Quadrant de navigation

Le quadrant de navigation ou quadrant nautique est un ancien instrument de mesure angulaire employé dans la marine, à bord des navires, pour faire le point en mer.

Histoire

Les plus anciennes sources documentaires sur ce type de quadrant datent du milieu du XV^e siècle ^[1], ce qui en fait l'un des plus anciens instruments de navigation astronomique ^[2]. À cette époque, les capitaines de navires n'étaient ni lettrés, ni mathématiciens, aussi ces quadrants n'étaient-ils pas gradués. On y trouvait plutôt le nom des villes ou des destinations les plus connues écrites sur l'instrument. Ce ne sera que plus tard que le limbe sera divisé pour relever directement les hauteurs d'astres^[3].

Fonction

Cet instrument permet de relever les hauteurs d'astres. Les références sont le Soleil ou l'étoile polaire.

À partir de ces relevés on calculait la latitude du lieu.

• référence Soleil : la hauteur méridienne h_m (au point de culmination) permet de calculer la latitude φ du navire ^{[N 1]} ;
• référence étoile polaire : la hauteur du pôle permet d'avoir directement la latitude à condition d'effectuer une correction due au fait que la Polaire n'est pas exactement sur le pôle. Vers l'an 1500, elle en était éloignée de plus de 3°, soit plus de 6 fois le diamètre apparent de la lune ou du soleil^[4]. Un autre instrument marinisé sera utilisé comme quadrant au XV^e siècle : la Roue Pôle Homme.

Cet instrument présente divers inconvénients. Le soleil brûle les yeux et les mouvements des navires rendent les relevés très difficiles. Les quadrants se doivent d'être stables, donc lourds, mais aussi évidés pour éviter la prise au vent ; le fil à plomb, jamais en équilibre, ne peut guère être employé ; ce qui amène à un type de quadrant à alidade, avec comme référence angulaire le plan de l'horizon de la mer visé à travers un jeu de pinnules dédiées.

• 
  Un quadrant de navigation.
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  Quadrant sans plomb ; visée par rapport à l'horizon AB.
• 
  Quadrant à alidade et pinnules d'horizon.

Ce type d'instrument ne pouvait donner des mesures rigoureuses ; au mieux l'exactitude devait être de l'ordre de 2°^{[N 2]}. Le quadrant traditionnel sera progressivement abandonné pour disparaître avant la fin du XVI^e siècle, concurrencé dès la fin du XV^e siècle par l'astrolabe nautique, puis au XVI^e siècle par le bâton de Jacob. C'est finalement un nouveau type très différent de quadrant, le quartier de Davis, utilisé dos au soleil, qui va s'imposer au cours du XVII^e siècle, en compagnie d'un bâton de Jacob dont la précision est nettement améliorée (l'astrolabe est abandonné vers le milieu du XVII^e siècle)^[5].