Compas (navigation)
instrument de navigation qui donne une référence de direction sur le plan horizontal De Wikipédia, l'encyclopédie libre
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Pour les articles homonymes, voir Compas.
Le compas est un instrument de navigation qui donne une référence de direction (le nord) sur le plan horizontal et permet ainsi la mesure d'angles horizontaux par rapport à cette direction. Le compas est gradué de 0° (nord) à 359° dans le sens des aiguilles d'une montre (sens rétrograde). Les boussoles utilisées par les armées utilisent aussi d'autres systèmes de graduation (voir grade, appelé aussi gon, millième). La différence entre une boussole et un compas réside dans le fait que dans une boussole, l'aiguille aimantée se déplace devant un cercle gradué, tandis que dans un compas, un cadran est solidaire de l'aiguille aimantée et se déplace devant un repère.
Il existe différents types de compas :
Il faut distinguer :
Nm=Nc+δ (algèbriquement)
de même Cm=Cc+δ (le cap magnétique est égal au cap compas + la déviation)
Par convention: δ est positive si elle est "est", négative si elle est "ouest".
La direction du nord magnétique est celle de la composante horizontale de l'inclinaison magnétique. En effet, le nord magnétique indique le pôle magnétique qui se déplace dans le temps plus ou moins autour du pôle géographique. Les cartes marines, quel que soit leur type de projection, indiquent toujours le nord géographique, ainsi que la déclinaison magnétique et sa variation annuelle. Les lignes d'égale déclinaison sont appelées lignes isogoniques.
Nv=Nm+D (algèbriquement)
Cv=Cm+D (le cap vrai est égal au cap magnétique + la déclinaison)
Par convention: D est positive si elle est « est » et négative si elle est « ouest ».
on définit la variation : W=(δ+D)
Nc+(δ+D)=Nv
Cc+W=Cv (le cap vrai est égal au cap compas + la variation)
La variation est la correction à apporter au cap compas pour obtenir le cap vrai et pouvoir ainsi le reporter sur une carte. Elle comprend un élément local géographiquement (D) et une correction qui appartient au compas, au navire et qui de plus est fonction du Cap compas : (δ)
Schéma sommaire:
Quelques aiguilles aimantées (équipage magnétique) liées à une couronne mobile (rose) munie d'un flotteur ; le tout reposant, dans un mélange liquide composé d'eau et d'alcool, sur un pivot.
Le champ magnétique terrestre étant très faible, il a fallu obligatoirement diminuer au maximum les frottements de la rose sur le pivot (par l'ajout d'un flotteur entre autres). L'utilisation sur un navire a également demandé l'installation d'un système à cardan.
La cuvette du compas est fixée sur la couronne interne du cardan, donnant ainsi au compas plus de possibilité de garder l'horizontale à la mer.
Des fers doux (sphères de compensations et barreaux flinders[1]), et des fers durs (aimants correctifs longitudinaux, latéraux et aimant de bande) servent à la compensation.
L'habitacle, placé si possible dans l'axe central du navire, est toujours éloigné le plus possible d'éventuelles perturbations magnétiques (antennes satellitaires, radios). Il peut comporter un système de miroirs de renvoi optique de lecture du compas pour le barreur dans la passerelle de navigation, mais ce système est de plus en plus remplacé par un système de lecture à distance électronique (capteur placé sous la cuvette). L'aimant de bande non représenté sur le schéma sert à la compensation pour une éventuelle gîte permanente (bande), ce dernier est ajustable verticalement par une chaînette.
Le compas magnétique subit l'influence de la composante horizontale du champ magnétique terrestre D (déclinaison magnétique) et aussi l'influence de champs magnétiques induits par le navire et ses équipements électriques et les équipements voisins, poste à quai, lignes haute tension, etc. La lecture du compas à quai n'est souvent pas représentative.
Opération consistant à mesurer les déviations aux différents caps cardinaux et inter cardinaux, et à en déduire la courbe des déviations. S'effectue généralement sur rade ouverte en utilisant comme base un alignement. Peut s'effectuer aussi à la mer en se basant sur le cap gyroscopique, mais il faudra considérer la variation du compas gyroscopique.
1. Quelques contrôles et mesures de bon sens :
2. Manœuvrer de manière à couper l'alignement en route aux différents caps compas cardinaux et inter-cardinaux, mesurer :
Un compas ou une boussole peut être corrigé (compensé) de trois manières. D'abord la ligne de lourdaud doit être ajustée de sorte qu'elle soit alignée dans l'axe longitudinal du navire. Ensuite, les effets des aimants permanents peuvent être corrigés par la position de petits aimants insérés dans le coffret de la boussole. L'influence des matériaux non ferromagnétiques peut être compensée par deux sphères de fer doux montées de chaque côté du cadre de la boussole. Le graphique de la déviation de boussole peut être compris en utilisant la série de Fourier. Le coefficient a0 représentant l'erreur dans la ligne de lourdaud, tandis qu'a1, b1 représente les effets ferromagnétiques et a2, b2 le composant non ferromagnétique.
Les boussoles à vanne de flux (électroniques) se calibrent automatiquement en fonction du champ magnétique ambiant et peuvent également tenir compte de la valeur locale de la déclinaison magnétique afin que la boussole indique le cap vrai.
L'attraction terrestre variant en fonction de la latitude, les boussoles sont souvent équilibrées pendant leur fabrication. Ceci empêche l'aiguille de plonger trop fortement vers le bas (effet de l'inclinaison magnétique) et de rester bloquée par la friction sur le cadran. La plupart des fabricants rééquilibrent l'aiguille de leurs boussoles en fonction de l'une de cinq zones du monde. La zone 1 couvre la majeure partie de l'hémisphère nord, la zone 5 couvrant l'Australie et les océans de l'hémisphère sud.
L'utilisation de compas gyroscopiques permet de s'affranchir de ces difficultés dues au magnétisme terrestre. La différence angulaire entre le nord vrai et le nord compas est appelée variation gyro (Wg). Cette variation est généralement faible (0,5° à 1°). Mais les compas gyroscopiques peuvent ne pas être parfaitement réglés, ou se dérégler. La variation gyro se mesure (ou se vérifie) régulièrement par le relèvement d'astre dont l'élévation sur l'horizon de l'observateur ne doit pas être trop grande pour garantir la précision de la mesure et en appliquant le calcul d'amplitude, et en navigation côtière en relevant des alignements connus. (voir aussi :gyroscope).
L’utilisation d’un gyromètre à fibre optique 3 axes en étant immobile fournit la rotation de la Terre, et des accéléromètres trouvent la gravité. Ces deux informations combinées permettent de trouver le nord[2].
Le compas satellitaire est un indicateur de cap électronique. Il est interfaçable aux différents autres systèmes électroniques du bord tels que l'ARPA, AIS, ECDIS ainsi que le pilote automatique, c'est un appareil de transmission de cap.
Les systèmes proposés par les constructeurs sont fréquemment munis d'une troisième antenne, les trois antennes sont regroupées dans un tripode ou radôme. La troisième antenne a pour effet de compenser l'influence des mouvements du navire (tangage et roulis) sur le calcul du cap vrai.
Le compas satellitaire a l'avantage de ne pas être influencé par la vitesse du navire, ni par la latitude (erreurs du gyrocompas) ni par le magnétisme terrestre. Il ne demande aucun entretien particulier (aucune pièce en mouvement contrairement à l'électromécanique du gyrocompas et aucune compensation n'est nécessaire comme dans le cas du compas magnétique) et est opérationnel dans les minutes suivant sa mise en service. Il reste cependant dépendant de la couverture du système de positionnement par satellite, l'erreur n'est pas constante mais variable, et comme tout appareil électronique, il présente le risque de ne plus fonctionner en cas d'avarie électrique à bord.
Le compas satellitaire est réglementé par l'OMI comme un système de secours au gyrocompas. Il est obligatoire à bord de tous les navires de jauge brute supérieure à 300, mais les navires de jauge brute inférieure à 500 non équipés de gyrocompas peuvent en être équipés en tant qu'indicateur de cap primaire[3]. Le compas satellitaire est un THD (Transmitting Heading Device, indicateur de cap vrai) ce qui signifie que le cap indiqué a au maximum 0,2° d'erreur, il possède une alarme de dysfonctionnement, le cap est au minimum correct entre en 70° nord et sud de latitude.
En navigation aérienne ou maritime, le compas a deux usages principaux :
Cette dernière mesure permet :
Il existe pour les aéronefs plusieurs types de compas :
La navigation des aéronefs (avions et hélicoptères) s'effectue pour plus de précision en fonction de signaux radioélectriques émis par des balises au sol. Les angles entre ces balises et l'aéronef sont indiqués au pilote à l'aide d'un instrument appelé radiocompas muni de plusieurs aiguilles pour chacune des balises.
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