astrolabe nautique

Imaginez un disque de bronze suspendu par un anneau, avec une règle mobile qui pivote devant un bord gradué. Le navigateur maintient le disque vertical et oriente cette règle, appelée alidade, vers l'astre observé.

La graduation indique alors une hauteur en degrés. Pour le Soleil, les deux éléments percés de l'alidade, les pinnules, sont alignés grâce à leurs ombres. Pour une étoile, la visée peut être directe.

L'astrolabe nautique est un instrument de navigation destiné à déterminer la latitude. Pour le Soleil, le calcul combine sa hauteur méridienne avec sa déclinaison à la date de l'observation et les conventions liées à la position de l'astre ; dans l'hémisphère nord, la hauteur de l'Étoile Polaire fournit une approximation de la latitude, notamment affectée par sa distance au pôle et par la réfraction. La hauteur est la grandeur angulaire mesurée ; la latitude est l'information de position recherchée.

L'instrument associe un disque au bord gradué en degrés, un anneau qui le maintient verticalement et une alidade mobile. Deux pinnules percées d'un orifice sont fixées sur l'alidade. Pour observer le Soleil sans le viser directement, l'utilisateur fait coïncider les ombres des deux pinnules. La visée directe reste possible pour les étoiles. Cette organisation matérielle permet de repérer à la fois les pièces et le trajet de visée ou d'ombre.

Son invention est attribuée à un astronome au service du roi du Portugal au XVe siècle. La plupart des exemplaires étaient en bronze et peu ont été conservés. La précision atteignait au mieux l'ordre du degré, ce qui représente environ une centaine de kilomètres d'erreur.

Un navigateur effectue une mesure méridienne du Soleil. Les données de l'exemple sont un disque suspendu verticalement, une alidade à deux pinnules et une graduation visée de 45°. La précision annoncée pour l'instrument est de l'ordre de 1° au mieux.

1. Le navigateur suspend le disque par son anneau afin de le maintenir vertical.
2. Il tourne l'alidade jusqu'à superposer les ombres des deux pinnules, sans viser directement le Soleil.
3. Il lit 45° sur le bord gradué.
4. Il retient une hauteur méridienne d'environ 45°, et non une valeur exacte. Cette hauteur est la donnée utilisée pour déterminer la latitude.

Le contrôle est refaisable : une seconde mesure doit retrouver l'alignement des ombres et une lecture compatible avec la précision d'environ 1°. Un écart plus petit que cette précision ne justifie pas d'annoncer des fractions de degré comme certaines.

Pour une mesure du Soleil, la forte luminosité fait préférer l'ombre portée à la visée directe. Le geste décisif consiste à tourner l'alidade jusqu'à superposer les ombres des deux pinnules.

Pour une étoile, la visée directe est possible. L'utilisateur regarde alors à travers les orifices alignés des pinnules et lit sur le bord gradué la direction donnée par l'alidade.

Dans les deux cas, l'anneau sert à garder le disque vertical pendant la mesure. La lecture doit rester cohérente avec la précision limitée de l'instrument, de l'ordre du degré au mieux.

La hauteur méridienne et la latitude ne sont pas la même grandeur. La première est la lecture angulaire obtenue sur le bord gradué ; la seconde est la position que cette mesure sert à déterminer. Dans l'exemple, 45° est donc d'abord une hauteur mesurée, et non une latitude annoncée sans autre étape.

La graduation en degrés ne rend pas la mesure exacte. La précision de l'astrolabe nautique était médiocre, de l'ordre de 1° au mieux, soit environ une centaine de kilomètres d'erreur. Il faut donc donner une valeur approchée et ne pas ajouter des décimales que l'instrument ne peut pas justifier.

La forte luminosité du Soleil rend la visée directe inadaptée à la procédure décrite. Le symptôme est l'impossibilité d'effectuer la visée prévue ; il faut alors utiliser l'ombre portée et superposer les ombres des pinnules.

L'Étoile Polaire n'est donnée comme repère que dans l'hémisphère nord. Hors de ce cadre, la procédure correspondante ne doit pas être prolongée comme si cette condition géographique n'existait pas.

La fiche latitude - géographie - prolonge la lecture en précisant la coordonnée géographique que l'astrolabe nautique cherche à déterminer.