Navigation maritime
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La navigation maritime concerne toute les activités humaines de circulation sur les mers et océans. On parle de navigation hauturière lorsque le navire navigue en haute mer (hors de vue de terre) et de navigation côtière (ou cabotage, mais ce terme est restreint à l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) exercée) lorsqu'il navigue en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) des côtes.

La navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) désigne également l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) des techniques et méthodes qui permettent au navire :

  • de déterminer sa position,
  • de calculer la route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) à suivre pour se rendre à sa destination, en toute sécurité.

Cet article ne traite que de ce dernier sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine....).

La personne chargée sur un navire (Un navire est un bateau destiné à la navigation maritime, c'est-à-dire prévu pour naviguer au-delà de la limite où cessent de...) de la navigation est le navigateur. Il utilise différentes méthodes et techniques, les plus adaptées au contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu...) et en fonction de l'équipement du navire.

Déterminer sa position

Il existe une distinction importante entre la navigation hors de vue de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...) et la navigation côtière. Avec des moyens traditionnels [1]:

  • hors de vue de terre, la navigation consiste à se placer en coordonnées géographiques (latitude et longitude). La méthode utilisée est alors la navigation à l'estime ; le point (Graphie) ainsi " estimé " est " recalé " plus ou moins fréquemment grâce à des points astronomiques et, naguère, avec l'utilisation éventuelle de systèmes radioélectriques terrestres (Consol, LORAN, Oméga…aujourd'hui tous éteints) ;
  • La navigation côtière est " relative " : le navigateur se place en azimut (L’azimut est l'angle horizontal entre la direction d'un objet et une direction de référence.) et distance par rapport à un amer, par triangulation (En géométrie et trigonométrie, la triangulation est une technique permettant de déterminer la position d'un point en mesurant les angles...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) (point par trois relèvements) ou/et au moyen de son radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio,...) de navigation.

Le passage de la première à la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure...) s'appelle l'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions différentes suivant qu'il est employé dans le...) (le navigateur reconnaît la terre). L'opération inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que...) se traduit par un " démarrage de l'estime ".

Aujourd'hui, avec le développement et la généralisation (La généralisation est un procédé qui consiste à abstraire un ensemble de concepts ou d'objets en négligeant les détails de façon...) des systèmes de positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne) une position crédible, différente et attractive au sein d’un marché et dans...) satellitaires (GPS, Galileo (Galileo est le nom du futur système de positionnement par satellites européen, en test depuis 2004, qui commencera à être utilisable en 2010 et le sera...) prochainement…), il est possible d'obtenir une position géographique précise en permanence, ce qui rend donc théoriquement superflue la tenue d'une estime. En vue de terre, les méthodes traditionnelles sont toujours utilisées. Toutefois, un récepteur GPS, associé à des cartes marines électroniques (ECDIS), permet de les remplacer en toute sécurité. À défaut, il est nécessaire de reporter sa route prévue sur son récepteur (waypoints) et de bien surveiller tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) écart.

La navigation côtière

Dès qu'il a pu prendre la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.), l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme...) a mis au point des techniques de navigation reposant sur l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) de la côte : les techniques de navigation en vue de terre sont aujourd'hui toujours utilisées lorsque le navire est proche de la terre. Il s'agit d'identifier des points remarquables le long des côtes - amers naturels ou artificiels, balises et de nuit les feux des phares et des balises - de relever leur azimut avec un compas de relèvement (Un compas de relèvement est un compas de navigation sur lequel se superpose une alidade, qui permet donc de mesurer la direction d'un objet ou d'un astre, sur le plan horizontal, par rapport au nord.), et de reporter ces relevés sur une carte marine (La carte marine est un type particulier de carte qui représente les éléments indispensables à la navigation maritime. En adéquation avec la signalisation maritime, elle permet...). Le relevé de trois amers (triangulation) permet au navigateur de connaître sa position et de corriger son cap en conséquence.

La navigation à l'estime

La navigation à l'estime est la méthode qui consiste à déduire sa position de sa route et de la distance parcourue depuis la dernière position connue. Traditionnellement, cette méthode repose sur les instruments mesurant son cap (compas), sa vitesse (On distingue :) (loch, tachymètre (Un tachymètre ou compte-tours est un instrument de mesure permettant d’indiquer la vitesse de rotation d'une pièce en mouvement. Le capteur peut être...), badin…) et le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) (chronomètre) ainsi qu'avec l'estimation éventuelle (ou le calcul) de l'influence de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec...) (courant, vent) sur sa marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui alternatif sur les...).

La navigation astronomique

Très tôt, l'homme a constaté que le mouvement des astres (soleil, étoiles, lune) pouvait être déterminé à l'avance et fournir des indications précises sur la position de l'observateur. La mise au point de plusieurs instruments capable de relever la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) d'un astre au-dessus de l'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline...), dont le plus abouti est le sextant (Un sextant est un instrument de navigation permettant de relever la hauteur angulaire d’un astre au-dessus de l’horizon. Il est utilisé pour faire le point hors de vue de terre (voir l’article : navigation...), a permis au navigateur de déterminer sa latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.). Les progrès dans l'horlogerie, en procurant au navigateur un référentiel horaire stable, ont permis de calculer avec une justesse croissante, la longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète).). La navigation astronomique nécessite de savoir, identifier les astres, utiliser un sextant, consulter des éphémérides et effectuer des calculs qui permettent de recaler la position estimée du navire.

L'utilisation des systèmes de navigation radioélectrique

Déterminer sa route

Naviguer consiste aussi à déterminer une route, un itinéraire pour aller d'un point à un autre, en évitant les dangers et, éventuellement, en tirant profit de l'environnement météorologique (les vents) et océanographique (les courants). Cette route est tracée, préalablement, sur une carte marine (et/ou sur un récepteur GPS) ; au cours de la navigation, le navigateur s'efforce de tenir cette route dont il a pu s'écarter sous l'influence du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont...) et du courant ou pour une manœuvre (d'anti-collision par exemple).

Navigation hauturière

En l'absence de tout obstacle, l'itinéraire le plus court d'un point à un autre, sur la sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une sphère est une surface constituée de tous les points...) terrestre, est un arc de grand cercle (En géométrie, un grand cercle est un cercle tracé à la surface d'une sphère qui a le même diamètre qu'elle et la divise en deux hémisphères égaux. D'une...), appelé orthodromie ou route orthodromique. Sur une carte Mercator, cette route n'est pas une ligne droite. La ligne droite, ou route à cap constant, est appelée loxodromie.

Le gain d'une route orthodromique sur une route loxodromique n'est appréciable que sur de grandes distances et aux latitudes élevées.

Une étude fine des conditions climatologiques, océanographiques et météorologiques permet, par ailleurs, de choisir la route optimale qui permettra de tirer profit du vent et du courant et d'éviter les perturbations susceptibles de ralentir la marche. Cette étude, le routage (En informatique, le terme routage désigne le mécanisme par lequel les données d'un équipement expéditeur sont acheminées jusqu'à leur destinataire en examinant les informations situées au niveau 3 du modèle OSI (IP par exemple), même...) maritime, est, bien sûr, d'une importance essentielle, pour la navigation à voile[2], mais elle est également utile à la marine marchande (Le terme marine marchande désigne tout ce qui fait l'objet, ou qui est en rapport, avec le transport maritime de marchandises ou de personnes. Le commerce mondial s'effectue à près de 95% par la voie maritime,...).

Navigation côtière

Le principal souci en navigation côtière est d'éviter les dangers représentés par la côte, les récifs et les faibles fonds.

La route, préparée et tracée sur la carte (ou le récepteur GPS), tient donc compte de ses éléments, des distances de sécurité que l'on s'accorde, de la profondeur inscrite sur la carte et éventuellement du calcul de la marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans causé par l'effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil.) et de la profondeur d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) minimale de sécurité que l'on souhaite conserver sous la quille en toutes circonstances (appelée " pied de pilote ").

Ces distances de sécurité dépendent des caractéristiques du navire (tirant d'eau, vitesse et, en eaux resserrées, longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de...) et rayon de giration) et aussi de l'environnement (conditions météorologiques et de visibilité (En météorologie, la visibilité est la distance à laquelle il est possible de distinguer clairement un objet, quelle que soit l'heure. On peut mesurer...), balisage, amers particuliers). Le pied de pilote dépend également des caractéristiques du navire, des conditions de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) et de houle (La houle est un mouvement ondulatoire de la surface de la mer. C'est une oscillation sinusoïdale régulière qui est légèrement différente des vagues car la houle se déplace sur de grandes ditances contrairement aux vagues qui...), de la fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) à accorder aux relevés de sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la...) de la carte. Un sondeur permet de contrôler la profondeur effective sous la quille.

La navigation côtière s'appuie sur de nombreuses aides (AIDES est une association française de lutte contre le VIH/Sida et les Hépatites virales, créée en 1984 et reconnue d'utilité publique depuis 1990. L'association mène des...) représentés par la signalisation maritime (surtout abondante sur les côtes des pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui...) développés), le balisage cardinal en mer, latéral dans les chenaux. Les amers sur la côte permettent par ailleurs de tracer sur la carte des relèvements de garde, s'assurant ainsi si il n'est pas franchi de ne pas arriver dans une zone dangereuse. Deux amers alignés permettent une navigation par alignements, particulièrement pratique et sûre dans un chenal.

Le calcul des marées

Dans les eaux soumises à la marée, un calcul de marée est effectué par le navigateur pour déterminer où et quand une route ou un passage est praticable en toute sécurité.

Les mers soumises à la marée comportent également des courants variables qui peuvent accélérer ou ralentir le bateau (Un bateau est une construction humaine capable de flotter sur l'eau et de s'y déplacer, dirigé ou non par ses occupants. Il répond aux besoins du transport...) et dans certains endroits resserrés lever une mer dangereuse. Ce phénomène doit être intégré dans les calculs du navigateur.

Notes

  1. Ces méthodes sont toujours pertinentes car elles ne dépendent pas d'un système extérieur au navire, toujours susceptible d'être interrompu (en cas de grave crise internationale par exemple)
  2. l'exemple, bien connu, est celui de l'utilisation des alizés en zone tropicale, et des vents d'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou...) dans les latitudes tempérées ; ainsi, pour un voilier (Un voilier (ou bateau à voiles, navire à voiles) est un bateau ou navire propulsé par la force du vent. Historiquement, les voiliers ont été le premier moyen de transport à moyenne et...), la route " la plus courte " d'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent...) aux Antilles (Les Antilles sont un vaste archipel situé dans la mer des Caraïbes. L'archipel forme un arc de cercle de 3 500 km de long, s'étendant depuis Cuba...) consiste à descendre au sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) des Canaries pour trouver l'alizé du nord-est (Le nord-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux nord et est. Le nord-est est opposé au sud-ouest.) qui va le conduire " au portant " à sa destination. Au retour, au contraire, il va remonter, le long des côtes américaines, dans le Gulfstream, jusqu'à trouver les vents d'ouest des latitudes tempérées.
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