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Du bon usage de l'astrolabe nautique

L'astrolabe nautique est la simplification et l'adaptation de l'astrolabe arabe à une utilisation maritime. L'astrolabe arabe avait de nombreuses fonctions : par exemple, indiquer la hauteur et l'azimut d'une étoile à une heure et à une latitude particulière, ainsi que l'heure du lever et du coucher de ce même astre. Il pouvait aussi indiquer l'heure sidérale, l'heure solaire, la durée de jour pour une date déterminée, etc. En fait, l'astrolabe arabe était et reste un merveilleux moyen pédagogique d'apprendre les bases de la mécanique céleste.

Astrolabes orientaux - Source : Wikipédia

Parmi les nombreuses possibilités de l'astrolabe arabe, l'astrolabe nautique garde en général uniquement la fonction qui permet de donner l'angle par rapport à l'horizon ou par rapport au zénith (distance zénithale) d'un astre dont le rayon lumineux passe au travers des deux pinnules de l'alidade de l'instrument. Mutatis mutandis, c'est d'une certaine manière un « sextant » primitif. L'instrument est gradué en degré et de nombreuses expérimentations faites ces dernières décennies démontrent qu'il est possible sur une plateforme stable (à terre par exemple) d'obtenir une précision maximum de 15 minutes d'arc. Par contre, à la mer, la précision devient beaucoup plus problématique du fait des mouvements du navire.

 

Source : L'instrument de marine, Jean RANDIER
Source : L'instrument de marine, Jean RANDIER
Source : Les instruments de l'astronomie ancienne, Philippe DUTARTE
Source : Les instruments de l'astronomie ancienne, Philippe DUTARTE

Des erreurs de plusieurs degrés sont possibles par mer agitée, rendant l'astrolabe complétement inopérant. Utilisé à bord des voiliers des « grandes découvertes », vraisemblablement à partir de la fin la fin du XVème siècle, il se vit concurrencer par l'invention vers la fin du XVIème siècle du quartier de Davis, beaucoup plus adapté à une utilisation maritime.

 

Quartier de Davis - A gauche : L'utilisation de l'instrument se fait avec le soleil dans le dos - A droite : Quartier de Davis, 1765, Musée national de la Marine de Paris.

Cet article vise avant tout à rectifier la représentation fréquente, mais cependant erronée, diffusée dans des expositions ou sur le Web, de la façon de prendre la hauteur du soleil avec l'astrolabe nautique.

 

Source : l'expédition de LA NINA II, Robert  F.MARX
Source : l'expédition de LA NINA II, Robert F.MARX

Mis à part le cas spécifique d'un soleil pâle et peu lumineux, voilé par des nuages, on ne le vise jamais directement à travers les pinnules de l'alidade, sinon l'éblouissement est garanti. Les marins des caravelles et autres galions tenaient certainement autant que nous à conserver une bonne acuité visuelle. Il y a un réel danger pour la rétine à observer directement le soleil et des lésions oculaires irréversibles peuvent rapidement apparaître en utilisant l'astrolabe d'une façon inappropriée !

 

Ici la distance zénithale est représentée par l'arc ZD et la hauteur de l'astre au dessus de l'horizon par l'arc BD
Ici la distance zénithale est représentée par l'arc ZD et la hauteur de l'astre au dessus de l'horizon par l'arc BD

Pour employer efficacement l'astrolabe nautique en mer, on se positionne généralement au milieu du bateau, là où il y a le moins de mouvement, on met un genou au sol pour un meilleur équilibre et pour que la tache lumineuse qui traverse les deux pinnules une fois l'alidade correctement orientée, soit le plus visible possible sur le pont. Voir l'illustration ici jointe du « Eerste deel der Nieuwe groote zee-spiegel » de Peter Groos (1671).

Enfin, on ne tient pas un astrolabe comme un sextant. On le saisit par son anneau de sustentation afin d'avoir l'angle du soleil avec la verticale du lieu. C'est pourquoi, de nombreux astrolabes nautiques sont directement gradués pour donner la distance zénithale.

 

Astrolabe nautique (pédagogique) construit par Brigitte ALIX
Astrolabe nautique (pédagogique) construit par Brigitte ALIX

Ci-dessus nous voyons la lumière du soleil qui traverse les deux pinnules de l'alidade et se projette sur la main. L'astrolabe est bien réglé, nous pouvons donc lire l'angle et connaître la distance zénithale du soleil. Si cette mesure est prise au moment de la culmination du soleil, par un simple calcul, il était possible pour un navire de connaître sa latitude.

C.K.

 

 

Pour mémoire, le calcul de la latitude par la hauteur méridienne est :

Latitude = Distance Zénithale + Déclinaison

Déclinaison sud est de signe -

Déclinaison Nord est de signe +

La Distance Zénithale représente l'angle entre le zénith de l'observateur et l'astre et elle prend le signe du pôle auquel on tourne le dos pendant la visée (Nord +, Sud -)

 

NB: Dans la pratique quotidienne du point par la hauteur de culmination du soleil, on confond volontairement hauteur de culmination et hauteur méridienne ce qui est, en fait, une approximation d'un point de vue mathématique. Néanmoins, cette approximation est suffisante en terme de précision pour un navire ayant une vitesse modérée et pour un astre dont la déclinaison varie lentement.

 

Source : maison musée de Christophe Colomb à Grande Canarie
Source : maison musée de Christophe Colomb à Grande Canarie
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