La boussole a toujours été un objet fascinant que la plupart des personnes associent à l'aventure, aux voyages d'exploration et à la nature. Encore aujourd'hui, la boussole n'est pas seulement un outil de navigation maritime utilisé par les explorateurs lors de leurs voyages à travers le monde ou par les chasseurs de trésors à la recherche de richesses cachées.
La boussole sert surtout aux aventuriers, aux parcours de course d'orientation, aux avions ou aux bateaux pour s'orienter. Le randonneur aussi sait bien comment utiliser une boussole.
Dans cet article, nous allons voir comment fonctionne une boussole et comment les boussoles sont encore omniprésentes aujourd'hui malgré la technologie moderne.
Cette table des matières vous donne un premier aperçu du contenu de l'article.
1. Le fonctionnement de la boussole
2. L'utilisation correcte de la boussole
3. Les différents types de boussoles
4. L'histoire de la boussole
1. Le fonctionnement de la boussole
Le secret derrière le fonctionnement de la boussole
« Comment fonctionne une boussole ? » est sans doute l'une des questions les plus fréquentes que posent les enfants lorsqu'ils entrent pour la première fois en contact avec cet instrument de navigation historique. Les explications derrière le fonctionnement de la boussole sont heureusement relativement simples.
C'est le champ magnétique terrestre qui sert d'orientation à la boussole. Une boussole magnétique simple, comme nous en voyons souvent chez les randonneurs ou les alpinistes par exemple, fonctionne donc selon un principe simple.
Une aiguille mobile à l'intérieur de la boussole réagit à un aimant qu'est la Terre. En effet, comme notre planète contient beaucoup de fer, elle est magnétique et la petite aiguille mobile à l'intérieur de la boussole s'en sert pour indiquer la direction nord sud. Toutefois, cela ne fonctionne que si aucun autre aimant ne se trouve à proximité de la boussole.
L'aiguille de la boussole en acier magnétique a toujours une orientation approximative vers le nord. Bien sûr, elle n'est pas très précise, mais elle permet de s'orienter sans problème en quelques secondes seulement.
Il est important que l'aiguille soit montée avec le moins de friction possible afin qu'elle puisse se déplacer librement. Si ce n'est pas le cas, la flèche de l'aiguille n'est pas en mesure d'indiquer la direction du nord.
Comment fonctionnent les champs magnétiques terrestres ?
Vous vous demandez pourquoi l'aiguille de la boussole indique toujours le nord, alors que la Terre entière est un aimant ? Maintenant, l'explication de l'aimant devient un peu plus compliquée. La raison est ce que l'on appelle les pôles magnétiques et le champ magnétique terrestre qui y est associé, ce qui aide l'aiguille à s'orienter.
Le pôle magnétique terrestre négatif est le plus fort à proximité du pôle nord géographique. Étant donné que la flèche de l'aiguille est essentiellement un aimant et que les opposés s'attirent, le pôle magnétique positif de la flèche de la boussole pointe donc vers le nord vrai. Un aimant s'aligne alors sur les lignes du champ magnétique terrestre et leur est parallèle.
Saviez-vous que les aurores boréales sont des phénomènes engendrés par le champ magnétique qui entoure la planète ? Elles sont provoquées par des particules à haute énergie qui entrent en contact avec le champ magnétique terrestre. Elles sont déclenchées par les vents solaires et se produisent généralement entre le troisième et le sixième degré de latitude.
Ces aurores existent également dans l'hémisphère sud, que l'on appelle les aurores australiennes.
Le pôle Nord géographique et le pôle Nord magnétique
On oublie souvent que le pôle Nord géographique et le pôle Nord magnétique ne sont pas forcément le même lieu géographique. Il peut y avoir une distance de plusieurs kilomètres entre le Nord géographique et le Nord magnétique car, chaque année, le pôle Nord magnétique se déplace d'environ 60 kilomètres. Cela est dû au fer contenu dans le noyau terrestre, qui est déplacé dans un sens et dans l'autre par les mouvements de la Terre.
Il est fascinant de constater qu'en septembre 2019, les deux pôles se trouvaient tous deux exactement au même endroit. C'était la première fois en plus de 360 ans ! Le message concernant cet alignement a été bien couvert sur les réseaux sociaux, car les boussoles de l'Observatoire royal de Greenwich pointaient vers le vrai nord plutôt que le nord magnétique. L'Observatoire Royal de Greenwich a une longue histoire d'étude du champ magnétique de la terre.
Ces écarts sont toutefois insignifiants pour l'orientation, car l'aiguille n'est de toute façon pas assez précise pour indiquer le pôle Nord exact. L'écart entre le pôle Nord géographique et le pôle magnétique est également appelé « déclinaison magnétique ». La déclinaison dépend de l'endroit où l'on se trouve sur la Terre et varie légèrement en fonction de l'endroit où l'on se trouve.
La fonction de la lunette de la boussole
Vous vous demandez à quoi sert la lunette de la boussole ? Pas de panique, tout utilisateur de boussoles inexpérimenté est d'abord perplexe quant à l'anneau rotatif qui se trouve sur le bord de la boussole et à son fonctionnement.
En fait, c'est très simple : lorsque la boussole est placée sur une surface plane et que l'aiguille est orientée vers le nord, il suffit de déplacer le N de la lunette pour qu'il corresponde à la direction du nord affichée. L'avantage est que l'on connaît maintenant non seulement la bonne direction vers le nord, mais aussi la direction des autres points cardinaux que sont le sud, l'ouest et l'est.
Ne vous laissez pas déstabiliser si, sur le cadran, vous trouvez d'autres lettres à la place des habituelles N, S, E et O. Par exemple, le O peut éventuellement être remplacé par un W lorsqu'il s'agit d'une boussole en anglais, car en anglais, l'Ouest se traduit par « West ».
La structure de base
La boussole est composée d'une plaque de base sur laquelle est fixée l'aiguille. Autour se trouve la lunette de la boussole, généralement en plastique. Sur la lunette, vous trouverez toujours les différents points cardinaux ainsi que les degrés. Il est important de noter que la lunette de la boussole est rotative afin de pouvoir afficher les autres points si l'orientation est correcte.
Une flèche d'orientation non mobile se trouve également dans la lunette et des lignes d'orientation parallèles à la flèche de visée d'une aiguille sont souvent ajoutées.
2. L'utilisation correcte de la boussole
L'utilisation correcte de la boussole est également importante
L'utilisation correcte d'une boussole est également importante. Pour bien utiliser une boussole, il faut avant tout tenir compte de trois choses. D'une part, il faut placer la boussole sur une surface plane afin que l'aiguille de la boussole puisse se déplacer librement à l'intérieur et ne pas heurter le verre de l'outil de navigation, ce qui donnerait un résultat erroné.
En outre, les appareils électroniques doivent être tenus à l'écart de la boussole, car ils peuvent influencer le champ magnétique et donc donner une direction inexacte à la boussole. Cela est bien sûr le cas des aimants. Dès qu'un aimant se trouve à proximité de la boussole, celle-ci réagit à l'aimant qui se trouve à proximité au lieu de réagir au faible champ magnétique de la Terre et fournit ainsi de fausses informations potentiellement dangereuses.
Comment utiliser la boussole pour s'orienter sur le terrain lors d'une randonnée ou d'une ascension
De nombreuses personnes pensent aujourd'hui qu'une boussole n'est plus nécessaire, puisque nos smartphones savent de toute façon où aller et qu'ils intègrent une boussole. Cette affirmation est vraie, il faut dire que le smartphone est presque imbattable dans le domaine de la navigation.
Toutefois, il est utile de savoir comment fonctionne une boussole, d'une part parce qu'elle peut être utilisée comme sauvegarde en cas de perte du smartphone ou de batterie déchargée, et d'autre part parce qu'il est tout simplement amusant de s'orienter dans la nature à l'aide de cartes topographiques démodées et d'une boussole.
Le meilleur conseil est de s'orienter avec une carte
En effet, le premier grand problème dans la nature est souvent de savoir où l'on se trouve sur la carte. Pour cela, il faut positionner la boussole sur le nord et la poser sur le nord de la carte topographique. Ensuite, on tourne avec la boussole sur la carte jusqu'à ce que l'aiguille se stabilise sur le nord du cadran. Maintenant, si on regarde tout droit, on regarde vers le nord, et l'orientation avec notre carte est un jeu d'enfant. Essayez et vous verrez que la carte reprend tout son sens !
3. Les différents types de boussoles
Saviez-vous qu'il existe de nombreux autres types de boussoles que la boussole magnétique classique que nous connaissons tous ? Les boussoles utilisées dans les bateaux, par exemple, fonctionnent très différemment des boussoles ordinaires. Il existe aussi des boussoles qui ne reposent pas du tout sur le champ magnétique terrestre, mais qui sont à la place orientées sur la rotation de la Terre. Dans le chapitre suivant, nous allons nous pencher sur les différents types de boussoles qui existent dans le monde.
La boussole marine, un outil très complexe
Connaissez-vous les boussoles sphériques que l'on trouve souvent dans les bateaux ? Même si elles ne semblent pas vraiment ressembler aux types de boussoles traditionnelles, du moins en apparence, elles reposent sur le même mode de fonctionnement que les simples boussoles de randonnée ou d'alpinisme et fonctionnent donc à partir du champ magnétique de la Terre. Toutefois, les boussoles marines n'utilisent pas pour cela une aiguille de boussole pointant vers le nord, mais un disque circulaire gradué en degrés, souvent appelé rose des vents.
Par ailleurs, les boussoles sphériques que l'on trouve dans les bateaux utilisent un liquide pour protéger la boussole des mouvements de la mer et ainsi la stabiliser. De plus, elle est suspendue au cadran de sorte que la rose des vents soit toujours sur un plan horizontal, que le bateau soit au repos ou agité par la houle.
La lunette des boussoles flottantes est constituée d'un point de repère fixe qui indique à la fois les points cardinaux et les degrés vers lesquels se dirige le bateau.
Il convient toutefois de noter qu'aujourd'hui, seuls les petits bateaux ou les bateaux historiques utilisent la boussole comme outil principal de navigation maritime. Les navires modernes n'utilisent la boussole qu'en tant qu'instrument de secours, en cas de défaillance de l'instrument, et donc avant tout comme fonction de sécurité.
La boussole dans les avions
La boussole d'un avion fonctionne de manière très semblable à celle d'un bateau. Elle est généralement utilisée comme une boussole sphérique dans lequel un liquide permet d'amortir les mouvements, tout comme dans les avions. Un autre point commun est que dans les avions modernes, les boussoles ne sont utilisées qu'à titre d'option de secours, pour remplacer les systèmes plus modernes en cas de panne.
La plus grande différence réside généralement dans l'apparence des boussoles utilisées dans les avions. Elles sont souvent plus plates que celles des navires et comportent généralement un avion au centre de la boussole. Ainsi, l'image de l'avion sert en quelque sorte d'aiguille de la boussole.
La boussole gyroscopique
Contrairement aux boussoles magnétiques mentionnées plus haut, il existe d'autres boussoles qui fonctionnent de manière très différente. La boussole gyroscopique en est un exemple. Il est suspendu à l'horizontale et fonctionne par recherche de méridiens. Le grand inconvénient de la boussole gyroscopique est son temps de stabilisation, qui nécessite entre deux et quatre heures.
C'est pourquoi la boussole gyroscopique n'est utilisée que sur les bateaux qui naviguent lentement.
Il est intéressant de noter que la boussole gyroscopique a déjà près de 120 ans. C'est en 1904 que Hermann Anschütz-Kämpfe a déposé un brevet pour la boussole gyroscopique. À l'origine, Kämpfe prévoyait de plonger sous le pôle Nord avec un sous-marin et, comme les boussoles magnétiques ne sont pas utiles dans les sous-marins, il s'est penché sur le développement d'une toute nouvelle boussole qui ne fonctionnerait pas selon le champ magnétique.
Le fonctionnement exact de la boussole gyroscopique est beaucoup plus complexe que celui de la boussole magnétique. En effet, on utilise ici un gyroscope à rotation rapide qui est suspendu au cardan. De plus, la boussole est configurée de telle sorte que chaque fois que le sens de rotation n'indique pas le nord, un couple de rotation agit sur la boussole.
Chaque fois que le sens de rotation pointe vers le nord, le couple devient nul en raison de la rotation de la Terre, et la boussole ne peut donc s'orienter librement que parallèlement à la surface de la Terre. C'est précisément ce qui permet à la boussole d'indiquer la direction nord sud.
4. L'histoire de la boussole
Origines en Chine
Comme beaucoup d'autres inventions importantes de l'humanité, la boussole vient de Chine, où elle a été inventée pour la première fois sous une forme très simple 300 à 200 ans av. J.-C., même s'il y a une grande différence entre les premières boussoles et les modèles actuels.
À l'époque, on accrochait simplement un aimant à un fil pour déterminer la direction nord sud.
Il est intéressant de noter que les premières boussoles n'étaient pas utilisées comme outils de navigation, mais plutôt comme des instruments permettant de prédire l'avenir. La boussole était également utilisée pour orienter les maisons, les portes, les fenêtres et les meubles.
La boussole en Europe
Selon une théorie, la boussole n'aurait été introduite en Europe qu'au XIIe siècle par des commerçants arabes qui circulaient entre la Chine et l'Europe. Cependant, d'autres théories affirment que la boussole aurait été réinventée en Europe. On ne sait pas aujourd'hui laquelle de ces deux théories sur les boussoles est la bonne.
La forme que l'on connaît aujourd'hui aurait été inventée par des navigateurs italiens de la côte amalfitaine. On y trouve même le monument de Flavio Gioja, l'inventeur de la boussole sur un port, bien que ce dernier n'ait évidemment pas inventé la boussole. Si l'on prétend que Flavio Gioja a inventé la boussole, c'est probablement en raison de la puissance de la marine amalfitaine de l'époque et de ses voyages vers l'est.
Le fait est que la boussole s'est imposée avec rapidité en Europe comme outil de navigation. Les marins y utilisaient d'abord ce que l'on appelle la « boussole humide ». Ils plaçaient l'aiguille dans un cadran liquide et la rendaient ainsi mobile pour qu'elle puisse s'orienter vers le nord. Après quelques décennies, les boussoles sèches ont remplacé ces modèles et l'aiguille a été placée sur un stylo.
Plus tard, la boussole a été associée à une rose des vents, qui permet de déterminer la direction du vent.
La boussole est encore aujourd'hui souvent sous-estimée
Ce qui est souvent sous-estimé aujourd'hui, c'est que la boussole a été décisive pour bon nombre des plus grandes découvertes de l'humanité. Par exemple, les premières traversées de l'océan ou le tour du monde n'auraient pas été possibles sans la boussole. C'est précisément pour cette raison que la boussole a beaucoup contribué au développement de l'humanité et qu'elle a influencé notre histoire comme aucune autre découverte.
Il est intéressant de noter qu'avant l'introduction de la boussole, les navigateurs s'orientaient en fonction de toute une série d'autres facteurs tels que les corps célestes (étoiles, soleil, lune), la température et la couleur de l'eau, les animaux et les paysages caractéristiques. Cela rendait la navigation extrêmement difficile et a longtemps été l'une des principales raisons pour lesquelles les explorateurs échouaient souvent dans leurs missions.
Il est aujourd'hui largement reconnu que l'utilisation de la boussole a également permis à la navigation commerciale en Europe de connaître un essor considérable en quelques années seulement.
La boussole en Inde, dans la culture musulmane et en Afrique
L'historiographie arabo-musulmane révèle que les boussoles étaient déjà utilisées sur les bateaux au XIIIe siècle. Il s'agissait d'une boussole chinoise, ce qui indique assez clairement qu'un contact avec un premier exemplaire chinois avait également eu lieu en Occident. Au Yémen, la boussole a également été utilisée au XIIIe siècle pour indiquer la direction de la Mecque.
En Inde, on sait peu de choses sur son utilisation. On trouve toutefois des indices de l'utilisation d'une boussole humide dans des écrits tamouls du IVe siècle.
Les premiers exemplaires chinois ont également atteint l'Afrique de l'Est, comme la Somalie et les cités-États de langue swahili. On suppose que ces exemplaires sont arrivés en Afrique par le biais du commerce sur la route de la soie.
Le développement du GPS
Aujourd'hui, que ce soit à travers les téléphones portables ou les systèmes de navigation professionnels, le système de positionnement global (GPS) est bien supérieur à la boussole historique. Les raisons en sont évidemment multiples. D'une part, le GPS permet de s'orienter même en l'absence de visibilité (la nuit, par exemple) et, d'autre part, il permet de localiser précisément sa propre position. Cela n'est pas possible avec une boussole, car celle-ci ne peut indiquer que la direction du nord et les informations qui en découlent.
Le GPS est pleinement opérationnel depuis le milieu des années 1990 et jouit depuis lors d'une popularité croissante, rendant la boussole superflue pour une utilisation quotidienne dans les avions, les bateaux et la navigation terrestre.
Nous espérons que cet article vous a plu !
Nous espérons que cet article vous a fourni quelques nouvelles informations intéressantes sur la boussole.
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