exposé des 5°a sur les instrumant de navigation chez les marins arabes au moyen age

LE COMPAS DE NAVIGATION :

Le compas est un instrument de navigation qui donne une référence de direction (le nord) sur le plan horizontal et permet ainsi la mesure d'angles horizontaux par rapport à cette direction. Le compas est gradué de 0° (nord) à 359° dans le sens des aiguilles d'une montre (sens rétrograde).

NORD COMPAS, NORD MAGNETIQUE ET NORD GEOGRAPHIQUE :

Il faut distinguer :
- Le nord compas (Nc), l'indication du nord par le compas.
- Le nord magnétique (Nm), indiqué sur les cartes.
- La différence angulaire entre le nord du compas (Nc) et le nord magnétique (Nm) est appelée déviation (δ).
- Cette déviation varie avec le Cap compas (Cc).
- Le nord vrai (Nv) ou nord géographique.
- La différence angulaire entre le nord vrai et le nord magnétique est appelée déclinaison (D).

C'est la composante horizontale de l'inclinaison magnétique. En effet, le nord magnétique indique le pôle magnétique qui se déplace dans le temps plus ou moins autour du pôle géographique. Les cartes marines, quelque soit leur type de projection, indiquent toujours le nord géographique ainsi que la déclinaison magnétique et sa variation annuelle. Les lignes d'égale déclinaison sont appelées lignes isogoniques. Il existe des zones où les compas magnétiques sont déviés par les masses géologiques environnantes, ces variations locales sont égalements indiquées sur les cartes.

L'ASTROLABE :

L'astrolabe (ou Almincantarat, Almicantarat, de l'arabe المقنطرة : Al-Muqantara) est une double projection plane (le plus souvent une projection polaire) qui permet de représenter le mouvement des étoiles sur la voûte céleste. Le principe de sa construction est connu depuis l'époque grecque; mais son utilisation courante n'a été répandue que par les astronomes de l'Islam, à partir du VIIe siècle. D'usage limité pour les observations astronomiques, il sert surtout pour l'astrologie, l'enseignement de l'astronomie, et le calcul de l'heure le jour par l'observation du soleil ou pendant la nuit par l'observation des étoiles. Dans sa forme simplifiée, l'"astrolabe nautique", ce fut le principal instrument de navigation depuis le XVIe siècle jusqu'au XVIIIe siècle, au moment où fut inventé le sextant.





L'astrolabe a probablement été inventé par Hipparque et amélioré dans le monde islamique, avant d'atteindre l'Europe vers 970, par l'intermédiaire du moine Gerbert d'Aurillac, qui le ramena d'Espagne, d'où il rapporta nombre de connaissances scientifiques transmises par les Arabes, qui occupaient en partie la péninsule ibérique. L'auteur anglais Geoffrey Chaucer (v.1343–1400) a écrit un traité sur l'astrolabe pour son fils. Au XVe siècle, le fabricant d'instrument français Jean Fusoris (v.1365–1436) a commencé à les vendre dans son magasin à Paris, avec des cadrans solaires portatifs et d'autres instruments scientifiques populaires à cette époque.

FONCTIONNEMENT :

L'astrolabe superpose deux instruments scientifiques.


Un astrolabe se compose d'un cercle gradué en degrés (rapporteur) avec un bras tournant attaché à son centre, l'alidade. Quand il est suspendu par son anneau supérieur, la marque 0° sur le cercle est alignée avec l'horizon. Si une étoile, ou tout autre corps céleste, est visé à l'extrémité du bras mobile, la position de l'étoile peut être lue (prise) sur le cercle gradué. L'étymologie latine du nom provient de cette action : astro = étoile, labe = prendre. Cette fonction est la seule réalisée par les "astrolabes nautiques", utilisés pour la navigation maritime, et qui ne présentent pas la partie centrale.

Le centre de l'astrolabe est un abaque permettant de déterminer l'heure à partir de la hauteur de l'astre, et de là, sa direction. Sur le plateau (mater) sont gravées des lignes qui représentent la projection stéréographique de la sphère céleste, uniquement valides pour une latitude géographique donnée.
Sur cette grille de coordonnées tourne le rete, qui est un cadre avec des points représentant les étoiles fixes.
Quand le rete tourne en fonction du temps local, la position des étoiles qu'il matérialise se déplace sur le plateau mater, où peuvent être lues les hauteurs et les directions. Réciproquement, l'instrument peut être ajusté à la position mesurée, le temps pouvant alors être lu sur l'échelle. La hauteur de l'astre visée étant connue, on fait tourner le rete jusqu'à ce que le repère du rete correspondant à l'astre coïncide avec la graduation de la hauteur sur la mater. Dans cette position, l'astrolabe est réglé à l'heure locale, et la direction de l'axe peut être lue sur l'autre famille de graduation de la mater. Pour une lecture correcte, il faut bien entendu savoir si l'astre visé est ascendant (à l'orient) ou descendant (à l'occident), ce qui ne pose guère de problème à l'observateur entraîné.

UTILISATION :

L'astrolabe est avant tout un instrument destiné à lire l'heure solaire ou stellaire en un endroit donné, pour effectuer des observations astronomiques ou astrologiques. Quand il est destiné à être utilisé en voyage, il dispose d'un jeu de plusieurs plateaux, permettant d'ajuster la représentation du ciel local en fonction de la latitude du lieu.

CONSTRUCTION :

L'intérêt d'une telle projection stéréographique de la voûte céleste est essentiellement pratique et esthétique : avec cette projection, tous les cercles (de hauteurs, d'azimuth,...) sont transformés en cercles, ce qui en facilite grandement le tracé, et conduit à un résultat beaucoup plus esthétique. Sans cette contrainte de réalisation, une projection centrale arbitraire pourrait être retenue. La rete n'est qu'une armature destinée à supporter la matérialisation du zodiaque d'une part, et les pointeurs des principales étoiles d'autre part. Cette armature est souvent une véritable œuvre d'art à elle seule. Elle tend à paraître symétrique par rapport à l'axe des solstices, alors que les positions stellaires ne le sont naturellement pas. L'astrolabe est le plus souvent dimensionné de manière à ce que le cercle du zodiaque soit pratiquement tangeant à la bordure extérieure. Les étoiles représentées sont donc restreintes à celles située au dessus du tropique du Capricorne. Sirius est donc toujours représentée, souvent Antarès, mais généralement pas Fomalhaut.

http://flickr.com/photos/charlestilford/189670488/


LA BOUSSOLE :

La 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 confondre avec le nord géographique.

Le terme de boussole ne s'emploie qu'en navigation terrestre. En navigation maritime, équipée d'une ligne de foi (repère parallèle à l'axe du navire, gravé sur l'instrument et donnant la direction suivie), elle est alors appelée compas. Les plus anciennes boussoles connues étaient utilisées par les Chinois au IIe siècle, chez qui elle est très utilisée en géomancie. Leurs boussoles ressemblaient alors à leurs cuillères à soupe. Les Européens ne commencèrent à utiliser la boussole qu'à partir de la fin du XIIIe siècle, lors des grandes expéditions maritimes.



Une boussole fournit une direction de référence connue qui aide à la navigation. Les points cardinaux sont : Nord, Est, Sud et Ouest. Une boussole peut être utilisée conjointement à une horloge pour fournir une estime de sa navigation. Une boussole peut être constituée de n'importe quel dispositif utilisant une aiguille magnétisée tournant librement sur un pivot, afin qu'elle puisse indiquer la direction du nord magnétique de la magnétosphère de notre planète.



Autrefois, certaines boussoles étaient équipées d'un cadran solaire (utilisant l'ombre portée d'une aiguille ou d'un triangle rabattable) permettant de corréler l'heure approximative avec l'indication de l'orientation de l'aiguille aimantée, ce dispositif se rapproche dans sa fonction de l'astrolabe.



HISTOIRE DE LA BOUSSOLE DE NAVIGATION :

Des boussoles ont été initialement utilisées dans le mysticisme dans l'antiquité chinoise. L'utilisation du champ magnétique de la Terre fait de cette façon constituait un spectacle. Des flèches ont été fabriquées comme les dés. Ces flèches magnétisées s'alignaient sur le Nord, impressionnant l'assistance. Curieusement, cela a pris un certain temps pour que ce phénomène soit utilisé par les Chinois pour les besoins de la navigation, mais au XIe ou XIIe siècle le procédé était devenu commun.

La connaissance de la boussole arrive en Europe au XIIe siècle. Les marins Européens l'ont apparemment apprise des Arabes, adoptant son utilisation dans la première moitié du XIIIe siècle. En 1358, un moine anglais du nom de Nicholas de Lynne, aurait servi comme navigateur grâce à sa compétence et à sa connaissance de "la boussole magnétique".

Avant l'introduction de la boussole, la navigation en mer a été faite principalement par la navigation célestielle (navigation par même latitude : le navire se "calait" sur la latitude d'arrivée et y restait), complétée dans quelques endroits par l'utilisation des sondages. Les difficultés surgissaient où la mer était trop profonde pour effectuer des sondages et où les conditions atmosphériques étaient continuellement mauvaises ou l'air brumeux empêchant la vision du soleil.
Ainsi la boussole n'était pas de la même utilité partout. Par exemple, les Arabes pouvaient généralement compter sur un ciel clair pour naviguer dans le Golfe Persique et l'Océan Indien (avec aussi la nature prévisible des moussons). Ceci peut expliquer en partie leur adoption relativement tardive de la boussole. Les marins en Mer Baltique relativement peu profonde ont fait l'utilisation étendue des sondages.

Dans le bassin méditerranéen, cependant, depuis l'antiquité, les voyages en mer ne se faisaient pas entre octobre et avril, en partie du fait de l'absence de ciel clair pendant l'hiver méditerranéen (et la mer étant beaucoup trop profonde pour des sondages).
Avec l'amélioration des méthodes de navigation à l'estime et le développement de meilleures cartes, ceci changea pendant la deuxième moitié du XIIIe siècle. Environ vers 1290, la saison de navigation a pu commencer en janvier ou février et se terminer en décembre. Les mois additionnels étaient d'une importance économique considérable; elles ont permis aux convois vénitiens, par exemple, de faire deux voyages aller-retour par année en méditerranée orientale au lieu d'un seul.

PRINCIPE PHYSIQUE :

L'élément de base est une tige magnétique. On peut la réaliser en alignant une tige de fer ou d'acier sur le champ magnétique de la Terre et puis la faisant chauffer puis refroidir (recuire) ou en la frottant. Cependant, cette méthode produit seulement un aimant de faible puissance; ainsi d'autres méthodes sont préférables.

Cette tige magnétisée (ou aiguille magnétique) est alors placée sur un support de friction quasi-nulle pour lui permettre de pivoter librement pour s'aligner sur le champ magnétique ambiant. On y appose alors une marque à une extrémité afin que l'utilisateur puisse distinguer les directions nord et sud.

http://flickr.com/photos/chlaf/2658004567/

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Commentaire de Vincent Mespoulet le 1 janvier 2009 à 20:27
ouch, c'est illisible Noémie, trop compliqué... même moi je n'y comprends rien... ! Donc cela fait trop copié/collé... En plus ce qui m'arrangerait c'est que tu en fasses un post-blogue pas une discussion, et aussi que tu colles ton travail quand il sera fini dans cette discussion... Bel effort en tout cas, mais essaie de simplifier !

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