Le sextant

Le sextant est un appareil optique qui permet de mesurer la séparation angulaire entre deux objets. Il a été inventé indépendamment par John Hadley et Thomas Godfrey vers 1730, et servait principalement aux navigateurs de l'époque. En effet, en mesurant la position angulaire d'un astre connu au-dessus de l'horizon, il est possible de déterminer la latitude à laquelle on se trouve.


Un sextant ancien

Un sextant est composé de deux miroirs, un fixe (A) et un mobile (B), d'une lunette de visée (O) et d'un arc de cercle gradué (voir le schéma 1). Cet arc de cercle est de 60°, soit un sixième de cercle, d'où le mot sextant (sex signifie six en latin). Le miroir fixe est appelé miroir d'horizon. Sa moitié supérieure est transparente alors que sa moitié inférieure est réfléchissante. Pour mesurer l'élévation d'un astre (l'angle EOH), la démarcation entre les deux moitiés du miroir doit concorder avec l'horizon (H) lorsqu'on regarde dans la lunette de visée. Le second miroir, celui qui est mobile, est fixé à un levier (L) dont le point d'attache se trouve au sommet (S) de l'appareil. Ce miroir réfléchit la lumière provenant des astres vers le miroir fixe. En regardant dans la lunette de visée, on voit donc une partie du ciel étoilé superposé à l'horizon. Pour obtenir la mesure de l'élévation d'un objet céleste, il suffit de déplacer le miroir mobile jusqu'à ce que l'image de l'objet en question concorde avec la ligne d'horizon. Le levier indique alors un angle (l'angle XSL) sur l'arc de cercle gradué. Cet angle est la moitié de l'élévation de l'astre, puisque la lumière subit deux réflexions. Lorsque la ligne d'horizon n'est pas visible, en ville ou en région montagneuse par exemple, la surface d'un liquide réfléchissant comme le mercure peut servir de ligne de référence.


Schéma 1

À cause de la rotation de la Terre sur elle-même, il peut être compliqué de déduire la latitude à partir de l'élévation d'un astre quelconque. Il est donc préférable d'utiliser comme astre de référence une étoile dont la position est fixe en tout temps. Dans l'hémisphère Nord, cette étoile est l'étoile Polaire. En effet, cette étoile nous semble immobile dans le ciel parce que l'axe de rotation de la Terre pointe presque exactement dans sa direction (voir le schéma 2). Ainsi, en mesurant son élévation (l'angle SAB), il est possible d'obtenir directement une mesure de la latitude (l'angle ECO) de l'endroit où l'on se trouve. Malheureusement, il n'y a aucune étoile comme l'étoile Polaire dans l'hémisphère Sud. Il faut alors se servir d'étoiles qui ne sont pas fixes pour déterminer la latitude, ce qui peut s'avérer particulièrement complexe.


Schéma 2

Exploration
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