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Utilisation de l'hémisphère nautique de Coignet

Théorie de l'hémisphère nautique.

L'hémisphère nautique conçu par Michel Coignet reproduit le triangle de position du Soleil.

Les bases de la navigation astronomique reposent sur le triangle de position.
C'est un élément de la sphère locale dont les sommets sont P le pôle, Z le zénith du lieu d'observation et S l'astre observé (ici le Soleil).
C'est un triangle sphérique dont les côtés sont des arcs de grands cercles de la voûte céleste et se mesurent donc en angles.

Ses composants :

Les angles :

L'angle angle ZPS est l'angle horaire.
Converti en heure (15° ↔ 1 h) il permet d'obtenir l’heure solaire locale.

Le supplément de l'angle angle PZS a pour mesure l'azimut (a) du lieu d'observation.

Les côtés :

L'arc arc PZ correspond à la colatitude du lieu de l'observation, complément de la latitude.
latitude = 90° – colatitude

L'arc arc ZS correspond à la distance zénithale, complément de la hauteur du Soleil.
distance zénithale = 90° – hauteur du Soleil

L'arc arc PS est la distance polaire, complément de la déclinaison du Soleil δ.
distance polaire = 90° – déclinaison du Soleil


L'hémisphère nautique permet d'apprécier par manipulation les mesures de la plupart des composants du triangle de position.

L'heure locale et la latitude.

L'angle horaire angle ZPS du triangle donne l'heure de l'observation.
Sur l'hémisphère elle est lue sur la graduation en heures de l'équateur.

L'arc arc PZ du triangle donne la mesure de la colatitude du lieu de l'observation.
Sur l'hémisphère la colatitude est lue au contact de l'équateur et de l'arc-réglette de la déclinaison.
De la colatitude on déduit la latitude.

L'azimut et la distance zénithale.

L'angle angle PZS du triangle est le supplément de l'azimut du lieu d'observation. On en déduit l'azimut du lieu.
Sur l'hémisphère l'azimut est lu directement sur les graduations du plateau.

L'arc arc ZS est la distance zénithale, complément de la hauteur du Soleil.
Sur l'hémisphère la hauteur du Soleil est lue sur la graduation du vertical du Soleil. On en déduit la distance zénithale.


Utilisation de l'hémisphère nautique.

L'hémisphère nautique peut être utilisé à tout moment de la journée... s'il y a du Soleil.

L'utilisation se déroule en deux phases.
La manipulation de l'instrument est plus aisée à deux personnes.


Première phase.

Suspendre l'hémisphère par l'anneau pour avoir la verticalité.
Orienter le plateau avec la boussole, pour que la pointe de la fleur de lys soit orientée vers le Nord (le mot "meridies" inscrit sur le plateau indique le Sud).

Faire pivoter le vertical du Soleil autour de son axe, jusqu'à ce que l'ombre de la moitié située du côté du Soleil tombe exactement sur la tranche de l'autre moitié. Le Soleil est alors dans le plan de l'anneau.
On lit l'azimut du soleil sur la graduation du plateau (notation astronomique).

Sans changer l'orientation du vertical du Soleil, incliner l'alidade pour que la tache lumineuse formée par le trou de la pinnule du haut soit centrée sur le trou de la pinnule du bas. On lit la hauteur du soleil sur la graduation du vertical du Soleil.

Deuxième phase.

Poser l'instrument sur un support stable. L'orientation de l'instrument n'a plus d'importance. Mais attention, il ne faut déplacer ni le vertical du Soleil ni l'alidade.

Chercher la déclinaison du Soleil pour la date de l'observation dans des Éphémérides.
Amener la graduation du bas de l'arc-réglette correspondant à la déclinaison du jour, sur la pointe de l'alidade en associant deux mouvements :

  • basculement de l'équateur autour de son axe horizontal;
  • glissement de l'arc-réglette de la déclinaison le long de l'équateur.

On lit l'heure de l'observation sur la graduation en heures de l'équateur.
(L'origine de cette graduation se trouve du côté Est du plateau, côté correspondant au lever du Soleil. Le milieu de la graduation correspond à midi solaire).

On lit la colatitude du lieu sur la graduation du méridien à l'intersection du méridien et de l'équateur. De la colatitude on déduit la latitude.



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