Historique de l'octant et du sextant

L'inconvénient majeur des instruments qui étaient utilisés avant l'octant et le sextant (l’astrolabe nautique, le quadrant, le quartier de Davis) était le manque de précision des mesures qui, s'il ne posait guère de problèmes dans le calcul de la latitude, rendait impossible une détermination correcte de la longitude. En effet, avant la mise au point des chronomètres de marine, la longitude était calculée par la méthode des distances lunaires qui consistait à observer la distance angulaire séparant la lune du soleil ou d'une étoile. Cette méthode était basée sur le fait que la lune se déplace assez rapidement sur la voûte céleste par rapport aux autres astres. Or une erreur de 1' sur la mesure de la distance angulaire entraînait une erreur pouvant atteindre 45' sur la longitude ; on imagine le résultat avec un appareil effectuant des mesures à 15' près !

Les origines de l'octant, c'est à dire de l'instrument utilisant la double réflexion des rayons lumineux, ont fait l'objet de thèses controversées.
Certains auteurs prétendent que le premier octant a été construit suivant les directives de Newton¹ vers 1670/1680 ; ce qui est indiscutable c'est que ce savant a rédigé, à la fin du XVII^e siècle, une étude sur le premier appareil équipé de deux miroirs et exploitant la double réflexion. Cette étude ne sera publiée qu'en 1742.

En 1731, John Hadley² présentait à la Société royale de Londres "deux instruments, le premier en bois à trois miroirs, le second en cuivre ..." et il fût considéré, à tort, comme l'inventeur de l'octant.

Un américain, Thomas Godfrey³, construisit (vers 1730) un appareil du même type dont la description fût présentée, à Londres, en 1732.

Le bâti d'un octant correspond à un secteur de 45 degrés ou huitième de cercle. Le mot "octant" vient du latin octans, huitième partie.

De l’octant au sextant.
Les octants étaient généralement de grandes dimensions (environ 50 centimètres de rayon).
Le bâti (ou carcasse) était en ébène. Dans le limbe était encastrée une plaque en ivoire sur laquelle était gravée la graduation; l’appareil était souvent dépourvu de vernier (ou nonius).
L’alidade était en bois ou en cuivre. Les miroirs étaient métalliques (et se ternissaient rapidement à l’air salin) ou étaient étamés sur la face extérieure. L’observation de l’astre se faisait par une pinnule, plus rarement grâce à une lunette.

Les progrès techniques permettant de fabriquer des miroirs de bonne qualité (sans prismatisme, étamés sur la face arrière, …), des bâtis métalliques, des graduations précises gravées sur le limbe, etc. amenèrent à la mise au point du sextant.

Le bâti d'un sextant correspondit alors à un secteur de 60 degrés ou sixième de cercle. Le mot "sextant" vient du latin sextans, sixième partie. Le limbe fut gradué de 0° à 120° et permit la mesure de distances angulaires plus étendues, en particulier pour l’observation des distances lunaires, qu’avec l’octant. (Par distance lunaire, on entend la mesure de l’angle entre la Lune et un autre astre tel que le Soleil, une planète ou une étoile).

¹ NEWTON Isaac, mathématicien, astronome, physicien et philosophe anglais, 1642 ou 1643 - 1727
²HADLEY John, astronome britannique, 1682-1744.
³GODFREY Thomas : inventeur américain, spécialiste de l'optique, 1704-1749.