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Les instruments de navigation

En mer, dès que les côtes ont disparu, il n’existe plus le moindre repère. L’eau, le ciel et la ligne d’horizon ne permettent pas de savoir où l’on est. Aussi pendant très longtemps, les marins ne pouvaient pas s’éloigner des côtes, au-delà de cinq kilomètres les risques de se perdre étaient trop importants.

Pour se repérer en mer, il faut chercher la longitude et la latitude de l’endroit où l’on se trouve. La longitude indique la position est ou ouest par rapport au méridien de Greenwich ; la latitude est la distance, au nord ou au sud, par rapport à l’équateur. On trouve ces renseignements en mesurant la hauteur du soleil à midi dans la journée ou celle d’étoiles quand il fait nuit.

Les premiers instruments qui permettent d’effectuer ces calculs apparaissent en Europe à partir du XIIIe siècle. La cartographie, la boussole, l'astrolabe et l'arbalète vont être très utiles pour mener à bien les voyages des Grandes Découvertes.

 

La cartographie

Les hommes ont utilisé des cartes depuis la plus lointaine Antiquité, vraisemblablement avant même l’invention de l’écriture.

Au IIe siècle après Jésus Christ., Ptolémée, astronome et géographe d'Alexandrie, calcule la latitude et la longitude de 8000 points sur la Terre, en se basant toutefois sur des calculs inexacts. Il part du principe que la Terre est ronde et qu'un unique océan entoure l'Europe, l'Asie et l'Afrique. Les cartes de Ptolémée sont conservées par les Arabes. En 1406, la Géographie de Ptolémée est traduite en latin et utilisée par les navigateurs européens de la Renaissance. Bien plus tard, l'erreur de Ptolémée dans l'estimation des distances entre les points de la Terre (il se trompe de 10 000 km sur la circonférence de la Terre), ont amené Colomb à croire que les Indes étaient plus facilement accessibles par l'Ouest.

Les Arabes, reprenant les travaux des Grecs et de Ptolémée en particulier, vont faire revivre la tradition scientifique de la cartographie. C’est ainsi qu’au XIIe siècle, le géographe explorateur Al-Idrisi établit une carte du monde qui constitue la somme des savoirs géographiques de son temps.

L’emploi généralisé de la boussole et de l’astrolabe au XIIIe siècle va permettre d’établir les cartes nautiques, les portulans. Elles décrivaient précisément les côtes, plus schématiquement l’intérieur des terres.

Les grands voyages sur l'océans Atlantique et l'océan Indien de Christophe Colomb, Vasco de Gama et Magellan à la fin du XVe siècle et au début du XVIe siècle, élargirent considérablement les connaissances géographiques de la Terre. L'Amérique apparaît pour la première fois sur une carte du monde en douze feuilles de l'Allemand Waldseemüller en 1507

À la fin du XVIe siècle, la Terre est représentée dans sa forme et ses proportions réelles. Une des plus belles cartes dessinées est l'œuvre du géographe flamand Mercator en 1569. Mais les thèses de Copernic sur le positionnement du Soleil au centre de l'Univers, appuyées ensuite par l'astronome Galilée sont rejetées catégoriquement par l'Église

Texte écrit par Mehdi et Anissé

 

 

La boussole

Le mot "boussole" vient de l'italien "bussola" signifiant petite boîte.

Avant l'invention de la boussole, les marins devaient se diriger grâce aux côtes ; la nuit, il se servaient de l'étoile polaire pour se diriger. Avant la connaissance de la boussole, les navigateurs disposaient d’une rose des vents dessinée sur une tablette circulaire placée au centre du bateau. Celle-ci était tournée à la main et était orientée vers le lever du soleil : c’était l’orient qui servait de repère.

 

L'objet

Une boussole, en fait, c'est un aimant. Et les aimants ont deux propriétés : ils créent un champ magnétique (un tout petit dans le cas de la boussole), et ils y sont sensibles. Un petit aimant, comme celui de la boussole, a tendance à s'aligner avec le champ magnétique créé par un aimant plus gros.

Or il se trouve que la terre se comporte comme un énorme aimant : elle crée un gros champ magnétique. C'est sans doute du au fait que sous nos pieds, il existe de la lave en fusion, et que sans doute, il y circule des courants électriques. Et les courants électriques créent un champ magnétique.

Donc la boussole a tendance à s'aligner sur les lignes de champ magnétique créées par la terre. Or, et là c'est un heureux hasard, ces lignes de champ sont orientées à peu près sur un axe nord-sud. Donc une boussole indique la direction du nord et celle du sud. Et c'est vraiment très pratique pour s'orienter ! Grâce à une boussole, on peut donc toujours savoir où est le nord et où est le sud.

 

Histoire

Au IIIe siècle avant Jésus-Christ, les Chinois, se servaient déjà du principe de l'aiguille aimantée.  Les marins chinois l'adaptent, vers l'an 1000, à la navigation, afin de pouvoir, sans repère fixe, conserver le cap et de ne pas être le jouet du vent. Les Arabes la perfectionnent en la montant sur un axe, la rendant ainsi moins sensible aux oscillations et plus aisément transportable. Elle arrive alors en Europe entre le Xème et le XIème siècle. La première boussole était un récipient rempli d’eau sur laquelle flottait une aiguille aimantée suspendue à un fil ou enfilée dans un roseau.

Deux améliorations importantes furent apportées : D’abord, elle fut munie d’une chape (sorte de petit chapeau) en son centre ce qui permit à l’aiguille de tourner avec moins de frottements sur un pivot ; la rose des vents était dessinée sur le fond ou bien sur un couvercle transparent. Ensuite, la rose des vents fut rendue solidaire de l’aiguille (ainsi, elle était orientée par l’aiguille) : toutes deux étaient indépendantes des mouvements du navire. Cet instrument ne fut modifié que pour des détails jusqu’au XIX° siècle (comme par exemple des subdivisions plus nombreuses sur la rose des vents).

 

Utilisation

Déterminer la route à suivre. Le pilote, avant de lever l’ancre pour un voyage, orientait sa carte nautique avec la boussole, de façon à faire coïncider les quatre directions principales avec les points cardinaux. Il traçait alors une ligne droite qui reliait le point de départ et le point d’arrivée : cette droite représentait la route à suivre. Il regardait alors sur la rose des vents quelle était la direction à suivre. Garder le cap. Sur le boîtier de la boussole, ou du compas, était tracé un trait qui se trouvait dans la direction exacte de l’axe du bateau et que l’on appelait "ligne de foi". Le navigateur essayait de garder la direction choisie sur la rose des vents en face de ce trait : ainsi, l’axe du bateau était dirigé le long de la ligne qui avait été tracée sur la carte.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                          Navigation à la boussole                                                                                   La rose des vents

 

L'astrolabe

L'astrolabe est le nom d'un des plus anciens instruments de navigation qui mesure l'angle formé par l'horizon et un corps céleste donnant ainsi la latitude exacte mais pas la longitude. L'astrolabe existe depuis l'Antiquité. L'astrolabe a probablement été inventé par Hipparque et amélioré dans le monde islamique, avant d'atteindre l'Europe vers 970. Ce sont les Portuguais qui aboutissent à partir de 1485 à des progrès décisifs en adaptant l'astrolabe à la navigation maritime. Il suffit de pointer l'aiguille de l'astrolabe vers l'étoile Polaire pour lire sa hauteur en degrés, et ensuite, grâce à une série de tables astronomiques, de calculer précisément la position en latitude, selon l'heure et le jour, de l'observateur placé sur un bateau qui se trouve dans des eaux inconnues.


 

L'arbalète

Au milieu du XIVe siècle, un nouvel instrument permet de calculer la latitude pour déterminer la position du navire : l'arbalète, ou bâton de Jacob, mesure la hauteur des astres au-dessus de l'horizon, le soleil de jour ou l'étoile polaire la nuit. L’observateur plaçait l’extrémité de la règle à l’œil et la faisait coulisser le long d’une échelle jusqu’à ce que ses deux bouts soient alignés l’un sur l’horizon et l’autre sur l’astre. Le calcul de la latitude était alors possible.


 

Texte écrit par Christopher