La navigation astronomique

La navigation astronomique est une technique de navigation qui consiste à déterminer sa position à l'aide de l'observation des astres et la mesure de leur hauteur (c'est-à-dire l'angle entre la direction de l'astre et l'horizon). Elle est mise au point à partir de la Renaissance par les navigateurs portugais…

En navigation maritime, comme autrefois en navigation aérienne, la détermination de la position nécessite l'emploi d'un sextant, la consultation d'éphémérides, un identificateur d'étoiles, la mesure de l'heure exacte, et l'application de formules de mathématiques.

Ces méthodes, indépendantes de tout système extérieur, peuvent être mises en œuvre en complète autonomie et sans aucun appareil électrique. La navigation astronomique n'est dépendante que des seules conditions météorologiques : sans astres visibles, aucune mesure n'est possible.

La navigation astronomique est restée longtemps l'unique technique permettant aux navigateurs de se situer hors de vue de terre, à condition que l'heure soit connue avec une très bonne précision et que leur estime soit bien tenue. Le Soleil est l'astre utilisé le plus souvent, mais les mesures les plus précises sont obtenues à l'aide d'étoiles, à l'aube ou au crépuscule parce qu'il est nécessaire que l'horizon soit visible. Il est aussi possible de viser la Lune et les planètes, (avec des résultats moins précis) pourvu qu'elles soient décrites dans des éphémérides. L'observation de plusieurs étoiles permet d'obtenir une bonne position à l'aube et au crépuscule (point crépusculaire) ainsi que celle du Soleil, à toute heure de la journée ou à la méridienne (point à midi).

Principe de base
Le lieu des points, d'où l'on relève un astre donné à un instant donné à une certaine hauteur au-dessus de l'horizon, dessine un cercle sur la sphère terrestre. Le centre de ce cercle correspond à la position à laquelle cet astre est au zénith. On connaît avec exactitude (par les éphémérides) la latitude et la longitude de cette position, aussi appelé "pied" de l'astre ou point substellaire. Le rayon du cercle est égal à la distance zénithale, soit :  90°-h   ;  h étant la hauteur de l'astre au-dessus de l'horizon.

En mesurant plusieurs hauteurs d'astres différents ou en établissant des mesures du même astre à des heures différentes, il est possible de déterminer une position à l'intersection de ces différents cercles. Des méthodes de calculs, à partir de tables de logarithmes ou d'une calculatrice scientifique, permettent de déterminer ces positions à partir des angles mesurés.

Mesure de la hauteur au sextant
La précision des outils de mesure a évolué avec le temps. Une méthode simple et très approximative est de lever la main avec le bras tendu. La largeur d'un doigt correspondant environ à 1,5°. La nécessité de disposer d'outils de mesure plus précis a entrainé le développement de nombreux outils de plus en plus performant, le bâton de Jacob, le kamal, le quadrant, l'astrolabe, l'octant et aujourd'hui le sextant, qui permet par un jeu de miroirs de mesurer la hauteur de l'astre au-dessus de l'horizon avec une bonne précision.

Texte sous licence CC BY-SA 3.0. Contributeurs, ici. 

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