CHAPITRE III

Trop souvent, sur terre et sur mer, la boussole est un guide trompeur : c'est qu'elle peut se trouver en défaut p;ir suite d'attractions locales. Bougueren a fait l'expérience lors de son voyage au Pérou. Lorsqu'il voulut relever à la boussole sa route de La Plata à Honda (au sud-est de Quito), il s'aperçut que l'aiguille éprouvait les perturbations les plus irrégulières. Il suffisait de faire quelques pas pour voi^' la boussole^, dévier de plus de 50 degrés. Bouguer s'assura que la cause de ces perturbations locales résidait dans les blocs de roche épars |j|ans les environs , qui sem- • blaient avoir été semés là par quelque volcan voisin. Ces masses noirâtres et fendillées portaient les traces évidentes de l'action du feu; à l'intérieur, on les trouvait blanches et d'un grain très fin. Quelques-unes ét£|ient de dimensions assez considérables pt cQuyertes .d'hiéroglyphes gravés profonijémeût dans cette roche tondre; les judigèqes les appelaient

pedras pintadas (pierres peintes, pierres marquées) «

Plus tard, Alexandre de llumboldt trouva sous une latitude voisine, au pied du volcan de Pasto, des rochers de porphyre rouge qui manifestaient également des propriétés magnétiques. Les roches basaltiques montrent souvent une polarité magnétique qui agit fiirtement sur la boussole. Il suffit de citer à cet égard le rocher sur lequel est bâti le château de Dumbarton- Castle en Ecosse, et dont l'action se fait sentir jusqu'au delà de la rivière de Clyde.

La plupart des roches volcaniques sont pFus ou moins magnétiques. Humboldt cite une colline, le Heidelberg, près de Zell, dirigée du sud-est au nord-ouest, dont le versant sud-est agit sur l'aiguille comme le pôle nord d'un aimant, et le versant opposé comme le pôle sud. L'action est sensible à 10 mètres. La montagne est formée de couches parallèles à son axe longitudinal, et la roche qui la compose renferme des parcelles de fer oxydulé qu'on en peut extraire en la pulvérisant et en y plongeant un barreau aimanté ; en certains endroits, ces parcelles sont visibles à l'œil nn.

Dans l'Inde, M. J. Allan Broun, alors astronome du rajah de Travancore, a examiné aussi des montagnes magnétiques. Il les a trouvées composées de masses irrégulièrement distribuées, dont les pôles étaient dirigés dans tous les sens, de sorte que l'effet total était peu sensible à distance.

En Ethiopie, M, d'Abbadie a eu également à constater plus d'une fois l'influence perturbatriceque les attractions locales de roches ferrugineuses exerçaient sur les indications de ses boussoles.

LES ERREURS DE LA BOUSSOLE. iiS

Les navigateurs ne sont pas à Tabri de cette cause d'erreur lorsqu'ils arrivent dans le voisinage des côtes. Dans son premier voyage polaire, Parry vit subitement, le 1" août 1822, dans la baie de Baffin, deux boussoles sauter de Vest au nord-ouest, pendant que le navire était sous voiles, puis au bout d*un certain temps revenir à la première direction. Le 26 août, pen3jnt la nuit, l'aiguille sauta encore de 7 rhumbs (80 de-^ grés), puis revint en arrière après que le navire eut fait un demi-mille. Lapeyrouse, en passant près de Ténériffé, et Cook entre les îles de la mer du sud, ont aussi constaté des déviations irrégulières de la bous< sole.

A bord des navires, la boussole est d'ailleurs exposée à une cause de trouble permanente par suite de la présence des masses de fer plus ou moins considérables, qui, sous TinQuence de la terre, prennent une polarité magnétique variable suivant les lieux où l'on se trouve. Les marins ont été longtemps avant de se douter des erreurs occasionnées par le fer des vaisseaux : ces erreurs étaient autrefois moins apparentes, non seulement à cause du peu de sensibilité des anciennes boussoles, mais sans doute aussi parce qu'il entrait moins de fer dans la construction des navires. Aujourd'hui que les ancres sont plus fortes et plus nombreuses, qu'on les attache avec des chaînes, qu'on a substitué aux caisses à eau en bois des caisses en tôle, aux canons de bronze des canons d'acior, les erreurs dues à l'influence du fer sont beaucoup plus sensibles ; je ne parle pas des navires cuirassés, qui sont complètement bardés de fer.

Malgré la petitesse relative de celte influence sur les navires anciens, dès 1666 un hydrographe dieppois, Guillaume Denys, avait fait la remarque que deux boussoles placées en deux points différents d'un navire n'étaient plus d'accord. L'astronome Wales, qui accompagna Cook dans ses voyages (1772-1774), constata, pendant la traversée d'Angleterre au cap de Bonne-Espérance, des déviations locales de la boussole qui atteignaient 5 ou 6 degrés ; il acquit la certitude que la déclinaison de l'aiguille n'était point la même dans les différentes positions du navire, qu'elle était plus grande quand le navire avait le cap entre le nord et l'est qu'entre le sud et l'ouest. Walker ajoute que les observations faites en deux points différents du même navire, ou sur deux navires différents, sont loin de donner des résultats identiques. Cook lui-même, sans mentionner les observations de Walker, constate, dans la relation de son second voyage, que plus d'une fois il a trouvé la variation du compas de quelques degrés plus grande quand on avait le soleil à bâbord que lorsqu'on l'avait à tribord. L'amiral danois Lôwenôrn, d'Entrecasteaux, Vancouver et d'autres navigateurs constatèrent ces anomalies sans en deviner la cause. Enfin en 1790 le maître timonnier du vaisseau la Gloire 9 de la marine anglaise, nommée Downie, dans un rapport sur les déviations de la boussole, déclare qu'elles sont produites par la polarité magnétique que le fer des njivires acquiert sous l'influence du globe, polarité qui change de sens à'm hémisphère h Vm}ire. \\ ajoutp que ie\i% wavîgciteurs qui croient suivre la môme rOUte d'^près l§Hr

boussole suivent rarement des directions parallèles.

Onze ans plus tard, le capitaine Flinders, chargé d'une reconnaissance des mers du sud, nota les erreurs de la boussole pour les diverses orientai ons de son navire (Vlnvestigator). Il trouva que, dans un même lieu, la déviation augmentait à mesure que le cap du navire s'écartait du méridien magnétique, qu'elle atteignait un maximum dans la direction, est et ouest, et qu'elle semblait varier d'un lieu à l'autre à peu près comme l'inclinaison. De retour en Angleterre, après une captivité de sept ans subie à l'Ile de France, Flinders répéta ses expériences en 1810 dans les ports anglais, et il en conclut que l'influence perturbatrice se concentre en quelque sorte dans un point focal situé vers le milieu du navire, où se trouvent d'ordinaire accumulées des masses de fer considérables : boulets, chaînes, ancres, etc. Ce point focal, ce centre magnétique se comporte comme l'extrémité supérieure de l'aiguille d'inclinaison ou d'une barre de fer doux aimantée par l'influence terrestre : il représente un pôle analogue au pôle terrestre le plus voisin, c'est-àdire que dans l'hémisphère boréal il attire l'extrémité nord, dans l'hémisphère austral l'extrémité sud de Taiguille de la boussole.

Les deux voyages de William Scoresby au Spitzberg, les expéditions polaires de John Ross et de Parry, contribuèrent beaucoup à éclaircir ce problème. Il fut reconnu que pour une certaine direction de l'axe du navire, la déviation est nulle, et qu'elle atteint son maximum dans les deux orientations perpendiculaires à cette direction. Évidemment la dévia-

tion disparait quand le centre magnétique du navire se trouve dans le méridien de l'aiguille ; si à ce moment on marque sur le pont ou sur la boile du compas la ligne de ce méridien, /on a la ligne neutre ^ qui joint la boussole au centre magnétique du navire, et qu'il suffit d'amener dans le méridien magnétique pour que la boussole cesse d'être influencée. Dans le cas le plus ordinaire, cette ligne neutre ne s'éloigne - pas beaucoup de l'axe du navire.

Les déviations de la boussole qui résultent de la polarité propre du bâtiment peuvent être très considé* râbles, et elles expliquent les contradictions que présentent les données fournies par les navigateurs du siècle dernier sur la direction des courants maritimes.

Les erreurs de route étaient toujours attribuées par eux à la dérive occasionnée par un courant. Bien des désastres maritimes n'ont probablement eu d'autre source que l'ignorance où l'on était de cette grave cause d'erreur.

Le 26 mars 1805, la frégate anglaise V Apollon quitta le port de Cork avec un convoi de soixante-dix vaisseaux marchands ; le 2 avril, à 3 heures du matin, V Apollon et quarante navires du convoi s'échouèrent sur la côte du Portugal, quand le capitaine croyait être à 180 lieues de terre. Un autre exemple de ces grosses erreurs de route est fourni par le naufrage de la Thétis^ qui mit à la voile de Rio le 4 décembre 1830, ayant à bord un million de dollars. La frégate avait eu le cap au sud-est pendant toute la nuit; le matin, se croyant loin de la côte, elle avait viré de bord afin de profiter d'une bonne brise qui

venait du sud, quand elle se trouva tout à coup lancée contre les rochers accores du cap Frio et réduite à Tctat d'épave. Dans le naufrage de la Tamise^ qui eut lieu le matin en vue du cap Beachy-Head, où le navire avait passé la veille au soir, la cause de Terreur de route était encore plus palpable, car la Tamise avait à bord une cargaison de 400 tonnes de fer et d'acier.

Pour les vaisseaux de fer, la déviation de l'aiguille peut devenir si considérable que la boussole n'est plus d'aucun usage. Ainsi Lilley trouva que le compas du Shanghaï, bateau à hélice entièrement en fer, déviait de 172 degrés vers l'ouest.

Pour atténuer les déviations, Parry éloignait toute pièce de fer de la boussole, et remplaçait les canons de fonte de l'arrière par des canons de bronze. Le capitaine Duperrey, avant de partir pour son voyage de circumnavigation sur la corvette la Coquille^ usa de précautions analogues. 11 supprima les canons du gaillard d'arrière, et fit cheviller et clouer en cuivre tout ce qui entourait la boussole, jusqu'à 5 ou 4 mètres de distance. Grâce à ces arrangements, les erreurs dues à la polarité du navire se trouvèrent notablement réduites. Lorsqu'on faisait tourner la corvette sur ellemême par une mer calme et qu'on relevait à la boussole le soleil couchant, la plus grande différence entre les résultats dépassait rarement 1 degré.

Lorsqu'on veut déterminer d'une manière précise les déviations de la boussole pour les diverses orientations du navire, on amène ce dernier en rade dans le voisinage des côtes, et dans une eau calme, puis on le fait tourner sur lui-même en l'arrêtant successive-

i20 LE MAGNÉTISME.

ment dans une série de positions, et en relevant chaque fois à la boussole le cap du navire et le gisement d'un signal placé à terre (fig. 38). En même temps, un second observateur, installé sur la terre près du signal, prend chaque fois la direction du premier à l'aide d'une seconde boussole. La comparaison des relèvements réciproques de la ligne qui joint les deux observateurs donne les déviations de la boussole restée à bord pour tous les caps successifs. Pour s'assurer que les deux boussoles sont d'accord, on les compare soigneusement à terre.

On peut d'ailleurs éviter les relèvements réciproques par un artifice très simple, dont la première idée revient à M. Stebbing. On trace autour du signal un arc de cercle d'environ 30 mètres de rayon, et Ton marque les degrés par des piquets, en plantant de cinq en cinq degrés un piquet plus haut, après avoir déterminé avec soin, à l'aide de la boussole, la direction du méridien magnétique passant par le signal. Tout en prenant du navire le relèvement du signal, on note alors le jalon sur lequel se projette le signal, et l'on a ainsi immédiatement l'azimuth magnétique vrai qui correspond à ce relèvement.

Ayant déterminé par l'une de ces méthodes les déviations du compas pour tous les caps du navire, on peut dresser des tables qui serviront à corriger la route. Généralement on trouve deux caps opposés pour lesquels la déviation est nulle : ces caps font connaître la direction de la ligne neutre. Mais il existe aussi un moyen de redresser directement les erreurs de la boussole : ce moyen est fourni par la pla

que de correction ou le compensateur de M. Barlow. Nous avons vu que Tinfluence du navire sur la boussole semble émaner d'un centre magnétique, dont la ligne neutre marque la direction. M. Barlow, plrofesseur k l'École militaire de Woolwich, expérimentateur ingénieux, s'est demandé s'il ne serait pas possible de produire exactement les mêmes effets avec une simple plaque de fer doux^ placée à une distance

Fig. 58. — Déviations du compas.

convenable de la boussole dans la direction de la ligne neutre. En déposant la boussole, hors du navire, sur un socle de bois mobile, on peut en effet par tâtonnement trouver une position où une plaque de fer doux, fixée au socle et tournant avec lui, produit des déviations identiques à celles qu'on avait observées à bord. Cette plaque étant ensuite fixée dans la môme position au support du compas installé à bord, les déviations seront doublées, et, si on la fixe dans une position diamétralement opposée, elles seront annulées.

m LE H&GAËTISHE.

Le compensateur de Barlow, fondé sur ce ^incipc,

est un disque de 30 centimètres de diamètre, composé

de deux plaques de fer doux que sépare une plaque de

bois, et traversé par une tige de cuivre qui sert à le

placer. Après avoir déterminé les déviations pour

les différents caps du navire par le procédé qui

vient d'être expliqué, on

transporte la boussole à terre,

et on l'installe sur le socle

tournant, percé de trous où

l'on peut enfoncer la tige

de la plaque de correction

{fig. 39). On fait varier la

hauteur et la distance de cette

Fig. 59. - coropeuMieur demière jusqu'à ce qu'on ait trouvé la position où elle produit, lorsqu'on fait tourner le socle, les déviations constatées à bord. On reporte ensuite la boussole sur le navire, et on marque la place de la plaque de correction telle qu'on vient de la déterminer à terre ; puis, toutes les fois qu'on veut connaître la déclinaison, on fait deux observations, l'une sans le compensateur, l'autre en l'ajoutant, ce qui double l'erreur : la différence des deux lectures donne la déviation, qu'il faut retrancher de la première mesure pour la corriger. Ou bien on installe la plaque une fois pour toutes dans une position diamétralement opposée, de manière qu'elle détruise les déviations occasionnées par le navire ; les erreurs de la boussole sont alors, sinon annulées, du moins notablement réduites. On comprend qu'on ne saurait altcn-

dre de ce moyen empirique une efficacité absolue.

Le compensateur de Barlow a été essayé pour la première fois en 1820, sur deux navires anglais, le Leven et le Conway, puis en 1825 sur le Griper^ pendant un Yoyage au Spitzberg. Sous les hautes latitudes, les erreurs du compas de route du Griper atteignaient 27 degrés; le compensateur les réduisait à 4 ou 5 degrés au maximum. Pendant quelque temps, on se flatta de posséder dans cet ingénieux appareil un moyen sûr de redresser les erreurs de la boussole duesi aux attractions du navire. Les calculs de Poisson étaient d'ailleurs venus apporter aux vues de M. Barlow la consécration de la théorie. L'expérience malheureusement ne tarda pas à prouver que la position de la plaque de correction, déterminée pour un certain lieu du globe, cessait d'être exacte lorsqu'on changeait de latitude; il fallait toujours de temps en temps la corriger en dressant une nouvelle table des déviations du compas. Or, du moment qu'il faut exactement connaître et enregistrer les déviations, à quoi bon une plaque qui les double ou les compense à peu près? Il est plus simple de tenir compte, dans le calcul de la route, des déviations prises dans la table. Aussi le compe.nsateur de Barlow a-t-il été abandonné, même en Angleterre, après vingt ans de services dont l'importance est aujourd'hui contestée.

Poisson suppose, comme M. Barlow, que le magnétisme des fers du navire n'est dû qu'à une influence temporaire du globe ; mais il est certain que, parmi les masses métalliques accumulées à bord, il y en a qui ont acquis une certaine force coercitivc et qui de-

124 LE MAGNÉTISHE.

Tiennent des aimants permanents. Il s'ensuit que la polarité des fers du vaisseau est en partie variable, en partie fixe, et que l'effet total doit subir des change ments d'une nature complexe. C'est notamment dans le cas des navires en fer que la méthode de Barlow devient insuffisante, et que l'analyse de Poisson se trouve en défaut.

M. Airy, l'astronome royal d'Angleterre, a repris ce sujet en 1838, l'abordant à la fois du côté de la théorie et de celui de l'expérience. Le résultat de ses recherches est une méthode de compensation à l'aide de deux aimants placés l'un en avant, l'autre à droite ou à gauche du compas, auxquels on joint encore une masse de fer ordinaire (un boulet, une chaîne enfermée dans une boite, ou un paquet de clous), que l'on dépose dans un endroit déterminé du pont. Quelquefois on corrige le compas à moins de frais : le Ripon exigeait deux aimants et une boite, le Pottinger n'avait qu'un aimant et une bo^e ; pour VAriely un seul aimant suffisait.

Même par cette méthode perfectionnée, on ne réussit pas toujours à détruire les déviations. Déjà, lorsqu'on ne quitte pas certains parages, on constate que les déviations sont tout au plus diminuées, mais non détruites; quand on change de latitude, elles reparaissent souvent avec une intensité fâcheuse. Ainsi le compas du BosphoruSy ayant été compensé en Angleterre par la méthode de M. Airy, se trouva ail cap de Bonne-Espérance en erreur de 30 ou 40 degrés quand la quille du vaisseau était parallèle à la ligne est et ouest ; ayant été corrigé de nouveau à Table-Bay par

le même procédé, le compas donna encore 40 ou 50 degrés de déviation au retour en Angleterre. Un échec du même genre était réservé au PropontiSy autre navire en fer.

La correction par les tables de déviation a été adoptée en France et en Angleterre par la marine de l*État ; la méthode de M. Airy a été préférée par la marine marchaivle ; mais l'influence des énormes masses de fer qui entrent aujourd'hui dans la construction des navires rend souvent illusoire la sécurité que procurent ces méthodes.

En 1865, le conseil de la Société royale de Londres s'est ému de cette situation ; il a adressé au Board of Irade (ministère du commerce) une lettre où la question des erreurs de boussole est discutée au point de vue pratique. Les auteurs de la lettre insistent sur la nécessité d'avoir à côté des compas de route un compas de navigation placé de manière qu'il soit autant que possible à l'abri des influences magnétiques du navire ; ils recommandent aussi l'éducation des maîtres et des matelots en vue des observations delà boussole, et proposent d'établir une commission spéciale sous la direction d'un surintendant compétent pour la surveillance des compas de la marine.

Toutes ces mesures, excellentes en elles-mêmes, ne valent pas un bon procédé de correction qui serait à l'abri des anomalies dont souffrent les procédés en usage. Ces aponi^^lies ont leur source dans les changevç\m\^ ;ricess£ints de l'état ipagqétiqiie du navire. L'in- O^^iiqe (le^ chocs et* des trépidations qpi altèrent la

(;on»titHtipn mnléewlaire du fpr, Wç^Wm 4e l'eau siaiép.

126 ^ ' " . Lï MAGNÉTI&ilE.

âurle»^oqi^s ef l#s'abmatiires, qui s'oxydent à la

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longue, toUl cela dérange *sans cesse la répartition des forces magnétiques dan§ la masse du navire, sans compter qu^ l'intensité du magnétisme terrestre, sous rinlluence(îuquel s'aimantent les fers, varie avec la latitude où T(^ se trouve.

Il faut doBC chercher à s'affranchir de l'action magnétique dh navire pour obtenir des indication^exactes, et l'on y parviendrait en observant la boussole, h la mer, à une certaine distance du navire. C'est là ce qui a inspiré à M. Faye l'idée de son loch-boussole, qu'il a soumise à l'Académie des sciences dans le courant de l'été de 1865.

Le loch, instrument inventé en 1550, sert à mesurer le chemin parcouru dans l'unité de temps, ou la vitesse du navire. C'est une planchette triangulaire dont la base est garnie de plomb pour qu'elle puisse se tenir verticale dans l'eau, et au sommet de laquelle est fixée une ligne divisée en nœuds d'environ 15 mètres, où viennent se rattacher par une cheville deux bouts de corde fixés aux angles de la base du « bateau de loch ». On jette le loch à l'arrière du bâtiment sous le vent, et on laisse filer la ligne pendant 50 secondes, mesurées au sablier; le nombre de nœuds filés au bout do ce temps indique le nombre de milles marins que le navire fait en une heure. Ensuite on fait tomber la cheville (on démâte le loch) par une forte secousse imprimée à la ligne, et on ramène l'appareil à bord.

M. Faye remplace la planchette par une poutrelle assez longue, amincie par les bouts, lestée d'une masse de plomb, et portant vers son milieu une boussole

LES ERREURS DE .LA miilSS^lUk . 127

suspendue comme à TordinaiFé, pais fennée bermétiquement. On forcerait le .]louyeâi> bateau de Toch à se placer perpendiculairement au sillage (fti navire à l'aide du système habituel, deux coities attachées aux deux extrémités et réunies un peu *plus loin par une chevillette. Dans cette position, on o'tscrverait la vitesse du navire en comptant le nomtyre de nœuds filés, ensuite on ferait tomber la cheville, ftiais au lieu de ramener le loch, on le fixerait au navire, et on le laisserait s'orienter dans la direction de la route. A ce moment, on arrêterait l'aiguille aimantée dans sa boîte à l'aide d'un taquet ou levier intérieur, commandé par un cordon spécial qui agirait sur une détente lorsqu'on lui imprimerait une secousse. L'aiguille, fixée dans sa boite comme l'aiguille de la boussole d'arpenteur, serait alors observée à bord, et sa position donnerait immédiatement la direction de la route. On pourrait arriver au même but au moyen d'un système de pointage ; ce sont là des détails d'exécution. — Le loch à boussole ne serait d'ailleurs jeté que lorsqu'on aurait besoin de connaître l'erreur du compas; pour l'usage ordinaire, on conserverait le loch à planchette. L'emploi du loch-boussole (s'il était trouvé vraiment pratique) apporterait une sérieuse garantie à la sécurité de la navigation pour les vaisseaux en fer, surtout s'il était employé concurremment avec les procédés déjà usités.

En 1867, un ingénieur anglais, M. Evans Hopkins, a proposé de détruire le magnétisme des navires de fer par une dépolarisation ou désaimantation artificielle de la coque et des baux (poutres transversales). 11 a

fait à ce sujet quelques expériences sur le Northumberlandy qui ont été couronnées de succès. On avait trouvé à Scheerness que le Northumberland avait gagné pendant la construction une forte polarité en rapport avec sa position sur les chantiers ; le compas d'habitacle avait une déviation de 53^ vers l'est quand le cap était à l'ouest, et une déviation opposée quand le cap était à l'est, preuve évidente que le pôle nord de l'aiguille était attiré par l'arrièrQ du bâtiment. La dépolarisation entreprise au moyen de forts électro-aimants ne tarda pas à réduire ces erreurs à un petit nombre de degrés ; mais M. Hopkins ne put achever l'opération, parce que le bau de fer sur lequel l'habitacle de la dunette se trouvait placé était recouvert en bois et qu'on ne voulait pas enlever le doublage. L'appareil du gouvernail, il est vrai, était tout en cuivre jaune; mais cette opération a peu de valeur, si on laisse tout près du compas des baux fortement magnétiques. Comme il entre fort peu de fer doux dans la construction des navires, le procédé de M. Hopkins peut être considéré comme très rationnel, puisqu'il détruit l'aimantation permanente.

Le magnétisme terrestre, qui imprègne de polarité tous les fers du vaisseau, communique aussi un certain degré d'aimantation aux pièces d'acier qui font partie des chronomètres, et il en résulte des perturbations dans la marche des garde-temps. Le capitaine Buchan, dans son voyage aux régions arctiques en 181 8, parait avoir constaté le premier que la marche du chronomètre n'était pps la inêine à bord qu'à terre. La différence peut ^ller JMsqu'à iO secondes par joqr, Qn

LES ERREURS DE Ik BOUSSOLE. 129

attribue cet effet à la présence des masses de fer. Les expériences de M. Fisher, de M. Frodsham, celles de MM. Barlow et Evans, ont prouvé que le voisinage de masses de fer considérables peut en effet influencer la marche des montres. Un boulet, placé à un pas d'un chronomètre, peut le retarder de quatre secondes par jour. Avec un balancier de cuivre, l'action perturbatrice semble disparaître.

n résulte de ces expériences qu'il est bon d'éloigner les chronomètres du voisinage des masses de fer; ils sont sujets à être troublés comme les compas »