Nav astro: publications et outils essentiels

Ce texte est le premier d’une série portant sur la navigation astronomique. Il couvre les outils et documents requis pour faire de la navigation astronomique, soit:

1. Un sextant;
2. Un almanach astronomique;
3. Une table de réduction (Ho 249);
4. Une calculatrice;
5. Une montre de précision;
6. Une règle;
7. Du papier pour tracer vos relevés;
8. Une carte des étoiles.

À la base, il ne faut rien d’autre. Une calculatrice scientifique de base, avec les fonctions trigonométriques (sin, cos, tan, etc.), coûte environ 20$. Une règle ne coûte pratiquement rien, mais cela vaut peut-être la peine d’investir en une règle parallèle, ou en un rapporteur breton. Ces règles simplifient les tracés avec des angles. Selon la qualité, un sextant peut coûter entre 200$ et 5000$. Pour une montre, on peut se procurer un modèle au quartz, mais il est commode d’employer son téléphone cellulaire. Tout le reste est gratuit et disponible en ligne.

En extra, vous pourrez peut-être vous doter d’une application cellulaire permettant d’identifier les étoiles, ou d’un starfinder.

Ci-dessous, je détaille où je me procure les documents nécessaires à la navigation astronomique, de même que leur rôle. Je détaille également quelques considérations propres à l’achat d’un sextant.

Almanach astronomique

Un almanach, c’est un « calendrier des astres ». C’est un document annuel, comme une table des marées. Pour chaque journée et chaque heure de la journée, l’almanach donnera la position du soleil, des planètes et des principales étoiles destinées à la navigation. Un almanach comprend aussi des informations complémentaires, telles que l’heure du coucher et du lever de soleil, de même que les corrections qui sont à faire quand on doit interpoler des coordonnées. Dans des textes ultérieurs, on apprendra utiliser un almanach. L’apprentissage le plus important est le système de coordonnées des étoiles et des planètes.

L’almanach astronomique de Bauer et Rodegerdts est gratuit, mis à jour annuellement et s’appuie sur des librairies scientifiques établies. Sa principale limitation est une absence de garantie. Si vous naviguez sur un voilier de plaisance, cet almanach et suffisant. Si vous naviguez à titre de professionnel sur un navire valant quelques millions de dollars, votre compagnie d’assurance exigera peut-être une publication avec une garantie de fiabilité.

Pages de l’Almanach

Un extrait de deux pages de l’Almanach est présentée ci-dessous, pour les journées du 21, 22 et 23 février 2026. Sur la première page, on y rapporte la position du pied du point vernal (Aries) et des pieds des planètes Venus, Mars, Jupiter et Saturn. La position du pied des planètes est présentée dans l’almanach pour chaque heure et journée de l’année.

Le pied d’une corps céleste est la position géographique de la projection de l’astre sur terre. C’est la position à la surface de la terre qui est déterminée par la ligne reliant l’astre au centre de la terre. C’est le point sur terre où l’astre se trouve directement au dessus. Trouver le pied d’un astre est une étape intermédiaire requise pour établir sa position.

L’almanach présente également les coordonnées des étoiles les plus brillantes du ciel dans le système de coordonnée de la sphère céleste. Les coordonnées sont présentées par jour, d’heure en heure (0 à 23) à l’heure du méridien de Greenwich (UTC-0).

Coordonnées des corps célestes

Le pied des corps céleste est positionné en termes d’angle horaire de Greenwich (ang.: Greenwich hour angle, GHA) et de Déclinaison (Dec). L’angle horaire de Greenwich est équivalente à la longitude, mais varie de 0° à 360° en allant vers l’ouest. On se rappelle que la longitude varie quant à elle de 180°E à 180°W. Cette coordonnée sert à mesurer une position sur terre, généralement le pied d’un astre.

La déclinaison est la même chose que la latitude. Elle varie de 90°S et va jusqu’à 90°N. La seule nuance est qu’elle est réservée aux coordonnées des corps célestes. On s’en sert donc pour parler de la position des étoiles, des planètes ou du soleil.

Dans l’Almanach, la position des étoiles est présentée en terme d’angle horaire sidéral (ang.: sideral hour angle (SHA)). C’est une coordonnée spécifique aux étoiles. Comme la longitude, elle mesure la position d’une étoile d’est en ouest. Le SHA varie cependant de 0° à 360°.

Ci-dessous, on peut lire que le 21 février 2026 à minuit (UTC-0), le pied de Venus sera à la position GHA 165° 49.7′, Dec S07° 55.6′. On peut aussi voir que l’étoile Alpheratz a un angle horaire sidéral 357° 34.1′ et une déclinaison 29° 14.1′. Nous verrons dans d’autres textes comment interpréter ces positions. Pour l’instant, l’idée est de se familiariser avec les documents.

À la page suivante, on y présente la position du pied du soleil, de la lune, de même que le temps du lever et du coucher de soleil au méridien de Greenwich. On peut déduire de cette deuxième page que le 22 février 2026 à 1100 (UTC-0), le pied du Soleil sera à GHA 341° 38.3′, Dec 10° 06.2′.

Sans almanach astronomique, on ne sait pas où sont les étoiles. À ce stade, on devrait être capable de trouver les coordonnées d’un corps céleste pour n’importe quelle date et pour n’importe quelle heure entière. Au besoin, exercez vous avez des dates et des corps célestes quelconques.

Table de corrections

Comme le nom le suggère, les tables de corrections servent à corriger des angles divers. Les corrections les plus importantes sont celles visant à corriger la position des corps célestes, ou encore à corriger ses relevés au sextant.

Corrections d’interpolation

Un exemple de page de correction de l’Almanach est donnée ci-dessous. Cet exemple sert à corriger la position des corps céleste en dehors des heures entières. À titre d’exemple, on peut lire ci-dessous que la correction au GHA du pied du soleil est, pour 15 minutes 23 secondes, de 3° 50.7′. On peut aussi voir que la correction du point vernal (Aries) pour 16 minutes, 16 secondes est de 4° 04.7′.

Nous verrons ces corrections en détail dans un texte portant sur l’identification du pied d’un corps célstes. À ce stade, il faut savoir identifier la correction propre à un nombre de minutes et de secondes données.

Corrections de relevés au sextant

Le relevé d’un angle à l’aide du sextant requiert des corrections. Par exemple, le soleil est une boule relativement grosse dans le ciel. Selon qu’on mesure l’angle à partir de la partie supérieure (upper limb) ou de la partie inférieure (lower limb), l’angle mesuré sera différent. Selon la mesure choisie, il faut appliquer une correction pour mesurer l’angle à partir du centre du soleil.

Similairement, il faut apporter des corrections pour les étoiles à basse altitude, pour la réfraction et pour le fait qu’on puisse prendre une mesure à une hauteur suffisamment élevée au dessus du niveau de la mer pour influence nos résultats (dip). Ces corrections s’intègrent aux calculs et sont nécessaire pour établir une position fiable. Les tables ci-dessous servent à faire ces correction. Comprendre ces corrections fait l’objet d’un texte entier.

Table de réduction Ho 249

Volumes 2 et 3

La table de réduction Ho 249 est gratuite et comprend trois volumes. Les volumes 2 et 3 sont intemporels et servent à résoudre des calculs intermédiaires. Si on préfère les maths, on peut remplacer ces pages par deux équations et une calculatrice. En pratique, on cherche une page pour y lire l’extrait d’une table en fonction des informations qu’on connaît. L’interprétation complète de ce que veulent dire ces tables fera l’objet d’un texte complet.

Volume 1

Le premier volume de Ho 249 donne la direction (Z_n) et la hauteur calculée (H_c) de différentes étoiles en fonction d’une latitude et d’une longitude. C’est d’une aide inestimable pour identifier quelles étoiles seront visibles dans une partie donnée du monde, de même que leur position approximative à partir de votre position sur terre. C’est une publication qui est pratique pour planifier ses relevés au sextant, ce qui sera détaillé dans un texte ultérieur.

Ci-dessous, on voit un extrait de la table pour une latitude de 87°N. On y présente la hauteur calculée (H_c) et la direction (Z_n) de différentes étoiles visibles en fonction de la position relative du point vernal (LHA ♈). À titre d’exemple, si l’angle horaire relatif du point vernal (LHA ♈) est de 28°, alors l’étoile Pollux sera visible à l’Est (Z_n = 090°), à une hauteur calculée de (H_c) de 27° 59′ au dessus de l’horizon (si vous êtes à une latitude de 87°N).

À ce stade, il faut savoir lire ce genre de tableau et en extraire les informations.

Se procurer un sextant

Le prix des sextants varie grandement avec la qualité de fabrication. Au Canada, les Tamaya sont le standard de l’industrie maritime (en acier, à 4 500$ chacun). Les sextants de plastique Mark sont parfaits pour faire (et réussir!) un cours de navigation astronomique avec une partie pratique. Ils sont évidemment de moindre qualité. En particulier, ils se déforment avec la température. Ce faisant, la précision des angles mesurés est plus faible.

Mon sextant personnel est un Mark 25 (précision au 0.2′) et il est plus souvent qu’autrement dans sa boîte de rangement. Si je dois faire des relevés astronomiques en mer, le navire sur lequel je me trouve a d’ordinaire des sextants de qualité professionnelle. Lorsque j’ai fait mon premier cours de navigation astronomique, j’ai choisi le modèle de plastique de plus haute qualité parce que je savais que j’aurais à m’en servir pour l’examen pratique. Si vous n’avez qu’à faire un cours en classe, le modèle le moins coûteux est probablement suffisant. Cependant, la position découlant de vos relevés sera moins grande.

Nous couvrirons dans un texte spécifique comment utiliser un sextant. Inutile de dépenser 1000$ pour s’initier à la discipline. Si vous devenez un professionnel de la navigation, les chances sont que votre employeur vous en fournira un.

Du papier pour tracer des relevés

La dernière page de l’Almanach nautique comprend du papier pour tracer des relevés de navigation astronomique. Si votre table à carte est assez grande, il est préférable d’imprimer ces pages au format plan (11″ x 17″) et de prévoir que vous ferez des erreurs. Il est ainsi préférable d’écrire au crayon au plomb et d’avoir une quantité appréciable de feuilles imprimées. Si votre table à carte est de petite taille, il faut peut-être se rabattre au format 8.5″ x 11″.

Portez attention au fait que la latitude est fixe (l’échelle est graduée), mais que la longitude ne l’est pas (il faut tracer l’échelle). C’est parce que les unités de distance de longitude varient avec la latitude. Conséquemment, il faut utiliser l’échelle présentée au bas et à droite de l’image, en fonction de la latitude estimant votre position.

Éventuellement, vous serez en mesure de faire vos propres chef d’œuvres tels que l’image ci-dessous. On remarquera que la latitude est à 47°N (proche de Terre-Neuve) et que l’échelle de longitude est tracée en fonction de cette latitude. On peut remarquer que l’échelle en bas et à droite comprend une longueur interpolée à 47°N, permettant une meilleure approximation de l’échelle de longitude.

Une carte des étoiles

L’Observatoire naval américain fournit gratuitement une carte des étoiles. J’en fait une introduction dans un texte sur la théorie de la navigation astronomique et on s’en servira dans le texte portant sur la planification des relevés astronomiques.

Conclusion

Ce texte fait un tour d’horizon des outils et des instruments qui seront essentiels pour faire de la navigation astronomique. À ce stade, l’important est d’être familier avec les documents et d’être capable de savoir comment extraire l’information requises.

L’apprentissage de leur interprétation fait l’objet de textes séparés. C’est donc normal, à ce stade de ne pas comprendre intégralement ce qu’est la hauteur calculée H_c ou de ne pas comprendre pourquoi des des corrections sont nécessaires. C’est éléments se clarifieront au fur et à mesure que vous lirez les autres textes. Si vous souhaitez faire un cours de navigation astronomique, il faut cependant avoir ces outils et documents avec vous.