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Direction versus relèvementÉditer
S’en tenir à un relèvement n’est pas, en général, la même chose que d’aller en ligne droite le long d’un grand cercle. Inversement, on peut se tenir à un grand cercle et le relèvement peut changer. Ainsi, le relèvement d’un chemin rectiligne traversant le pôle Nord change brusquement au pôle du Nord au Sud. Lorsqu’on se déplace vers l’est ou l’ouest, ce n’est qu’à l’équateur que l’on peut rester à l’est ou à l’ouest et aller tout droit (sans avoir besoin de se diriger). Partout ailleurs, le maintien de la latitude nécessite un changement de direction, nécessite de barrer. Cependant, ce changement de direction devient de plus en plus négligeable au fur et à mesure que l’on se déplace vers des latitudes plus basses.
Boussole magnétiqueModifier
La Terre possède un champ magnétique qui est approximativement aligné avec son axe de rotation. Une boussole magnétique est un appareil qui utilise ce champ pour déterminer les directions cardinales. Les boussoles magnétiques sont largement utilisées, mais ne sont que moyennement précises. Le pôle nord de l’aiguille magnétique pointe vers le pôle nord géographique de la terre et vice versa. Cela s’explique par le fait que le pôle nord géographique de la terre est très proche du pôle sud magnétique de la terre. Ce pôle sud magnétique de la terre situé à un angle de 17 degrés par rapport au pôle nord géographique attire le pôle nord de l’aiguille magnétique et vice versa.
Le SoleilEdit
La position du Soleil dans le ciel peut être utilisée pour s’orienter si l’on connaît l’heure générale de la journée. Le matin, le Soleil se lève à peu près à l’est (plein est seulement aux équinoxes) et se dirige vers le haut. Le soir, il se couche à l’ouest, à nouveau approximativement et seulement à l’ouest exactement aux équinoxes. Au milieu de la journée, elle est au sud pour les spectateurs de l’hémisphère nord, qui vivent au nord du tropique du Cancer, et au nord pour ceux de l’hémisphère sud, qui vivent au sud du tropique du Capricorne. Cette méthode ne fonctionne pas très bien lorsqu’on se rapproche de l’équateur (c’est-à-dire entre le tropique du Cancer et le tropique du Capricorne) car, dans l’hémisphère nord, le soleil peut être directement au-dessus de la tête ou même au nord en été. Inversement, aux basses latitudes de l’hémisphère sud, le soleil peut se trouver au sud de l’observateur en été. Dans ces endroits, il faut d’abord déterminer si le soleil se déplace d’est en ouest en passant par le nord ou le sud en observant ses mouvements – de gauche à droite, il passe par le sud, tandis que de droite à gauche, il passe par le nord ; ou bien on peut observer les ombres du soleil. Si elles se déplacent dans le sens des aiguilles d’une montre, le soleil sera au sud à midi, et si elles se déplacent dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, alors le soleil sera au nord à midi. Le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest.
En raison de l’inclinaison axiale de la Terre, quel que soit l’emplacement de l’observateur, il n’y a que deux jours par an où le soleil se lève précisément à l’est. Ces jours sont les équinoxes. Tous les autres jours, en fonction de la période de l’année, le soleil se lève au nord ou au sud de l’est vrai (et se couche au nord ou au sud de l’ouest vrai). Pour tous les lieux, on voit le soleil se lever au nord de l’est (et se coucher au nord de l’ouest) de l’équinoxe du nord à l’équinoxe du sud, et se lever au sud de l’est (et se coucher au sud de l’ouest) de l’équinoxe du sud à l’équinoxe du nord.
Édition du cadran de la montre
Il existe une méthode traditionnelle par laquelle une montre analogique peut être utilisée pour localiser le nord et le sud. Le Soleil semble se déplacer dans le ciel sur une période de 24 heures tandis que l’aiguille des heures d’un cadran d’horloge de 12 heures met douze heures pour effectuer une rotation. Dans l’hémisphère nord, si la montre est tournée de manière à ce que l’aiguille des heures pointe vers le Soleil, le point situé à mi-chemin entre l’aiguille des heures et 12 heures indiquera le sud. Pour que cette méthode fonctionne dans l’hémisphère sud, le 12 est dirigé vers le Soleil et le point situé à mi-chemin entre l’aiguille des heures et 12 heures indiquera le nord. Pendant l’heure d’été, la même méthode peut être employée en utilisant 1 heure au lieu de 12. La différence entre l’heure locale et l’heure de la zone, l’équation du temps et (près des tropiques) le changement non uniforme de l’azimut du Soleil à différents moments de la journée limitent la précision de cette méthode.
SundialEdit
Un cadran solaire portable peut être utilisé comme un instrument plus précis qu’une montre pour déterminer les directions cardinales. Comme la conception d’un cadran solaire tient compte de la latitude de l’observateur, il peut être utilisé à n’importe quelle latitude. Voir : Cadran solaire#Utiliser un cadran solaire comme une boussole.
AstronomieEdit
L’astronomie fournit une méthode pour trouver une direction la nuit. Toutes les étoiles semblent se trouver sur la sphère céleste imaginaire. En raison de la rotation de la Terre, la sphère céleste semble tourner autour d’un axe passant par les pôles Nord et Sud de la Terre. Cet axe coupe la Sphère céleste au niveau des pôles célestes Nord et Sud, qui semblent, pour l’observateur, se trouver directement au-dessus du Nord et du Sud respectivement sur l’horizon.
Dans les deux hémisphères, les observations du ciel nocturne montrent que les étoiles visibles semblent se déplacer selon des trajectoires circulaires, causées par la rotation de la Terre. Ce phénomène est parfaitement visible sur une photographie à longue exposition, obtenue en verrouillant l’obturateur ouvert pendant la majeure partie de la partie intensément sombre d’une nuit sans lune. La photographie qui en résulte révèle une multitude d’arcs concentriques (portions de cercles parfaits) dont on peut facilement déduire le centre exact, et qui correspond au pôle céleste, lequel se trouve directement au-dessus de la position du véritable pôle (Nord ou Sud) à l’horizon.Une photographie publiée exposée pendant près de 8 heures démontre cet effet.
Le pôle céleste nord se trouve actuellement (mais pas en permanence) à une fraction de 1 degré de l’étoile brillante Polaris. La position exacte du pôle change au cours des milliers d’années en raison de la précession des équinoxes. Polaris est également connue sous le nom d’étoile polaire, et est appelée de manière générique étoile polaire ou lodestar. L’étoile Polaris n’est visible que par beau temps, la nuit, pour les habitants de l’hémisphère Nord. L’astérisme « Grande Ourse » peut être utilisé pour trouver Polaris. Les 2 étoiles d’angle de la « casserole » (celles qui sont opposées à la poignée) pointent au-dessus du sommet de la « casserole » vers Polaris.
Alors que les observateurs de l’hémisphère nord peuvent utiliser l’étoile Polaris pour déterminer le pôle céleste nord, l’étoile du sud de la constellation d’Octans est à peine assez visible pour être utilisée pour la navigation. C’est pourquoi il est préférable d’utiliser la constellation Crux (la Croix du Sud). Le pôle céleste austral se trouve à l’intersection (a) de la ligne le long du grand axe du crux (c’est-à-dire passant par Alpha Crucis et Gamma Crucis) et (b) d’une ligne coupant perpendiculairement en deux la ligne joignant les « pointeurs » (Alpha Centauri et Beta Centauri).
GyrocompasEdit
À la toute fin du XIXe siècle, en réponse au développement des cuirassés dotés de gros canons traversables qui affectaient les compas magnétiques, et peut-être pour éviter d’avoir à attendre le beau temps la nuit pour vérifier précisément son alignement avec le nord vrai, le gyrocompas a été développé pour une utilisation à bord des navires. Comme il détermine le nord vrai, et non le nord magnétique, il est insensible aux interférences des champs magnétiques locaux ou de bord. Son principal inconvénient est qu’il dépend d’une technologie que de nombreuses personnes pourraient trouver trop chère pour être justifiée en dehors du contexte d’une grande opération commerciale ou militaire. Il nécessite également une alimentation continue pour ses moteurs, et que l’on puisse le laisser assis à un endroit pendant un certain temps pendant qu’il s’aligne correctement.
Vers la fin du 20e siècle, l’avènement des systèmes de positionnement global (GPS) par satellite a fourni un autre moyen pour tout individu de déterminer le nord géographique avec précision. Bien que les récepteurs GPS (GPSR) fonctionnent mieux avec une vue dégagée de l’ensemble du ciel, ils fonctionnent de jour comme de nuit, et par tous les temps sauf les plus sévères. Les agences gouvernementales responsables des satellites les surveillent et les ajustent en permanence pour maintenir leur alignement précis avec la Terre. Contrairement au gyrocompas qui est plus précis lorsqu’il est immobile, le récepteur GPS, s’il n’a qu’une seule antenne, doit être en mouvement, généralement à plus de 0,1 mph (0,2 km/h), pour afficher correctement les directions de la boussole. Sur les navires et les avions, les récepteurs GPS sont souvent équipés de deux antennes ou plus, fixées séparément au véhicule. Les latitudes et longitudes exactes des antennes sont déterminées, ce qui permet de calculer les directions cardinales par rapport à la structure du véhicule. Dans ces limites, les GPSR sont considérés comme précis et fiables. Le GPSR est ainsi devenu le moyen le plus rapide et le plus pratique pour obtenir un alignement vérifiable avec les directions cardinales.