Lune de mer; guide et chronomètre

‘’La Lune est une femme, donc elle ment. Lorsqu'elle forme un "D", elle croît. Lorsqu'elle forme un "C", elle décroît.’’
-Vieux proverbe de marin breton

Les guides
C’est une évidence bien sûr, que la lune, les étoiles, le soleil et les planètes furent des guides; aussi bien sur terre que sur mer. Ce qui se lit dans le ciel à eu et aura toujours tant d’influence. L’immensité du ciel, sans cesse exploré par les hommes, ne livrera jamais tous ses secrets. Les navigateurs développèrent leurs repères à partir du ciel et de la terre, parfois. Quitter la terre, vers le large, signifiait qu’il n’y aurait plus, ni phares, ni lisière ou bande de terre côtière, ni de clochers d’église, pour servir de repères et de signalisation. Alors, voguant vers l’immensité de l’eau, où elle s’imposerait à perte de vue, comment se repérer, sans les points de repères terrestres? En levant les yeux au ciel et en écoutant le vent. Les navigateurs de ces temps, levaient nez en l’air et yeux bien hauts. Et dans le ciel, ils trouvèrent de nouveaux guides célestes : lune, soleil, étoiles et planètes. Autour d’eux et de leur observation. Furent inventés et patentés, des outils pour navigateurs et marins; des quadrants, des astrolabes et des sextants, pour trouver la position de ces objets planétaires.

Pas étonnants que ces corps célestes soient devenus aussi importants aux enfants de la terre, qui en le contemplant, apprenait beaucoup de choses, interprétait beaucoup de choses. Guides marins, savoir scientifique, apanage vaste d’astronomie, d’astrologie et visages du divin, ou rivages célestes ou s’établissaient les grandes lignes de la mythologie. Le ciel servait à lire aux scientifiques, grands-penseurs, prêtres et prêtresse, paysans et sorcières aux herbes et, aux marins.

Dans ces temps où la Lune servait elle aussi de repère, il y avait par exemple, pour résoudre le problème des longitudes, l’utilisation de l’éclairement et l’obscurcissement des taches de la Lune durant les progrès de la lunaison.

La Lune se déplace relativement vite dans le champ des étoiles. Puisqu'elle fait un tour sidéral en 27 jours moyens 1/3 environ, son déplacement en un jour est en moyenne de 13°,2. Sa distance angulaire aux autres astres varie donc constamment. La variation horaire de cette distance est maximum pour les astres qui sont placés sur la trajectoire du centre de la Lune ou pratiquement à proximité tant que la distance reste assez grande, c'est-à-dire pour le Soleil, les étoiles zodiacales et les planètes.

Supposons que, pour un lieu donné, Greenwich par exemple, on ait calculé des tables donnant de 3h en 3h de temps moyen, la distance de la Lune aux astres précités, convenablement choisis, pour un certain nombre d'années à venir. Comme la Lune est relativement proche de la Terre, elle ne se projette pas au même endroit du ciel suivant le point de la Terre d'où on l'observe. Les distances lunaires sont donc calculées pour l'observateur situé au centre de la Terre.
Dans le lieu dont on veut déterminer la longitude, on observera au sextant la distance angulaire entre la Lune et le Soleil ou un astre figurant dans les tables de la Lune. On en déduira la distance angulaire vraie au même instant pour un observateur situé au centre de la Terre. Les tables de la Lune nous permettront alors de déterminer par interpolation pour quelle heure temps moyen de Greenwich AHmp a lieu la distance angulaire vraie que nous venons de calculer. Ayant fait un calcul d'heure du lieu AHmg au moment de l'observation de la distance, la comparaison de cette heure et de l'heure simultanée de Greenwich AHmp donnera la longitude du lieu par rapport à Greenwich, G = AHmp - AHmg. On remarquera que cette méthode ne suppose pas un garde-temps, conservant l'heure du méridien origine. Il semble que la méthode des distances lunaires fut utilisée pour la première fois en 1749 par un navigateur français : d'Après de Mannevilette. Est-elle précise ? Toute erreur sur la distance observée produit une erreur trente fois plus forte sur la détermination de la longitude. La méthode des distances lunaires ne permit pas de gagner le prix offert en 1714. La solution n'était pas là; elle devait se trouver dans un procédé permettant d'emporter à bord et de conserver avec précision l'heure du 1er méridien.

Distances lunaires et chronomètres
Jusque vers la fin du premier tiers du XIXe siècle, la méthode des distances lunaires l'a emporté sur la méthode chronométrique car les montres imparfaites demandaient un contrôle permanent par les observations astronomiques. Les chronomètres devenant de plus en plus sûrs, les méthodes lunaires devaient être de moins en moins employées, pour être complètement délaissées avant la fin du siècle. Le degré de perfection atteint par les chronomètres ne permettait plus de considérer comme moyen de contrôle efficace une méthode astronomique dont les résultats étaient moins précis que ceux qu'il s'agissait de vérifier. Car l'observation et le calcul d'une distance lunaire sont des opérations longues et délicates, et la confiance que l'on peut accorder à des résultats obtenus avec des observations médiocres ne peut pas être très grande.
La méthode n'était pas à n'importe quel moment utilisable par le navigateur à la recherche d'un point, puisqu'il était nécessaire que la Lune soit levée et à plus de deux ou trois jours de la nouvelle lune. Dans ces conditions, sur des navires à grande vitesse, la méthode aurait été déficiente. Dans la méthode chronométrique qui utilise la mesure de la hauteur d'un astre, tous les astres sont en principe équivalents dès l'instant que l'observateur possède leurs éphémérides. Pour observer, il suffit que le ciel et l'horizon soient découverts. Les observations sont simples, les calculs courts, le résultat relativement précis si le chronomètre est bien réglé. On comprend dès lors la recherche constante du perfectionnement des chronomètres et, ceux-ci ayant atteint d'excellentes qualités de justesse et de précision, l'emploi final exclusif des méthodes chronométriques.

Sources:

The secret language of the stars and planets
Geoffrey Cornelius et Paul Devereux, Éditions Duncan Baird Publishers

Wikipedia