Comment utiliser un sextant

Le sextant est un instrument de navigation. Il se compose d’une petite lunette de visée, de miroirs et d’un bras mobile qui porte une pièce en bois ou en métal en forme d’arc de cercle de 60 degrés. Cette mesure d’angle correspond au sixième d’un cercle, c’est pour cela que l’instrument porte ce nom ^{[1]
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Source de recherche}. Vous pouvez vous servir du sextant pour déterminer la position (aussi appelée « angle d’élévation ») dans le ciel du soleil, de la lune ou de tout autre corps astral, ainsi que votre longitude. Même si cet outil vous semble complexe au premier abord, une fois que vous aurez compris son principe de fonctionnement et avec un peu d’entrainement, vous n’aurez aucun mal à calculer de façon fiable votre position.

Partie 1

Partie 1 sur 3:
Trouver l’angle d’élévation de l’objet observé

1
Renseignez-vous sur votre altitude. Si vous ne vous trouvez pas à bord d’un bateau en mer lorsque vous vous servez du sextant, vous devrez corriger la visée en fonction de votre altitude par rapport au niveau de la mer ^{[2]
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Source de recherche}. Nous verrons ultérieurement comment réaliser cette correction. Pour l’heure, il faut simplement que vous connaissiez votre altitude.
2
Observez l’horizon à travers le petit miroir. Le petit miroir n’est pas entièrement argenté, ce qui vous permet de voir à travers celui-ci la lunette de visée qui se trouve derrière lui ^{[3]
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Source de recherche}.
- La base de l’angle d’élévation de l’objet dont on cherche à déterminer la position sera formée par la ligne d’horizon.
- Il se peut que sur votre sextant, la ligne d’horizon ne coïncide pas avec le degré zéro. Si ce n’est pas le cas, vous devrez alors corriger la mesure de l’angle de l’objet dont vous voulez trouver la position en lui ajoutant le nombre de degrés qui sépare l’horizon du degré zéro. On parle dans ce cas d’erreur d’index ^{[4]
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  Source de recherche}.
3
Déplacez le bras mobile. Faites-le tourner jusqu’à ce que l’objet dont vous cherchez la position se trouve au niveau de la ligne d’horizon. Un autre miroir, le grand miroir, est fixé sur ce bras mobile. Lorsque vous déplacez ce dernier, le disque sur lequel se trouve le grand miroir tourne lui aussi jusqu’à atteindre la partie réfléchissante du petit miroir. Ainsi, l’observateur a l’illusion que l’objet qui émet la lumière se superpose avec l’horizon.
- Les sextants conçus pour regarder le soleil comportent des filtres qui protègent les yeux des rayons nocifs.
4
Bloquez le bras de l’appareil. Il y a sur le bras mobile un petit loquet de verrouillage qui permet de le maintenir dans la position sur laquelle vous l’avez réglé.
5
Affinez le réglage. Pour cela, tournez le tambour jusqu’à ce que l’objet repose parfaitement sur l’horizon. Faites ce dernier réglage lentement, tout en balançant le sextant d’un côté à l’autre, jusqu’à ce que l’objet observé frôle à peine la ligne d’horizon.
6
Notez l’heure. Vous aurez besoin de l’heure exacte, avec les heures, les minutes et les secondes. Commencez par les secondes pour être certain de ne pas vous tromper.
- Il est très important de noter l’heure immédiatement, notamment si vous utilisez le sextant pour vous repérer en mer.
7
Notez la mesure de l’angle. L’étape suivante consiste à lire sur l’instrument l’angle d’élévation de l’objet.
- Vous pourrez lire la mesure des degrés d’élévation au centre de l’alidade (il s’agit de la partie du bras mobile qui porte le tambour et le mécanisme de verrouillage), dans une petite fenêtre au-dessus du limbe. Il se peut que l’alidade soit équipée d’une petite loupe pour vous permettre de lire plus facilement les graduations du limbe.
- Les minutes et les secondes se lisent grâce aux graduations inscrites sur le tambour.
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Rectifiez la mesure d’angle. La mesure que vous avez réalisée grâce au sextant doit être corrigée en fonction de l’endroit où vous vous trouvez et de l’objet que vous observez, car plusieurs facteurs risquent d’occasionner des imprécisions.
- L’erreur d’index. Il s’agit d’une erreur qui survient lorsque l’horizon n’est pas parfaitement à 0 degré par rapport au sextant, mais à plus ou moins zéro degré. Lorsque la ligne d’horizon se trouve à un angle plus grand que zéro (quand le chiffre est positif), soustrayez l’angle de l’horizon à la mesure trouvée pour l’objet. Lorsque la ligne d’horizon se trouve à un angle inférieur à zéro (quand le chiffre est négatif), ajoutez les degrés d’écart à la mesure d’angle de l’objet.
- La dépression de l’horizon. Il faut également effectuer une correction de la mesure en fonction de votre altitude par rapport au niveau de la mer. Cette donnée doit être exprimée en pieds (si vous la connaissez en mètre, multipliez-la par 3,28). Multipliez ensuite la racine carrée de votre altitude par rapport au niveau de la mer par 0,98 afin de trouver la correction que vous devez appliquer à la mesure d’angle.
- La réfraction. Lorsqu’ils passent à travers une substance, les rayons lumineux sont déviés de leur trajectoire, et ce phénomène est appelé « réfraction ». Plus l’atmosphère est épaisse et plus la réfraction est importante. Vous pourrez connaitre la bonne correction de la réfraction en consultant l’almanach nautique de la région dans laquelle vous vous trouvez.
- La parallaxe. Si vous observez la lune, le soleil ou toute autre planète à l’aide de votre sextant, vous devrez aussi corriger l’erreur due à la parallaxe. Vous trouverez également le facteur de correction à appliquer dans votre almanach nautique.
- Le demi-diamètre. Si vous observez un astre dont le diamètre apparent est considérable (comme c’est le cas pour la lune ou pour le soleil), il vous faudra tenir compte de la distance apparente entre son périmètre et son centre. Une fois encore, le facteur de correction est indiqué dans l’almanach nautique ^{[5]
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  Source de recherche}.
- Une fois que vous avez réalisé toutes ces corrections sur la mesure que vous aviez initialement prise, vous connaissez l’angle d’élévation de l’objet.
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Partie 2

Partie 2 sur 3:
Trouver la latitude à l’aide du sextant (pendant la journée)

1
Trouvez l’angle d’élévation maximum du soleil. Le soleil atteint son point le plus haut à midi (à l’heure solaire du lieu où vous vous situez).
- Suivez les instructions de la première partie pour « trouver l’angle d’élévation de l’objet observé ».
2
Consultez les tables de référence. Vous y trouverez la latitude à laquelle le soleil doit se trouver à la date à laquelle vous l’observez. Lors des équinoxes de printemps et d’automne (c’est-à-dire lors du premier jour de ces deux saisons), le soleil passe exactement au zénith (en son point le plus haut, quand son angle d’élévation est de 90 degrés) au niveau de l’équateur (à une latitude de 0 degré).
- À partir de l’équinoxe de printemps, en mars, le point au niveau duquel le soleil apparait à sa hauteur la plus élevée se déplace en direction du nord jusqu’au solstice d’été (en juin), puis repart en direction de l’équateur jusqu’à l’équinoxe d’automne. Le jour du solstice d’été, le point au niveau duquel il se trouve à sa hauteur maximum se situe sur le tropique du Cancer, à une latitude de 23,5 degrés nord.
- À partir de l’équinoxe d’automne, en septembre, le point au niveau duquel le soleil apparait à sa hauteur la plus élevée se déplace vers le sud jusqu’au solstice d’hiver (en décembre), puis repart en direction de l’équateur jusqu’à l’équinoxe de printemps. Le jour du solstice d’hiver, le point au niveau duquel il se trouve à sa hauteur maximum se situe sur le tropique du Capricorne, à une latitude de 23,5 degrés sud.
- Si vous vous trouvez au nord du tropique du Cancer, vous verrez toujours le soleil au sud par rapport à vous lorsqu’il atteindra sa hauteur maximum. Si vous vous trouvez au sud du tropique du Capricorne, vous le verrez toujours au nord par rapport à vous en son point le plus haut. En revanche, si vous êtes entre ces deux tropiques, son point le plus haut pourra être, par rapport à vous, au sud ou bien au nord en fonction de la période de l’année et même directement au-dessus de vous dans certains cas.
3
Calculez la différence entre l’angle d’élévation du soleil et le zénith. Si le soleil apparait au sud par rapport à vous avec un angle de 49 degrés, soustrayez 49 à 90. Vous trouvez alors une différence de 41 degrés.
- Si vous réalisez ces mesures le jour de l’équinoxe, en septembre ou en juin, cette différence correspond à votre latitude. Dans notre cas, ce sera une latitude de 41 degrés nord. Si vous avez vu le soleil au nord, avec le même angle d’élévation, un jour d’équinoxe, votre latitude est de 41 degrés sud. Si vous observez le ciel un autre jour de l’année, il vous reste encore un peu de travail à accomplir.
- Si la latitude à laquelle le soleil se trouve directement au-dessus de vous est au nord de l’équateur et que vous voyez le soleil au sud en son point le plus haut, ajoutez cette latitude (qui est la déclinaison du soleil) à l’angle restant pour obtenir votre latitude. Si le soleil apparait au-dessus de vous à une latitude de 20 degrés nord lorsque vous le voyez avec un angle d’élévation de 49 degrés par rapport à votre position, cela signifie que vous êtes à une latitude de 61 degrés nord (90 – 49 + 20). De la même façon, si la latitude à laquelle le soleil se trouve directement au-dessus de vous est au sud de l’équateur et que vous voyez le soleil au nord en son point le plus haut, ajoutez cette latitude à l’angle restant pour obtenir la vôtre ^{[6]
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  Source de recherche}^{[7]
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  Source de recherche}.
- Si la latitude à laquelle le soleil se trouve directement au-dessus de vous est au sud de l’équateur et que vous voyez le soleil au sud en son point le plus haut, soustrayez cette latitude à l’angle restant pour obtenir la vôtre. Si le soleil apparait au-dessus de vous à une latitude de 20 degrés sud lorsque vous le voyez avec une élévation de 49 degrés par rapport à votre position, cela signifie que vous êtes à une latitude de 21 degrés nord (90 – 49 – 20). De même, si la latitude à laquelle le soleil se trouve directement au-dessus de vous est au nord de l’équateur et que vous voyez le soleil au nord en son point le plus haut, soustrayez cette latitude à l’angle restant pour obtenir la vôtre.
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Partie 3

Partie 3 sur 3:
Trouver la latitude à l’aide du sextant (pendant la nuit)

1
Cherchez Polaris. Cette étoile, également appelée Étoile polaire, est la plus brillante de la constellation Ursa Minor (la Petite Ourse ou petite casserole). Elle se trouve tout au bout de la queue de l’ourse ou de la poignée de la casserole. Si vous avez un peu de mal à la trouver, il y a deux méthodes faciles pour la repérer.
- Suivez des yeux les étoiles formant le bord de la Grande Ourse dans le sens de l’ouverture de la casserole. Ces deux étoiles vous montrent la direction vers Polaris.
- Partez du Grand carré de Pégase et traversez la constellation Cassiopée (qui, en fonction de sa position dans le ciel ressemble soit à un M soit à un W). Il s’agit d’une méthode alternative qui vous sera utile pour trouver Polaris lorsque la Grande Ourse n’est pas visible, car elle se trouve parfois en dessous de l’horizon.
2
Trouvez l’altitude de Polaris à l’aide de votre sextant. Reportez-vous pour cela aux instructions de la première partie : « Trouver l’angle d’élévation de l’objet observé ». L’angle d’élévation de l’étoile Polaire est le même que votre latitude.
- Cette méthode ne fonctionne que dans l’hémisphère Nord, car l’étoile Polaire n’est pas visible au sud de l’équateur.
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Conseils

Il existe d’autres outils de navigation qui fonctionnent sur le même principe que le sextant, comme le quadrant, le quintant ou l’octant. Ces objets doivent leurs noms au fait qu’ils forment respectivement un quart, un cinquième ou un huitième de cercle. Tous sont gradués de façon à ce que les angles qu’ils permettent de mesurer correspondent au double de l’arc de cercle que leur forme physique occupe dans l’espace. Par exemple, le sextant forme un arc de cercle de soixante degrés, mais il permet de mesurer des angles à 120 degrés ^{[8]
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Source de recherche}.
Les sextants modernes sont équipés de miroirs plus grands que ceux des sextants anciens. Les instruments traditionnels possédaient des miroirs de seulement 2,5 cm de diamètre alors que les appareils modernes ont des miroirs de 5 cm de diamètre. Certains d’entre eux mettent même à disposition un horizon artificiel, ce qui permet de s’en servir même lorsque l’horizon naturel n’est pas visible ^{[9]
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Source de recherche}.
Il ne faut pas confondre les sextants dédiés à la navigation et les sextants dédiés à l’astronomie. Ces derniers sont des instruments bien plus volumineux qui ne comportent pas de miroir pour les angles, ce qui signifie qu’ils ne permettent pas de mesurer des angles de plus de 60 degrés ^{[10]
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Source de recherche}.

Avertissements

Il faut que la lunette soit parallèle au plan du sextant. Pour vérifier que c’est bien le cas, prenez deux étoiles distantes de plus de 90 degrés l’une de l’autre et servez-vous du sextant pour les faire apparaitre côte à côte. Déplacez l’instrument de façon à ce que ces étoiles se retrouvent sur l’un des côtés de votre champ de vision. Si elles s’éloignent l’une de l’autre à ce moment-là, c’est que vous avez une erreur de collimation et que vous devez repositionner correctement la lunette de visée. Vous ne serez confronté à ce problème que sur des sextants anciens, les appareils modernes sont équipés de lunettes de visée réglables.
Il faut également que le petit miroir soit parallèle au plan du sextant. Pour vérifier que c’est le cas, faites pointer le bras mobile sur 0 degré et regardez à travers le petit miroir. Tournez le tambour (la molette micrométrique) d’avant en arrière de telle sorte que vous puissiez voir à la fois l’étoile et son reflet. Si le reflet passe directement à travers l’image réelle, cela signifie que le petit miroir est correctement aligné. Si au contraire elle passe à côté, vous êtes confronté à une erreur d’excentricité : il faut que vous replaciez correctement le miroir de façon à ce que les deux images se superposent.
En plus d’une éventuelle erreur d’index, vous pouvez rencontrer d’autres problèmes avec votre sextant que vous devrez aussi corriger. Si le grand miroir n’est pas perpendiculaire au cadre du sextant, il se peut qu’en regardant à travers celui-ci, vous ayez l’illusion que le limbe est cassé. Il s’agit dans ce cas d’une erreur de perpendicularité. Pour le vérifier, bloquez le limbe sur 60 degrés et regardez à travers le grand miroir.
Ces trois erreurs devront être vérifiées et corrigées dans l’ordre suivant : d’abord l’erreur de perpendicularité, puis l’erreur d’excentricité et enfin l’erreur de collimation ^{[11]
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Source de recherche}.