Boussole
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Historique

Maquette d'une cuillère indiquant le sud (appelée sinan) du temps des Han (206 avant J.-C. - 220 après J.-C.) (Il y a quelques discussions sur l'existence historique de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) utilitaire (Le mot utilitaire peut désigner :) correspondant)

La boussole (Une boussole est un instrument de navigation constitué d’une aiguille magnétisée qui s’aligne sur le champ magnétique de la Terre. Elle indique ainsi le nord magnétique, à ne pas...) est une invention chinoise. Il y a cependant quelques désaccords sur la date précise à laquelle fut inventée la boussole. Il existe des références littéraires dignes d'attention qui mettent en évidence son antiquité :

  • la première référence littéraire chinoise citant le « magnétisme » se trouve dans un ouvrage du IVe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être...) avant J.-C. intitulé Livre du maître de la vallée du diable(鬼谷子): « la magnétite fait venir le fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure...) à elle, ou l'attire » .
  • la première mention de « l'attraction d'une aiguille par un aimant » se trouve dans un ouvrage chinois composé entre 70 et 80 après J.-C. (Lunheng ch. 47): « La magnétite attire une aiguille » (de fer). Ce passage de Louen-heng est le premier texte chinois mentionnant l'attraction d'une aiguille par un « aimant ». En 1948, le savant Wang Chen Tuo construisit un « compas » sous la forme d'une cuillère indiquant le sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) sur la base de ce texte. Cependant, « on ne trouve pas de mention explicite d'un aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne des propriétés particulières...) dans le Louen-heng ».
  • La première référence à un « instrument d'orientation » magnétique spécifique se trouve dans un livre écrit sous la dynastie des Song et daté de 1040-1044. Il y a la description d'un « poisson indiquant le sud » en fer, flottant dans un bol d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), et se dirigeant vers le sud. Cet instrument est décrit comme un moyen de s'orienter « dans l'obscurité de la nuit ».

Le Wujing Zongyao (武经总要, « Réunion des techniques militaires les plus importantes ») précise : Quand les troupes doivent faire face au mauvais temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), ou à la nuit noire, et que l'on n'arrive plus à s'orienter, (...) ils faisaient appel à un instrument mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...) pointant vers le sud, appelé aussi « poisson indiquant le sud ». On parvenait à ce résultat en chauffant du métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les...) (tout particulièrement si c'était de l'acier), selon le procédé connu aujourd'hui sous le nom de « thermo-rémanence », et qui aurait été capable de provoquer un léger état de magnétisation. Si les Chinois sont parvenus à cette connaissance dès cette époque, ce n'est en revanche que vers 1600 que l'on arriva (Arriva est un groupe privé britannique spécialisé dans le transport public de voyageurs. Il exploite des services de bus et de trains, principalement en Grande-Bretagne, mais aussi dans plusieurs pays d'Europe.) à une découverte similaire en 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 eurasiatique, voire...), lorsque William Gilbert publia son ouvrage De Magnete.

Aéronautique

voir Compas (navigation)

Boussoles de marine et compas de navigation

Habitacle de compas ancien d'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 s'appliquer les règlements techniques de sécurité de navigation...) de 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, il...) (Musée de Toulon)
Compas de marine à cadran (lecture par dessus).
Compas de 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 longue distance avant...) à sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une sphère est une surface constituée de tous les points situés à une même distance d'un point appelé...) (lecture latérale).

Les boussoles de marine sont appelées communément compas. Elles sont de plusieurs types :

  • fixée sur une paroi verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) pour permettre une lecture par le côté,
  • placée dans un logement vertical (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en accords plaqués.) pour permettre une lecture par dessus,
  • suspendue au plafond (Par extension, un plafond représente le maximum de quelque chose :), dite mouchard et lisible par en dessous en position couchée.

Elles se composent généralement d’une capsule remplie d'un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) qui freine les oscillations de l'équipage magnétique, c'est-à-dire une rose des vents plate ou en forme de sphère ou d'hémisphère graduée ; la viscosité du liquide force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles « force...) la rose (ou la sphère graduée) à s’arrêter rapidement sans osciller de part et d’autre du nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) magnétique. Une ligne de lourdaud, qui peut être une inscription sur la cuvette de boussole ou une petite tige (La tige est chez les plantes à fleurs, l'axe, généralement aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. La tige se...) fixe, indique l’axe longitudinal (direction de la marche) du 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...) par rapport au cadran de la boussole.

Les compas contenant une rose des vents plate se trouvent dans une cuvette hermétiquement fermée par un couvercle de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus...) qui est articulée grâce à une suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments. Le fait de suspendre un objet En...) à cardan. Ceci garantit leur maintien en position horizontale quels que soient les mouvements du navire. La masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et...) métallique des navires doit être prise en compte et les compas doivent être compensés par des spécialistes à l'aide de dispositifs spéciaux supplémentaires.

Les grands navires se fient plus précisément au compas gyroscopique ou plus récemment au compas satellitaire plutôt qu’à un compas magnétique pour la navigation, bien que la présence de ce dernier reste toujours obligatoire règlementairement. Le compas magnétique, gyroscopique ou satellitaire se voit fréquemment associé à un système de maintien automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a...) du cap (pilote automatique) et de navigation intégré. Des compas électroniques vanne de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le...) (fluxgate (en)) sont de plus en plus souvent utilisés sur les voiliers, même de petite taille.

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