Histoire de la navigation astronomique - Définition

Les méthodes de la navigation

La science de la navigation a pour objet principal la solution des deux problèmes suivants :

1. déterminer la route à suivre pour se rendre d'un lieu à un autre.
2. faire le point, c'est-à-dire déterminer la position du navire sur la surface des mers.

La résolution de ces problèmes exige des observations et des calculs, différents suivant les circonstances.

D'où plusieurs méthodes de navigation :

1. Navigation à l'estime, dans laquelle les éléments des calculs sont tirés uniquement des indications du loch et du compas.
2. "Navigation observée", dans laquelle on utilise des observations d'objets de positions connues. Elle se subdivise en navigation côtière et, en navigation astronomique suivant que les objets observés sont des points terrestres ou des astres.
3. "Navigation radioélectrique", dans laquelle on fait appel à des moyens radioélectriques, et comprenant, en particulier, la navigation par satellite artificiel de la terre. .

Dans ce qui suit, il est fait un bref survol de la seule navigation astronomique. Le problème de cette méthode s'est posé lorsque les navigateurs quittèrent de vue le rivage. Sur la surface des mers, rien ne change d'aspect que le ciel. Il était donc naturel que les navigateurs demandent à l'astronomie de leur venir en aide.

La navigation hors de vue de côtes fut très longtemps un art réservé à quelques initiés. Elle est devenue une Science relativement précise et sûre grâce à la détermination astronomique du point. C'est par une lente transformation et par des chemins parfois sinueux, qu'une méthode simple a vu le jour, à la suite des progrès accomplis par l'Astronomie et de ceux réalisés dans la construction des instruments de mesure : mesure d'angles et mesure de temps. Cette méthode est celle des droites de hauteur.

Évolution, en abrégé de la navigation astronomique : Le problème du "point" présente deux recherches, de difficultés bien différentes. L'une est la détermination de la latitude, l'autre celle de la longitude. De plus, il suppose que le navigateur possède des cartes côtières et océaniques exactes, afin d'y repérer, sans erreur, sa position. C'est pourquoi dans une étude plus complète, il serait nécessaire de réserver plusieurs paragraphes aux cartes marines.

Table chronologique sommaire de la navigation astronomique

Moyen Âge

Les dates, en siècles, constituent des indications approximatives.

• Douzième siècle - La boussole fait son apparition en Méditerranée.
• Quatorzième siècle - La latitude est obtenue en mesurant la hauteur de l'étoile polaire avec l'astrolabe nautique, puis avec l'anneau astronomique, l'arbalestrille, le quart nautique....
• 1416 - L'infant Don Henri de Portugal, pour le perfectionnement de l'art de la navigation, fonde à Sagres, au Portugal, une académie. Grâce à elle, les navigateurs prennent l'habitude des cartes.

Fin du quinzième siècle

• 1471 - Des navigateurs portugais franchissent l'équateur.
• 1485 - Martin de Behaim, astronome du roi Jean II de Portugal répand l'usage de tables pratiques de déclinaison du Soleil permettant aux navigateurs de déduire facilement la latitude d'un lieu à l'aide de la hauteur méridienne du Soleil.
• 1487 - Le portugais Bartolomeu Dias contourne l'Afrique par le sud et découvre le Cap de Bonne Espérance.
• 1492 - Christophe Colomb découvre les Antilles.
• 1498 - Le portugais Vasco de Gama atteint les Indes à Calicut, après avoir accompli le tour de l'Afrique.
• 1499 - Le pilote florentin Amerigo Vespucci, qui fut au service de l'Espagne et du Portugal, propose l'observation des occultations d'étoiles pour la détermination des longitudes. Il a été, semble-t-il, le premier à avoir eu l'idée de la méthode des distances lunaires pour cette même détermination.

Toutes les navigations se font à l'estime en partie rectifiée par l'observation de la latitude (jusqu'à la fin du XVIIIe siècle).

Seizième siècle

• 1503 - Découvertes des Bermudes par Juan de Bermúdez
• 1519-1522 - Tour du monde du portugais Fernand de Magellan (passé au service de l'Espagne) par le détroit de Magellan et le cap de Bonne-Espérance.
• 1524 –L’armateur dieppois Jean Ango fait explorer les côtes de l'Amérique du Nord, depuis la Floride jusqu'à l'actuelle Nouvelle Écosse (Canada).
• 1534 - Jacques Cartier, de Saint-Malo, explore le Canada.
• 1569 - Publication de "La carte du monde à l'usage des navigateurs" de Gerardus Mercator.
• 1577 - Description pour la première fois, en Angleterre, du « loch à bateau » (dans un ouvrage de William Bourne).
• 1586 - Invention des lunettes (longues-vues) par Porta.
• 1594 - John Davis signale dans un petit livre un nouvel instrument nautique de mesure d'angles, le « quartier anglais ».
• 1596 - Le navigateur hollandais Barentz essaie de se servir de montres.

Dix-septième siècle

• 1604 - Fondation de la compagnie française des Indes.
• 1610 - Premières observations astronomiques à la lunette, par Galileo Galilei.
• 1616 - Le cap Horn, aperçu par le navigateur anglais Francis Drake en 1578, est doublé par les navigateurs hollandais Jacob Le Maire et Willem Schouten qui lui donnent le nom de la ville natale de Schouten, Hoorn.
• 1631 - Invention du vernier.
• 1635 - Mesure directe par Norvood de la longueur d'un arc de méridien (York - Londres).
• 1657 - Huyghens introduit le pendule comme régulateur des horloges.
• 1668 - J.D. Cassini publie des tables des éclipses des satellites de Jupiter, découvertes en 1610 par Galilée.
• 1669-1670 - Mesure par Picard d'un arc de méridien (Paris - Amiens).
• 1675 - Huyghens utilise le ressort spiral comme régulateur des montres.
• 1687 - Publication des "Principes mathématiques de la philosophie naturelle" par Isaac Newton.

Dix-huitième siècle

• 1714 - Le parlement britannique promet une récompense considérable à qui trouverait une solution acceptable au problème de la détermination de la longitude en mer.
• 1731 - Création par Hadley de l'octant qui allait ouvrir l'ère des "distances lunaires".
• 1735-1736 - Départs respectivement pour le Pérou (Godin, Bouguer, La Condamine) et la Laponie (Maupertuis, Clairaut, Camus, Le Monnier) des expéditions chargées de la mesure d'un arc de méridien.
• 1736 - Première « horloge marine à longitude » de John Harrison.
• 1749 - D’Après de Mannevilette utilise la méthode des distances lunaires pour déterminer la longitude du navire.
• 1766-1769 - Tour du monde par le détroit de Magellan et le Cap de Bonne-Espérance de Bougainville.
• 1767 - Les distances lunaires sont données par le « Nautical Almanac ».
• 1767 - Essais en mer des chronomètres de Pierre le Roy.
• 1768 – Essais en mer des chronomètres de Ferdinand Berthoud.
• 1768 - Départ de la première expédition de Cook qui devait au cours de trois voyages explorer le Pacifique dans son ensemble.
• 1774 - Les distances lunaires sont données par la « Connaissance des Temps ».
• 1775 - Invention par Tobie Mayer du cercle à réflexion qui devait être abandonné vers la fin du XIXe siècle.
• 1785 - Départ de l'expédition de La Pérouse dans le Pacifique.

Dix-neuvième siècle

Depuis la fin du XVIII^e siècle la méthode générale pour déterminer le point à la mer avec les chronomètres consiste à obtenir la latitude par une hauteur méridienne de soleil et la longitude par une hauteur horaire (Ancienne méthode du Point à midi).

La deuxième moitié du XIXe siècle voit le triomphe des chronomètres sur les distances lunaires pour la détermination des longitudes.

• 1837 - Le capitaine américain Sumner découvre la « droite de hauteur ».
• 1875 - Marcq Saint-Hilaire publie sa méthode du « Point rapproché » pour déterminer les éléments d'une droite de hauteur.
• 1875-1880 - Au lieu de déterminer séparément la latitude et la longitude, on commence à naviguer, particulièrement à partir de cette époque, en faisant appel aux droites de hauteur.