à l'extrémité biseautée à 450 210, 220 d'un doigt cylindrique 211, 221, lui-même fixé par l'intermédiaire d'une bride 212,222 à un moyeu-support creux 213,223 assujetti par vis dans 1' extrémité respective du bras 261. Ainsi les doigts 211 et 221 sont coaxiaux à l'axe L'L en regard et réglables en position ; le moyeu 213 est fixé à l'extrémité inférieure du bras 261, et le moyeu 223 est fixé à l'extrémité supérieure du bras 261, au niveau du coude à angle droit de la monture 26, comme montré à la Fig.2. La lentille convergente 23 est montée à l'extrémité supérieure d'un fourreau fileté 231 qui est vissé dans une bague cylindrique taraudée 232. Une embase externe de la bague 232 est plaquée par vis 233 contre la face verticale externe du bras de monture 261, du côté du premier miroir 21, et reçoit également par l'intermédiaire de vis 234 un couvercle 235 fermant le conduit 264 dans le bras supérieur horizontal 262, derrière le second miroir 22. Avant la fermeture du couvercle 235, la rotation du fourreau 231 dans la bague taraudée 232 permet d'ajuster la focalisation de la tache de laser TA sur le plan de réception 30 de la cellule photodétectrice 3 par rapport au plan focal de l'objectif 11 défini par la mire de visée 12. La monture 26 et le boîtier de la cellule photodétectrice 3, ici en forme de pavé, sont fixés sur le support cylindrique d'objectif 16 par l'intermédiaire d'une contre-plaque 27. Comme montré aux Figs. 2, 3 et 5, une première partie de contre-plaque 271 supporte, par l'intermédiaire de quatre vis 272, l'embase du bras supérieur de monture 262 et est assujettie à la partie supérieure 273s d'un collier 273 par l'intermédiaire de vis 274. Le collier 273 est composé, de part et d'autre de l'axe de visée V'V, d'un demi-collier supérieur 273s supportant la contre-plaque 27 et d'un demi-collier inférieur 273i relié par deux vis 275 au demi-collier supérieur. Le collier 273 entoure partiellement une grande gorge 161 pratiquée à la périphérie du support cylindrique 16, prévue entre la mire 12 et le point de concours des axes S'S et AA' du théodolite.Une seconde portion 276 de la contre-plaque 27 reçoit l'embase du boîtier de la cellule photodétectrice 3, par l'intermédiaire de quatre vis 277, et est fixée sur le méplat d'une section 162 du support 16 par l'intermédiaire de quatre autres vis 278. La cellule 3 est compacte et plus lourde que la monture 26, Si bien que la majorité de la cellule et toute la monture sont de part et d'autre du centre du support 16 afin de conserver un sensible équilibre de celui-ci autour de l'axe S'S. Dans le bras de monture horizontale 262, l'alésage 264 est coaxial à l'axe 00' parallèle à l'axe de visée V'V et coplanaire avec celui-ci. A l'extrémité droite de cet alésage 264 est disposé le second miroir de renvoi 22, et à l'extrémité gauche de l'alésage 264 est disposé le séparateur de faisceau 24 sous la forme d'une lame semi-transparente inclinée à 450 par rapport à l'axe 00'. La lame semi-transparente 24 est également inclinée à 45 par rapport à l'axe central du verre dépoli 25. Le verre 25 est fixé à l'extrémité supérieure d'un petit conduit 265 ménagé dans le bras 262 et perpendiculaire au conduit central 264. La lame semi-transparente 24 renvoie une très faible partie, de quelques pour cent, du flux du faisceau lumineux incident F réfléchi par les miroirs 21 et 22, en direction du verre dépoli 25, de manière à détecter visuellement dans la lunette 16 la présence du faisceau F dont la direction est à viser au moyen de l'appareil selon l'invention. Il est prévu que, lors de la fixation du boîtier de la cellule 3 sur la contre-plaque 27, le centre 0 de la face photosensible 30 de la cellule 3 soit situé sur l'axe 00' du conduit 264 du bras de monture 262 et le plan de cette face photosensible 30 soit perpendiculaire à l'axe 00'. La cellule 3 est une cellule connue. La face 30 est carrée, avec un côté typiquement de 4 mm, et est centrée par rapport aux axes de repère X'X et Y'Y concourant au point 0.Par exemple, la cellule 3 délivre des signaux VX et VY représentatifs de la position (BX,BYI du barycentre B de la tache lumineuse TA. Deux ensembles de comparateurs de tension 32X et 32Y et de circuits d'adressage de coordonnées 33X et 33Y sont respectivement reliés aux sorties de la cellule 3 et transmettent respectivement des tensions VX et VY représentatives des abscisse et ordonnée sur les axes X'X et Y'Y où la tension détectée dans la tache du faisceau lumineux incident F est maximum. Ces deux tensions VX et VY sont donc sensiblement représentatives des coordonnées BX et BY du barycentre énergétique B de la tache lumineuse TA et varient entre deux constantes de tension représentatives de paramètres dimensionnels du contour de la face photosensible de la cellule 3, tels que longeurs des côtés d'un rectangle ou carré, ou diamètre d'un cercle L.Les tensions VX et VY sont appliquées au galvanomètres 4X et 4Y à travers les circuits électroniques 41X et 41Y d'une part1 et au calculateur 5, via un câble de fil conducteur 34 sortant du boîtier de la cellule, comme montré à la Fig. 2. Selon une autre variante, la face sensible 30 de la cellule comprend quatre quadrants répartis par rapport aux axes X'X et Y'Y et les tensions détectées dans les quadrants sont comparées entre elles afin de déduire les coordonnées approximatives BX et BY. La cellule 3 peut être constituée de deux lentilles plancylindriques associées à deux barrettes de photodétecteurs 31X et 31Y disposées dans le plan de cellule 30 selon les axes X'X et Y'Y. La cellule 3 peut encore être constituée d'une mosaïque de détecteurs à transfert de charge du type CCD. Le traitement du signal consiste alors à reconnaître l'emplacement du centre de la tache dans la mosaïque et à calculer les coordonnées BX et BY du barycentre en fonction de la répartition d'intensité reçue entre les détecteurs de la mosaïque. En outre, la cellule photodétectrice peut être déportée du théodolite 1, et placée par exemple à proximité du calculateur 5 ; dans ce cas, un réseau de fibres optiques ordonnées est disposé entre la cellule 3 et la face de sortie du conduit 264 du bras de monture 262. Le réseau de fibres optiques comprend, au moins un premier jeu d'extrémités de fibres optiques aligné suivant l'axe X'X et associé à une première lentille plan-cylindrique, et un second jeu d'extrémités de fibres optiques aligné suivant l'axe Y'Y et associé à une seconde lentille plan-cylindrique. En variante, le réseau de fibres optiques est sous la forme d'une mosaïque de fibres disposée dans le plan de la face de cellule 30 et les extrémités opposées des fibres sont reliées à des photodétecteurs, ou photomultiplicateurs. La visée d'un faisceau lumineux, tel qu'un faisceau laser F arrivant sensiblement parallèlement à l'axe de visée V'V du théodolite, s'effectue de la manière suivante au moyen de l'appareil de visée selon l'invention. Tout d'abord, l'opérateur OP tente de centrer sensiblement la tache lumineuse TA qui est reportée sur le verre dépoli 25 par rapport aux réticules de la mire 12 également visible sur le verre dépoli 25. Cet ajustage initial est effectué en manoeuvrant les boutons de commande de rotation de la tourelle 15 autour de l'axe A'A et du support d'objectif 16 autour de l'axe de site S'S. Sauf exception, les deux aiguilles des galvanomètres 4X et 4Y indiquent des valeurs VX et VY différentes de 0. Puis l'opérateur agit sur les déplacements fins en site et en azimut du théodolite tout en observant les deux galvanomètres 4X et 4Y afin d'amener les deux aiguilles de ceux-ci en alignement avec la tension nulle, soit VX=VY=O volt et donc BX = BY = O. A ce stade, le barycentre de l'énergie du faisceau laser incident F est centré sur le centre 0 de la face de la cellule photoélectrique 3, et le faisceau F est donc aligné avec l'axe V'V. L'opérateur peut aussi procéder à un réglage rapproché des aiguilles des galvanomètres vers le zéro, enregistrer numériquement les écarts dans le calculateur 5 qui centralise par ailleurs les données issues des codeurs angulaires du théodolite et qui opère alors directement les corrections nécessaires. Selon une autre variante, le théodolite 1 comprend deux moteurs électriques 17A et 175, par exemple pas à pas, pour déplacer en rotation autour de l'axe A'A la tourelle 15 et autour de l'axe S'S le support d'objectif 16. Ces deux moteurs peuvent être commandés individuellement et directement par l'opérateur, au moyen de deux commandes 171S et 171A, ou automatiquement et directement au moyen du calculateur 5. Un double commutateur analogique 172 permet de sélectionner ces deux modes de fonctionnement pour chacun des moteurs 17X et 17Y, comme montré à la Fig. 1.Ainsi, lors de la phase initiale d'alignement du faisceau F sensiblement avec l'axe de visée V'V, l'opérateur OP peut agir très finement au moyen des commandes 171S et 171A afin d'amener sensiblement la tache TA au centre des réticules circulaires de la mire 12.Puis l'opérateur bascule le commutateur 172 vers le calculateur 5 et déclenche une séquence automatique de centrage de la tache TA par rapport au centre O du repère XOY. Le calculateur 5 commande directement les moteurs 17S et 17A afin de déplacer progressivement et par approches successives l'axe de visée V'V coaxialement à l'axe du faisceau incident F. Cette séquence est arrêtée lorsque les tensions VX et VY sont nulles. Ensuite, le calculateur 5 indique, par l'intermédiaire d'une imprimante par exemple, les valeurs des site et azimut de axe de visée V'V du théodolite 1 ainsi que, selon les besoins, les coordonnées de l'axe du faisceau F aussi bien dans le repère absolu fourni par l'alidade du théodolite que dans un repère de mesure, correspondant notamment à une soufflerie, les paramètres de changement de repère ayant été enregistrés préalablement. Lorsque le théodolite est utilisé en vélocimètrie laser, le calculateur 5 mémorise les résultats de pointage concernant deux faisceaux laser émis avec la même longueur d'onde, et en déduit l'angle entre les deux faisceaux sécants afin d'indiquer l'înterfrange d'interférence entre ces deux faisceaux et d'en déduire les paramètres directeurs de la composante concernée. En pratique, la reproductibilité de centrage d'une tache laser, d'un opérateur à l'autre, est telle que l'interf range et les divers coefficients ou angles calculés sont obtenus avec des incertitudes relatives de l'ordre de 10-4 à 5.10-5. Si l'on considère qu'un opérateur expérimenté est apte, dans le meilleur des cas, à centrer le faisceau laser avec une incertitude de l'ordre de 1/100 de sa tache, l'incertitude sur l'interfrange est : La résolution du théodolite est de 10-6 radian, ce qui conduit à :: A0r 2.1 o 6.10-5 o 3.10-2 On parvient donc à atteindre avec des incertitudes mesurées de 10-4 à 10-" la résolution du théodolite de 6.10-" et même une précision en-dessous de celle-ci grâce à des moyennes statistiques. L'appareil selon l'invention permet donc de déterminer la direction de chaque faisceau laser avec des incertitudes angulaires de l'ordre de 10-" rad., soit 2 secondes d'arc ou mieux, et sans interprétation humaine. Cette précision de pointé est supérieure à 1/100ème de la tache et améliore donc d'un facteur de plus de 10 la précision par rapport à l'estimation visuelle du centrage d'un faisceau au moyen d'une mire à réticule en croix. Ceci conduit à des incertitudes relatives de calibration des vélocimêtres laser inférieures à 10-4, tout à fait nécessaires pour envisager l'étude d'écoulements à faible taux de turbulence, inférieur à 10-3. De plus, ces visées sont rapides, et la reproductibilité des mesures fait qu'une seule mesure apparaît désormais suffisante dans la plupart des cas. RKVENDICATIONS 1 - Appareil de visée pour déterminer la direction notamment d'un faisceau incident lumineux (F), ledit appareil comprenant un support (16) contenant un objectif (11) et une mire de visée (12) disposés coaxialement à un axe de visée (V'V), des premiers moyens de rotation (15) pour faire tourner ledit support (16) autour d'un premier axe de rotation (S'S), et des seconds moyens de rotation (14) pour faire tourner lesdits premiers moyens de rotation autour d'un second axe de rotation (A'A) perpendiculaire au premier axe de rotation (S'S), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (3, 4X, 4Y) fixés partiellement sur ledit support (16) et recevant une section transversale (TA) dudit faisceau (F) à travers l'objectif (11) et la mire (12) pour déterminer les coordonnées (BX, BY) du barycentre énergétique (B) de ladite section de faisceau (TA) dans un repère (X'X, Y'Y) défini par rapport à l'axe de visée (V'V). 2 - Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer les coordonnées du barycentre comprennent une cellule photodétectrice (3) ayant une face photosensible (30) centrée par rapport à des axes (X'X,Y'Y) du repère et fournissant des tensions (VX,VY) représentatives des coordonnées de barycentre (BX, BY) de la tache (TA). 3 - Appareil conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la face photosensible (30) de la cellule (3) comporte quatre quadrants répartis régulièrement par rapport aux axes de repère (X'X,Y'Y). 4.- Appareil conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer les coordonnées du barycentre comprennent des moyens (32X, 32Y) pour comparer des tensions fournies par la cellule (3) et représentatives de l'énergie dans ladite section de faisceau (TA), et des moyens (33X-4X, 33Y-4Y) pour indiquer les coordonnées (BX,BY) du barycentre (B) de la tache lumineuse (TA) en fonction du résultat des comparaisons de tension. 5 - Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer les coordonnées du barycentre comprennent une pluralité de photodétecteurs disposés dans ledit repère (X'X, Y'Y) et localisés respectivement en correspondance avec des couples de coordonnées (X,Y) dans ce repère, des moyens (32X, 32Y) pour comparer des tensions fournies par les photodétecteurs et représentatives de l'énergie dans ladite section du faisceau (TA) afin de déterminer le photodétecteur ayant reçu le plus d'énergie, et des moyens (33X-4X, 33Y-4Y) pour indiquer les coordonnées du détecteur ayant reçu le plus d'énergie. 6 - Appareil conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les photodétecteurs sont sous la forme de deux barrettes associées à deux lentilles plan-cylindriques disposées selon des axes (X'X, Y'Y) du repère. 7 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer les coordonnées du barycentre ont une face photosensible (30) qui est déportée de l'appareil de visée par l'intermédiaire d'un faisceau de fibres optiques. 8 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les premiers et seconds moyens de rotation (15, 14) comprennent deux moteurs électriques respectifs (17S, 17A) pour entrainer en rotation ledit support (16) et lesdits premiers moyens de rotation (15) respectivement, et en ce que ledit appareil comprend des moyens (5) reliés aux moyens pour déterminer les coordonnées du barycentre (3, 4X, 4Y) pour commander lesdits deux moteurs (17S, 17A) afin que le barycentre énergétique (B) de ladite section de faisceau (TA) soit centré dans ledit repère (X'X, Y'Y). 9 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la mire de visée (12) comprend plusieurs réticules circulaires concentriques à l'axe de visée (V'V). 10 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un système optique (2) pour renvoyer le faisceau incident lumineux (F) à partir de la mire (12) vers une face photosensible (30) incluse dans des moyens pour déterminer les coordonnées du barycentre, et de préférence positionnée perpendicu lairement à l'axe de visée (V'V). 11 - Appareil conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que le système optique (2) comprend un premier miroir (21) pour réfléchir le faisceau incident (F) ayant traversé la mire (12) suivant un second axe (L'L) sensiblement perpendiculaire à l'axe de visée (V'V), une lentille (23) ayant pour axe optique ledit second axe (L'L), et un second miroir (22) sécant audit second axe (L'L) et réfléchissant le faisceau lumineux en direction de la face photosensible (30). 12 - Appareil conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que le système optique (2) est disposé dans une monture de préférence en coude (26), elle-même fixable audit support (16), et en ce que lesdits miroirs (21, 22) et ladite lentille (23) sont montés d'une manière amovible dans ladite monture (26). 13 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le système optique (2) comprend des moyens (24, 25) pour séparer ledit faisceau incident en un faisceau de faible intensité à observer et en un autre faisceau d'énergie sensiblement inférieure au faisceau incident et dirigé vers ladite face photosensible (30). 14 - Appareil conforme aux revendications 11 et 13, caractérisé en ce que les moyens pour séparer comprennent une lame semi-transparente, de préférence disposée entre le second miroir (22) et la face photosensible de ladite cellule (3), et un verre dépoli (25) sensiblement perpendiculaire à la face photosensible (30) pour observer la position de ladite section (TA) dudit faisceau (F) par rapport à la mire (12). 15 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que ledit support (16), ledit objectif (11), ladite mire (12) et lesdits premiers et seconds moyens de rotation (15, 16) sont inclus dans un théodolite (1) et en ce que ledit système optique (2) est en partie aux lieu et place d'un oculaire coaxial à l'axe de visée (V'V) dudit théodolite.