4.

Instruments de navigation

De nombreux instruments sont aujourd'hui employés pour faciliter la navigation. Certains sont relativement simples à utiliser, alors que d'autres nécessitent un apprentissage sérieux. Parmi ces derniers figurent divers systèmes électroniques et mécaniques.

Les instruments de navigation sont conçus pour établir la position, mesurer le cap et la distance, déterminer la vitesse, mesurer la profondeur de l'eau, aider à tracer la route sur les cartes, et observer les conditions météorologiques. Parfois, on utilise une combinaison de plusieurs instruments pour obtenir l'information souhaitée.

Le compas magnétique est l'un des plus anciens instruments utilisés à bord des navires (voir boussole). Bien qu'il ait été supplanté par le gyrocompas sur les grands navires, le compas magnétique est toujours considéré comme l'instrument de base de la navigation. Il n'est pas sujet à des pannes électromécaniques et c'est pourquoi il demeure un instrument d'appoint nécessaire sur la plupart des navires de haute mer. Le compas magnétique, s'alignant de lui-même sur la direction des pôles magnétiques de la Terre, est utilisé comme système directionnel.

La différence en degrés entre la direction de l'aiguille du compas (pôle Nord magnétique) et la direction du nord vrai (pôle Nord géographique) est appelée déclinaison magnétique. À l'usage des navigateurs, la déclinaison magnétique a été mesurée dans de nombreuses parties du monde. Grâce à ses mesures, des cartes ont été établies, indiquant la déclinaison magnétique approximative de n'importe quelle région. Sur ces cartes sont reliés les points d'égale déclinaison magnétique (isogones).

Le gyrocompas, qui utilise un gyroscope comme élément directionnel, est aligné sur le nord vrai. Le gyroscope contenu dans ce compas est une masse en rotation rapide, libre de se déplacer autour d'un ou deux axes, perpendiculaires à l'axe de rotation et perpendiculaires entre eux. Des éléments de contrôle sont ajoutés au gyroscope pour le transformer en un véritable indicateur de direction.

Le cercle azimutal est un instrument important pour le navigateur, qui indique l'azimut d'un objet, c'est-à-dire sa direction mesurée par rapport au nord. C'est un anneau gradué, avec des mires de visée, conçu pour s'adapter étroitement sur un compas. Cet appareil permet de prendre des relevés d'objets terrestres comme de corps célestes.

Le loch est un instrument utilisé pour déterminer la vitesse d'un navire et / ou la distance qu'il a parcourue sur l'eau. Le loch le plus simple est un petit appareil fuselé qui traîne au bout d'un câble dans le sillage d'un bateau. L'appareil comporte une hélice que la résistance de l'eau fait tourner, et qui transmet sa rotation à un compte-tours. Plus le bateau avance vite, plus l'hélice tourne rapidement. Différents types de loch sont utilisés, mécaniques ou électroniques.

Pour connaître la profondeur de l'eau, un navigateur utilise soit une sonde à plomb, soit un échosondeur (ou sonar). La sonde à plomb, qui s'apparente à un poids attaché à l'extrémité d'une ligne graduée, est utilisée dans les eaux côtières ou peu profondes lorsque la visibilité est faible. Le sonar, que l'on trouve sur tous les navires de haute mer, indique la profondeur de l'eau en mesurant l'intervalle de temps entre l'émission d'un signal sonore (généralement des ultrasons) et le renvoi de son écho par le fond.

Les équipements de traçage utilisés par le navigateur ressemblent, dans une certaine mesure, aux outils utilisés en dessin industriel. Des compas à pointe sèche pour mesurer les distances, des compas pour tracer des cercles, des rapporteurs et des règles composent l'essentiel des outils qu'on trouve couramment sur la table à cartes d'un navire.

Pour la navigation astronomique, le navigateur se sert d'un sextant et d'un chronomètre. Le sextant est utilisé principalement pour déterminer la hauteur des corps célestes à partir de l'horizon. Le chronomètre est une pièce d'horlogerie très précise, avec un taux d'avance ou de retard quotidien presque constant. Il est réglé sur le temps d'un méridien standard, habituellement celui de l'observatoire de Greenwich, à Londres, et permet de déterminer la longitude en mer. Son taux quotidien d'avance ou de retard est vérifié par comparaison avec les informations radio émises par différents pays (voir horloges et montres). En plus de ces instruments, la plupart des navires modernes utilisent plusieurs systèmes électroniques de navigation (voir ci-dessous : Navigation électronique).