DES BOUSSOLES EN USAGE DANS LA NAVIGATION
L’aimant est une substance ferrugineuse , connue par la propriété qu’elle a d’attirer le fer, et de lui communiquer la même propriété par le contact ou le frottement prolongé : le fer devient alors un aimaut artificiel. Cette faculté attractive n’est pas uniformément répartie dans tous les points de l’aimant: il existe dans chaque aimaut, soit naturel , soit artificiel, deux points opposés, dont l’un jouit relativement au fer ou à un autre aimant , de la propriété attractive , et l’autre de la propriété répulsive , et l’on a donné à ces points le nom de Piles magnétiques , â cause d’une autre propriété remarquable, qui consiste en ce que le globe terrestre fait, à l’égard d’un aimant suspendu, la même fonction que le fer ; de sorte qu’une des extrémités de l’aimant se dirige sensiblement vers le pèle Nord et que l’autre se tourne vers le pôle Sud. Ces pôles magnétiques se distinguent par les noms de Pile bord et de Pile Sud.
Les anciens ne connurent point la plus belle et la plus importante des propriétés de ce minéral , celle qui lui fait regarder le Nord par une de ses extrémités et le Sud par l’autre ; le silence de tous les auteurs de l’antiquité qui ont parlé de l’aimant , forme sur ce fait une preuve négative qui ne laisse rien à répliquer. On ignore absolument dans quel temps a été faite cette découverte , et ou ne sait pas môme au juste l’époque à laquelle elle a été appliquée aux usages de la navigation ; cependant ou est assez d’accord de la faire remonter avant l’année 1180, et l’on se fonde sur un passage du Poëme satirique intitulé Bible Gujot , de Guvot de Provins qui florissait à la lin da XII.* siècjp et qui publia son ouvrage en iaoî.
Voici ce passage copié avec beaucoup d’exactitude.
De noire pere l'apostoile Voltisse qu'il a'einhlast 1’esloille Qui ne te muet. Bien la voient J.i mariniet qui ti avoienl :
Par celle ettoillc vont et rienent, £t lor aen et lor voie tienent ,
Ils Tapelent la tresmontaignr ,
Icele estaiche est moult certaine.
Toutes les autres te removent ,
El rechargent lor liens cl lornent ; Mais cele citoile ne se muet ,
Un art font qui mentir ne puet Par la rertu de l'amaniére Une pierre laide et brunière Ou li fers vo'oniiers te joinrt ,
Ont , ti gardent le droit poinct ,
Puis c'une aiguille i ont touchie El en tin festu l'ont concilie En l'eve le mctenl uni plus ,
Et li festus la tient desut ,
Puis te tourne la poincle toute Contre l'estoile , ti sans doute (
Que ja dus boni n'en doutera Ne ja pour rien ne faussera.
Quand la mer est olucurc et brune, Quant ne voit esluile ne lune.
Dont font ii l'aguille allumer ,
Puis n'ont ils garde dVsgarer , Contre l'estoile va la poiiicte.
Midi est l'estoile et belle et clere f Tics devroit etire noalrc pere.
a Réflexion. 6S
Rien n’est plus clair que cette description de la boussole qui ne consistait qn’en une iiguille aimantée qn'ou taisait nager dans un vase, au moyen de deux brins de paille on d’un morceau de; liège qui la soutenaient sur l’eau; des témoignages authentiques attestent que les navigateurs de la méditerranée connaissaient celte espère de boussole, à laquelle ou avait donné le nom de calamite ou de grenouille ; Gioia (Flavio), pilote qui naquit à Pasitano près d’Amalfi , dans le royaume de Naples, vers la fin du XIII.* sièrle , imagina la suspension commode dont nous usons aujourd'hui, eu mettant l'aiguille aimantée en équilibre sur un pivot qui lui permet de se tourner de tous les côtés avec facilité. Dans la suite on la chargea d'un carton divisé en 3a rhumbs de vent , qu'on nomme la rose des vents , et l’on suspendit la boite qui la porte de manière que, quelques mouvemens qu'éprouvât le vaisseau elle restât toujours horizontale. Les Anglais sc lont bonueur de cette addition à la boussole.
Il est possible que les Français aient ajouté la rose des vents â l'aiguille de Gioia : de là sera venu la fleur de lis qui désigné le Nord. Il est possible que les Anglais aient conçu la pensée de renfermer l'aiguille, son pivot et la rose des vents, dans une boite, iox ou boxel : de là le nom de boussole. Ce qui est démontré , c’est que la decouverte de la vertu directive de l’aimaut est antérieure à Gioia , et qu’avant lut les navigateurs, tant de la Méditerranée que des mers de l'Inde , faisaient usage de l’aiguille aimantée : ce qui est plus que vraisemblable , c’est qu’il a été cependant en Europe , par un perfectionnement très -important , le véritable créateur de la boussole, telle que nous la possédons aujourd'hui.
[ Des recherches nouvelles , faites récemment par M. J. Klaproth , savant académicien de Berlin, confirment ce que nous avons avancé, que les anciens ont igiinrc la polarité de l’aimant ; le résultat de son travail intéressant prouve que les boussoles aquatiques . furent les seules qu’on connut en Europe dans le treizième siècle ; eu Chine ou les trouve déjà mentionnées en nu et 1117 ( l’origine de l’Imprimerie date chez les Chinois du commencement du io.* siècle). Dans la première moitié du i3.' siècle, on se servit encore de ces boussoles dans la mer Baltique , et les Coréens n’en connaissaient pas d’autre à la même époque.
Cette espèce de boussole était usitée en Chine an moins quatre-vingts ans avant la composition de la satire de Guyot de Provins ( injo) , les Arabes la possédaient à-peuprès à la même époque , d’où il résulte que cette invention fut communiquée directement ou indirectement aux Arabes par les Chinois , et que ce furent les Arabes qui la transmirent pendant les premières croisades aux Francs.
Quant aux Chinois, ils ont connu, dès la plus haute antiquité, l’aimant, sa force attractive et sa polarité ; mais la plus ancienne mention de la propriété particulière à cette piene de communiquer le fluide magnétique au fer , ne se trouve explicitement énoncée que dans le célèbre dictionnaire Chou-lVen , qui fut achevée en 121 de notre ère. Ou y lit sous l’article aimant « Nom d’une pierre avec laquelle on peut donner la direction à l’aiguille. » Ce passage important démontre clairement qu’on connaissait déjà en chine l’aiguille aimantée au commencement du second siècle. Mais les Chinois ont aussi eu, longtemps avant nous, des notions très-exactes sur la déclinaison de l’aiguille aimantée, dont ou attribue en Europe la découverte a Christophe Colomb , en i^gi. Parmi les preuves données , s’y trouve celle d’un auteur d’une histoire naturelle en chinois, composée vers m5, après avoir décrit la boussole aquatique, dit qu’elle montre bien le Sud , mais constamment avec une déclinaison de deux degrés et demi à l’Est.
Quant à l’invention de la boussole , M. Klaproth n’a pas trouvé de date précise dans les livres chinois. On voit cependant que dans le 4-” et le 5.' siècle ou dirigeait déjà des vaisseaux selon 1rs indications magnétiques. Daus les 7.* et B." siècles des navires chinois partaient de Canton pour parcourir toutes les mers des Indes. Il est doue peu probable que les Chinois qui faisaient ces lougues courses maritimes, 11c se fussent pas servis pour les diriger, de l’aiguille aimantée qu'ils connaissaient déjà en tai de notre ere. L'usage de la boussole sans eau , c’est-à-dire avec l'aiguille se mouvant sur un pivot, est indubitable daus la marine chinoise sur la fin du i3.* siècle , comme ou le reconnaît par le récit d’un voyage fait à cette époque. J
6G Dts hsmujiEss
Nous feront remarquer que la vertu magnétique agit à travers toutes sortes de matière*. Les attractions, les répulsions n'ont pas moins lieu, quelques matières solides ou fluide» qu'on interpose entre le fer et un aimant soit naturel , soit artificiel.
On peut composer des aimants artificiels très- forts, en formant avec des lames d’acier de meme longueur , qui ont reçu la vertu magnétique . deux faisceaux séparés par deux dés de bois de aS millimètres d'épaisseur, 1rs pôles de différcus noms communiquent ensemble de part et d’autre par une armure de fer doux.
J. ps aimants artificiels sont non seulement plus forts que les meilleurs aimants naturels, mais encore ils communiquent beaucoup plus de vertu magnétique au fer et à l’acier; et sont par conséquent bien préférables pour aimanter les aiguilles des boussoles. Ils ont encore l'avantage qu’il est très-facile de leur rendre toute leur force , lorsqu'ils viennent à la perdre par la suite des temps.
L’aimant, soit naturel, soit artificiel, ne perd point de sa vertu en la communiquant. On a vu même des aimants donner au fer plus de vertu attractive qu'ils n'eu avaient eux-mêmes , sans que la leur en pantl diminuer.
Quant on veut aimanter des aiguilles de boussole, il faut avoir deux barreaux aimantés, deux ou trois fois aussi longs que l'aiguille qu'ou veut aimanter, et au moins deux fois aussi larges.
On les pose sur une table, en ligne droite , de manière que leurs pftles opposés ne soient séparés que par une petite plaque minée de carton ou de bois , laquelle ne débordé pas les barreaux , au moins par-dessus. On pose l’aiguille à aimanter sur ces barreaux , en sorte que son milieu réponde à leur séparation. On la fait ensuite glisser à plat, en « faisant répondre charnne de ses extrémités , successivement , presque à cette séparation , et en appuyant un peu. Ayant ainsi frotté l'aiguille dix à douze fois sur chaque face , l’aiguille sera aimantée.
Pour juger de l’intensité magnétique d'une aiguille , il faut bien moins avoir égard à sa faculté de porter du fer , qu'à la durée des oscillations qu’elle fait librement sur un pivot lorsqu’on l'écarle du repos. Plus elle fera ses oscillations avec vitesse, plus ellr montrera de force pour reprendre sa direction naturelle. H n’y a point de rapport constant entre sa vivacité et sa force pour porter.
Comme les aiguilles des boussoles peuvent perdre avec le temps une partie de leur magnétisme, que par conséquent on peut être obligé de les retoucher, il convient de se munir de barreaux aimantés pour s’eu servir au besoin.
Le fer s’aimante plus facilement que l’acier ; mais l’acier conserve mieux la vertu magnétique qu'on lui fait prendre ; aussi ne fait-on les aimants artificiels ainsi que les aiguilles des boussoles, qu'avec l'acier trempé, parce que s'il est non trempé, il prend bien moins de magnétisme.
l'ne aiguille aimantée présente plusieurs résultats singulier» dont on cherche à rendre compte , en supposant que le globe terrestre agit sur elle ainsi que le ferait un véritable aimant L’on de res phénomènes est connu sous le nom de dimliun de l'aigui/lt , et consiste en ce que les deux extrémités d'une aiguille mobile sur un pivot ou suspendue horizontalement à un lil de soie dont la torsion soit insensible , sont toujours sensiblement tournées, l'une vers le Nord et l'autre vers le Sud; situation qu’elles reprennent constamment lorsque , après les en avoir eeartèrs, on les abandonne librement a l'action des forças qui les solliciieol. Nous disons sensiblement tournées , car dans certains lieux de la terre, l’extrémité Nord de l'aiguille s’écarte du méridien à l'Ouest, dans d’autres à l’Est, et daus d'autres enfin elle toïncide avec le méridien même. Cet écart se nomme la dedinaison de l'aiguille aimantée. Il est constant au même instant en chaque endroit, et toutes les aiguille» aimantées ainsi mobiles, y prennent des directions exactement parallèles. Néanmoins arec le temps , et suivant les lieux , cette direction commune Subit de légers rhangrmens qui ne sont point uniformes et dont on n'est pas certain qu'ils doivent continuer dans un sens quelconque ; c’est ce qu'on nomme variation du l'aiguille. Le plan vertical, snivaut lequel l'aiguille aimantée 6e dirige dans chaque lieu, s'appelle le inéridien magnétique.
A Rtnunnt. 6f
Déflation de l’aiguille aimantée , par l'influence que le fer qui entre dans la tanstrue-
liun d'un bdt huent et dans son arrimage, exerce sur elle, et moyen de déterminer
telle influence.
Depuis longtemps des observations exactes, faites pour déterminer la déviation de l'aiguille aimantée, avaient fait connaître qu'elle était soumise à des déviations irrégulières, dans le meme lieu et avec le meme infiniment, selon que ces observations étaient faites à terre, à bord d’un batiment, ou selon l’air de vent auquel ce batiment pré-1 sentait le cap ; ces phénomènes observés furent attribués à des causes inconnue# et* restèrent jusqu’à nos jours sans explications. b linder s , célébré navigateur anglais, plus heureux que ses devanciers, en découvrit enfin la cause au commencement du dixneuvième siècle: il reconnut qu’elles étaient duesà l'influence perturbatrice du fer qui se trouve à bord des batimens, et que ces déviations différaient dans le meme lieu et à des instans successifs , à mesure que le batiment se dirigeait vers des points differeu* de l'horizon.
Cette découverte importante , justement appréciée en Angleterre , fût de suite l’objet de nombreuses recherches, soit pour trouver des formules générales servant à corriger les indications fausses de la boussole, soit pour obtenir le moyen de neutraliser enlierenieut l'influence que le fer employé à bord d'un batiment exerçait sur l’aiguille aimantée.
Pour ne pas s’étonner du degré d’intérêt porté à la réussite de ces recherches , il suffit de savoir que des observations faites avec une grande exactitude ont constatées, qu'à bord d’un batiment construit et arrimé de manière à n’y faire entrer que le minimum du fer employé il y a trente ans , l’erreur produite par son influence pouvait s’élever à G" dans nos latitudes , et qu’avec le même batiment naviguant dans des latitudes plus élevées , cette erreur augmentait rapidement de manière à être déjà de Ifls" sur les cotes du Groenland. D’où l’on est en droit de conclure que l’emploi toujours croissant du fer doit augmenter son action perturbatrice, et qu’à bord des bàlimens construits et arrimés comme on le fait aujourd’hui , qui , outre le lest en fer généralement -en usage , ont encore des caisses à eau , des cables , des affûts , des cabestans et même une partie de leur gréement du même métal, ces erreurs doivent augmenter considérablement.
Plusieurs navigateurs éclairé* cherchèrent à remédier^ ce «rave inconvénient , mais les premières tentatives faites manquèrent en grande partie leur but; lorsque M. Barlow , physicien distingué, inventa le plateau correcteur, et présenta un mémoire à la société d’encouragemeul de Londres , daus lequel il donnait le moyen le plus simple pour déterminer, par expérience et sans calculs, l’effet magnétique du fer du vaisseau sur la boussole , en tout temps et dans toutes les circonstances, et par conséquent le moyen de faire de la boussole mi guide toujours bdcle ; son travail reçut, à titre de récompense, la grande médaillé d’or de cette société, indepemlanmirul de la prime de 13000 fr. que le parlement britannique avait volée , eu considération de l'heureux succès du moyeu proposé.
Pour l’installation et l’usage d’un plateau corrf ctcur , il faut , lorsqu’un bâtiment est arrimé et chargé , prêt à prendre la mer , et que dans cet état le fer qui existe à bord s’y trouve distribué comme il le sera pour la durée «Je sou voyage , commencer par déterminer l'influence du fer sur l’aiguille de la boussole , afin de savoir quelle doit être la grandeur du plateau et quelle position il doit occuper par rapport à la boussole pour obtenir une action égale à l’influence trouvée.
Le bâtiment étant mouillé et disposé eu A (flg. 35) de manière à re qu'on puisse facilement lui faire présenter le cap vers tous les points de l'horizon ; choisissez un lieu il de station à terre , qui soit toujours en vue , à l’abri de toute influence de fer et qui soit assez éloigné du point A , pour uu'un léger déplacement de l'axe vertical au tour duquel le bâtiment doit faire sa révolution, n’influe pas sensiblement sur les angles à observer. Ces dispositions prises , descendez le compas axinmtlial du bord au lieu de station II, pour y relever un point éloigné 6’, et prenez noie de cet aziiqutli magnétique observé.
Laissez un observateur à la station B , et rapportez à bord du bâtiment son compas aziniuliial ; cela posé , au moyen de signaux convenus ou à l’aide de deux mon. res bien
68 Des Ikstighess
réglées , faites les observations simultanées suivantes : le bâtiment arrêté dans une direction détrrmiuée , à l'instant du premier signal ou de la première heure , releve* avec le compas aiimulhai déjà employé le lieu B de la station , tandi que au même instant l'observateur resté eu B mesurera la distance angulaire du point A au point 6, c'est-à-dire l'angle ABC.
Ces observations faites , donnez au bâtiment nne autre direction en le faisant tourner *ur un aie vertical d’une quantité égale à environ 10" , puis l'ayant arrêté dans cette nouvelle direction , laites des observations simultanées semblables aux précédentes et cc»tinuez ainsi jusqu'à ce qne le batiment ait achevé une révolution entière sur lui meme; les résultats écrits de toutes ces observations simultanées, joints à l'arimuth préliminaire du point C, vous donneront les élémens suffisait* pour obtenir l'influence cherchée, et cela dans chacune des directions différentes qui ont été données au bâtiment.
En effet , si vous ajoutez l'azimutb magnétique du point C , qui a été observé au lieu de station B , à chacune des distances angulaires ABC , les sommes vous donneront les azimutbs magnétiques du point A observés du lieu de la station B , absolument les memes
3 ue s’ils avaient été observés avec le compas azimutbal du bâtiment , et qui rorresponront chacun à chacun avec reux du point B , observés à bord ; d’oii il résulte que les observations simultanées ne sont autres que les relèvemeus opposés de la même droite AB , observés simultanément de ses deux extrémités et qui doivent être tels que si le fer situé à bord ne troublait pas l'aiguille aimantée , chaque couple donnerait deux azimutbs diamétralement opposés , c’est-à- dire dont la somme serait égale à i8o° ; et dans le cas de l'action du fer, la différence positive ou négative de cette somme à i8o*f ferait connaître immédiatement l’influence qu’exerce la ferrure du bâtiment sur l'aiguille, pour la position du batiment , lors des observations faites de ce couple.
Remarque. Le cercle de réflexion est généralement préférable an sextant pour mesurer les distances angulaires entre deux objets terrestres , parce que avec un cercle bien installé, on peut observer de plus grands angles; pour ces espèces de distances, il est préférable de ne faire usage que de la pinnule à tuyau, de ne prendre que des angles simples, et par conséquent de renoncer entièrement aux observations croisées; dans ce cas le point zéro de l'alidade qui porte le grand miroir , doit correspondre exactement au point zéro du limbe , par cette disposition vous obtiendrez les angles compris entre les objets terrestres observés, sans avoir recours à uue addition ou à une soustraction. Avec l'habitude acquise d’observer ces angles , vous les obtiendrez , même dans de* embarcations légères ; à une minute près , approximation bien suffisante dan* la détermination présente , mais encore pour tous les cas de la levée et de la construction des cartes et plans hydrographiques. Mous ferons aussi remarquer que les angles qui doivent être employés, sont ceux qui sont réduits à l'horizon, et non pas ceux que l’on observe directement dans le plan de l'angle ABC ; nous voyons donc que , pour obtenir une exactitude rigoureuse , il faudrait observer les hauteurs des deux points A et C ( cc qui 6crait très-facile avec un cercle répétiteur), au-dessus de l’horizon visuel , en retrancher la dép ression correspondante à la hauteur de l’œil et calculer ensuite avec ces données la réduction à l'horizon, au moyen de l'un de nos problèmes. On pourrait éviter cette réduction en faisant usage à la station B d’un théodolite au lieu de se servir du cercle de réflexion. Cependant on observera que celte réduction peut être négligée toutes les fois que les hauteurs ne dépassent pas un degré et que la distauce angulaire des points observé* est de plus de 20". S'il arrivait que la hauteur du point C 11e permit pas de prendre l’angle observé ABC pour l'angle réduit à l'horizon , on peut encore éviter le calcul de la réduction , et cependant obtenir uue précision généralement suffisante dans la pratique , en supposant qu'une perpendiculaire soit abaissée du sommet de l'objet C sur 1 horizon , et dans la mesure de la distance angulaire ABC , n’observer que l'angle compris entre le pied de cette perpendiculaire et l’autre point A.
Pour fixer les idées , nous supposerons les observations suivantes : le point A étant toujours .le lieu du mouillage du bâtiment, le point B le lieu de la station à terre, et le point C un clocher ou un mât de sémaphore ; enfin que le compas aziinuthal du bâtiment , étant au lieu ü , a donué pour lazimuth magnétique du point C , go" du Mord vers l’Ouest.
A RÉFLEtrOïl.
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