sextant

Sur un bateau qui bouge, il faut pourtant comparer avec précision la direction de l'horizon et celle d'un astre. Le sextant réunit ces deux visées dans l'œil de l'observateur grâce à des miroirs. L'angle lu indique alors la hauteur de l'astre au-dessus de l'horizon.

À midi solaire, cette mesure aide à déduire la latitude. Près des côtes, le même principe relie un angle observé à la distance d'un repère fixe.

Un sextant est un instrument optique qui mesure la distance angulaire entre deux directions observées simultanément. Son système de miroirs superpose les deux visées. Le mouvement du bateau affecte ainsi les deux directions au même instant, ce qui réduit l'erreur qu'introduirait une observation séparée. L'instrument s'emploie à hauteur d'œil, sans point de suspension.

En pleine mer, l'une des directions vise l'horizon et l'autre un astre. L'angle obtenu est la hauteur de cet astre au-dessus de l'horizon. Lorsque l'observation est faite à midi solaire, cette hauteur, combinée à la déclinaison solaire, à l'hémisphère et aux corrections nécessaires, sert à déduire la latitude du navire. En navigation côtière, l'angle associé à un point de repère fixe sert plutôt à en estimer la distance lorsqu'une géométrie est connue ou que des observations supplémentaires sont disponibles. Le sextant s'emploie aussi en navigation aéronautique et dans certains déplacements terrestres.

La plage de mesure va de 0° à 120°. La précision théorique annoncée est de 0,2 minute d'arc ; appliquée à une variation de latitude, cette valeur représente environ 370 mètres. En conditions opérationnelles, la précision réelle est généralement de 2 à 5 milles marins. Inventé dans les années 1730, le sextant a supplanté l'arbalète et l'astrolabe, mais les systèmes de positionnement par satellite assurent aujourd'hui l'essentiel du positionnement. Les navires marchands ont néanmoins encore l'obligation réglementaire d'en embarquer un.

Un navigateur veut apprécier ce que représente la précision théorique du sextant. Les données sont une précision angulaire de 0,2 minute d'arc et l'échelle d'environ 370 mètres à laquelle elle correspond lorsqu'elle est convertie en variation de latitude.

Étape 1. Une minute d'arc vaut un soixantième de degré. La précision angulaire exprimée en degrés est donc :
${\mathrm{0,2}}^{\mathrm{\prime }}÷60\approx {\mathrm{0,00333}}^{\circ }0\{,\}2\text{'}\; \backslash div\; 60\; \backslash approx\; 0\{,\}00333^\backslash circ$.

Étape 2. Cette très petite ouverture représente environ 370 mètres lorsqu'elle est convertie en variation de latitude ; ce n'est pas une incertitude de positionnement générale. Le contrôle consiste à revenir aux minutes d'arc :
${\mathrm{0,00333}}^{\circ }\times 60\approx {\mathrm{0,2}}^{\mathrm{\prime }}0\{,\}00333^\backslash circ\; \backslash times\; 60\; \backslash approx\; 0\{,\}2\text{'}$.

Étape 3. Ce résultat décrit une précision théorique, non une promesse en mer. Pour interpréter une observation réelle, le navigateur retient plutôt l'ordre de grandeur opérationnel donné : généralement 2 à 5 milles marins.

Au large. Le navigateur vise simultanément un astre et l'horizon pour en mesurer la hauteur. À midi solaire, cette observation sert à déduire la latitude du navire.

Près des côtes. L'observateur prend un point de repère fixe comme direction de référence. L'angle mesuré sert alors à calculer la distance qui sépare le navire de ce repère.

Comme solution de secours. Les systèmes de positionnement par satellite ont largement remplacé le sextant. Celui-ci reste toutefois embarqué sur les navires marchands en raison d'une obligation réglementaire.

Avec l'astrolabe. L'astrolabe est un instrument antérieur. Le critère décisif est la visée : le sextant observe deux directions simultanément et s'utilise à hauteur d'œil, sans point de suspension. Sur un bateau en mouvement, cette simultanéité distingue concrètement son fonctionnement.

Avec un système de positionnement par satellite. Le sextant produit d'abord une mesure angulaire optique entre deux directions. Un système satellitaire fournit directement un positionnement et a largement pris le relais. Une lecture d'angle entre l'astre et l'horizon relève donc du sextant.

Précision théorique et précision réelle. La graduation théorique de 0,2 minute d'arc représente environ 370 mètres lorsqu'elle est convertie en variation de latitude. Ce n'est pas une précision de positionnement universelle : en conditions opérationnelles, il faut plutôt compter généralement 2 à 5 milles marins. Présenter 370 mètres comme une exactitude garantie en mer serait donc trompeur.

Plage limitée. Le sextant couvre des distances angulaires de 0° à 120°. Une séparation supérieure à 120° sort de sa plage de mesure ; il faut alors changer de configuration d'observation ou employer un autre moyen de mesure.

Une mesure ne donne pas toujours la même information. La hauteur d'un astre prise à midi solaire sert à déduire une latitude. En navigation côtière, la visée d'un repère fixe répond à une autre question : sa distance. Il faut donc identifier le contexte avant d'interpréter l'angle lu.

La hauteur d'un astre précise la grandeur que le sextant mesure entre l'horizon et la direction de l'astre.

La latitude - géographie - prolonge l'observation faite à midi solaire vers l'information de position recherchée en mer.

L'astrolabe éclaire la différence entre une visée ancienne et l'observation simultanée de deux directions rendue possible par le sextant.