Les Vikings savaient déjà que l'ombre à midi sur un bateau révèle la latitude de sa propre position. Ceux-ci se taillaient une encoche sur le banc de rame, à l'endroit où l'extrémité de l'ombre tombait du rebord de la coque, lorsque l'ombre du jour était la plus courte. Ils pouvaient ainsi retrouver la latitude d'un lieu comme les Shetland, l'Islande ou le Groenland. Bien entendu, l'ombre ne dépend pas seulement de la latitude, mais aussi de la saison. Il est bien connu que l'ombre est plus longue en hiver qu'en été. Mais celui qui part chaque année en juin de Norvège pour l'Islande et revient en août n'a besoin que de deux encoches pour le banc de rame : une pour l'aller et une autre pour le retour.
En principe, la navigation ne fonctionnait pas très différemment jusqu'au 18e siècle. Grâce à des instruments de plus en plus précis (sextant) et à un "annuaire nautique" de plus en plus précis pour déterminer la latitude du soleil (déclinaison), il était possible de déterminer sa propre latitude de plus en plus facilement.
Mais seulement la latitude ! Les navires, comme ceux de Christophe Colomb, naviguaient par exemple depuis les îles Canaries en direction du sud ou du sud-ouest, jusqu'à ce que la latitude souhaitée soit trouvée grâce à l'observation du soleil. Ils se dirigeaient ensuite vers l'ouest et attendaient simplement que la terre soit en vue. La vitesse du navire permettait au navigateur d'estimer approximativement le moment où cela devait se produire.
Chronomètre vs. méthode de la distance lunaire
John Harrison a réalisé un saut quantique en matière d'astronavigation. En 1736, il a développé son premier chronomètre, qui était si précis qu'une position pouvait être déterminée non seulement par la latitude, mais aussi par la longitude. Il existait toutefois d'autres moyens de déterminer la longitude, par exemple à l'aide de la méthode de la distance lunaire : on mesurait ici la distance angulaire entre la lune et d'autres corps célestes.
La théorie avait été établie dès 1524, mais ce n'est que bien des années après la mise au point par Harrison d'un chronomètre précis, à partir de 1763, que les tables pour la méthode lunaire étaient suffisamment élaborées pour être utilisées jusqu'au milieu du 19e siècle. En fait, la méthode lunaire est la plus robuste, car il n'était pas nécessaire d'emporter à bord un chronomètre coûteux et sensible. Mais : les calculs étaient très compliqués et ne pouvaient pas être effectués tous les jours du mois.
Il est difficile de l'imaginer aujourd'hui, mais à la fin du 18e siècle, le prix d'un chronomètre Harrison représentait fièrement 30% de la valeur totale du navire ! Mais ce n'était qu'une question de temps avant que les coûts de production d'un chronomètre ne baissent à tel point que la méthode du Lunar finisse par être complètement évincée.
La méthode HO249
Jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, les navigateurs devaient ensuite se torturer avec de lourdes tables de logarithmes, qui n'ont d'ailleurs pas encore été totalement supprimées des salles de classe d'astronavigation. Ceux qui ont réussi le SHS en savent quelque chose. Mais pourquoi être si compliqué quand on peut faire plus simple ?
Ce sont les Américains qui, au milieu des années 1930, ont publié les "Tables of Computed Altitude and Azimuth 1936-1945" sous le nom de "H. O. Pub. No. 214". Un nouveau jalon dans l'histoire de l'astronavigation. Les bombardiers américains à longue portée avaient besoin d'une localisation rapide, et c'est ainsi qu'ont finalement été créées les géniales tables HO249 "for Air Navigation" en trois volumes seulement, qui sont aujourd'hui encore volontiers utilisées par les navigateurs qui n'ont pas envie d'utiliser des tables de logarithmes. Il existe certes des tables nautiques plus précises, les HO224, composées de six volumes, mais pour les navigateurs, les tables moins complètes pour l'aviation suffisent amplement.
Mais qu'est-ce qui est si génial ? Eh bien, au lieu de devoir calculer soi-même à l'aide de tables de logarithmes, l'angle d'élévation par rapport au soleil (Hc) et la direction par rapport au soleil (azimut) ont déjà été calculés à l'avance pour un nombre presque inimaginable de positions. Ces deux valeurs peuvent être facilement lues dans les livres. Le calcul est donc déjà fait pour le navigateur !
Si le navigateur se trouvait par hasard à l'un de ces lieux de calcul, il devrait également mesurer l'angle d'élévation (Hc) qui y est imprimé sur son propre sextant. Ce serait bien sûr un énorme hasard et, dans la pratique, l'angle observé est différent de l'angle théorique du lieu de calcul. Il faut donc comparer son propre angle d'observation au sextant (Ho) avec celui du tableau HO249 (Hc). Il s'agit en quelque sorte de trouver la différence entre la valeur réelle et la valeur théorique. La différence entre Hc et Ho indique alors à quelle distance on se trouve du lieu de calcul (intercept). On prouve donc en quelque sorte que l'on ne se trouve pas au lieu de calcul, mais on calcule plutôt l'écart exact par rapport à celui-ci. Sur la carte marine, on trace d'abord le lieu de calcul, puis l'écart calculé, soit en direction du soleil, soit en s'éloignant du soleil le long de l'azimut. Le résultat est une ligne de foi.
Astronavigation électronique
Bobby Schenk a été l'un des premiers à utiliser habilement les calculatrices programmables pour l'astronavigation, qui venaient d'arriver sur le marché dans les années 80. Avantage : si l'on peut calculer soi-même son Hc et son azimut à l'aide d'une calculatrice pour n'importe quel endroit, on n'a plus du tout besoin de tablettes !
Aujourd'hui, il existe des applications modernes qui font exactement ce que l'"Astro Classic" de Bobby pouvait déjà faire : déterminer la direction par rapport au soleil (Zn, Azimut) ainsi que l'angle d'élévation par rapport au soleil (Hc) attendu à la position gisante (EP, Estimated Position) en appuyant sur un bouton. Certaines applications sont magnifiquement illustrées et calculent directement une position pour deux mesures successives et le gréement entre les deux. Cela évite même de devoir dessiner.
L'utilisation des programmes Astro est bien entendu pratique et confortable. Même si l'on reste dépendant de l'alimentation électrique de l'ordinateur, de la tablette ou du smartphone. De toute façon, la plupart des gens ne comprennent pas vraiment le contexte des calculs lorsqu'ils utilisent une application. Au lieu de cela, ils se réjouissent simplement du résultat. Il suffit d'entrer deux hauteurs de soleil séparées d'environ deux à trois heures, avec l'heure exacte d'observation et la distance parcourue entre les deux. L'application donne ensuite la position du bateau !
La satisfaction personnelle liée à l'utilisation d'un sextant et d'un ordinateur n'est donc pas très grande. Celui qui a besoin d'un programme informatique pour l'astronavigation peut en fait tout aussi bien naviguer avec le GPS, Galileo ou d'autres systèmes de satellites. En revanche, ceux qui renoncent à ces outils électroniques pour trouver leur destination se réjouiront bien davantage de leurs connaissances et de leur savoir-faire. Dans les prochains webinaires de YACHT, les navigateurs intéressés auront l'occasion de rafraîchir leurs connaissances ou d'en acquérir de nouvelles.
