navigation (suite)

L’utilisation par le navigateur des marques de balisage et des feux se fait par des mesures d’angles. Les instruments de la navigation côtière sont l’alidade, le taximètre, ou compas de relèvement, le sextant et le télémètre. L’alidade est un viseur à fil pivotant sur la glace du compas ; elle est quelquefois juxtaposée à une lunette binoculaire. Le taximètre est une rose métallique que l’on cale manuellement par comparaison avec le compas ; il fournit soit le gisement par rapport à l’axe du navire, soit l’azimut, c’est-à-dire le relèvement par rapport au nord. Le sextant et le télémètre sont utilisés pour mesurer la distance d’une marque dont on connaît la hauteur.

Pour faire le point en vue des côtes, on procède soit par relèvement, c’est-à-dire par mesure de l’angle que fait la direction de l’amer avec une direction de référence, soit par alignement (on sait alors qu’on se trouve sur la ligne qui joint les deux amers alignés avec l’observateur), ou bien encore par segments capables, en mesurant l’angle entre les directions de deux amers, ce qui situe le navire sur un cercle. Plusieurs relèvements ou alignements permettent de situer le navire à l’intersection des lieux de position correspondants, ou plutôt au centre de gravité d’un petit triangle d’erreur dû aux imprécisions sur les mesures. Les lignes marquant les lieux en question doivent se couper sous des angles voisins de 60° pour donner de bonnes intersections.

• L’observation du fond et de la profondeur. Au voisinage de la côte, en toutes circonstances et surtout quand l’obscurité ou la brume rendent impossibles les observations optiques, il est recommandé de se préoccuper de la profondeur de l’eau. Les instruments utilisés pour cette mesure sont les sondeurs, qui peuvent être mécaniques ou acoustiques. L’utilisation des ultrasons est de plus en plus répandue. La méthode qui en découle est fondée sur le principe de la détection par écho et la mesure du temps aller-retour d’une impulsion qui, émise à bord du navire, se réfléchit sur le fond. Tout particulièrement, certains navires de pêche sont équipés de sondeur, muni souvent d’une « loupe à poissons » pour distinguer les bancs de poissons.

Le sonar est une variante de ces systèmes acoustiques de détection par écho, dans laquelle le faisceau, au lieu d’être vertical, balaie un plan horizontal et qui permet de mesurer la distance des obstacles détectés en les repérant en gisement par rapport au navire.

• La navigation astronomique
Elle consiste dans la détermination simultanée, d’une part, de la hauteur angulaire H_v d’un astre (Soleil, étoile, planète, Lune) au-dessus de l’horizon de la mer à l’aide du sextant et, d’autre part, de l’heure de temps universel fournie par un chronomètre T_co.

Sur la sphère terrestre, le lieu des points d’où, à l’instant T_co, on observe un astre A à une hauteur angulaire donnée H_v est un cercle dont le centre a comme coordonnées géographiques la déclinaison de l’astre φ_A = D et l’angle horaire de l’astre le rayon sphérique de ce cercle est la distance zénithale N_v = 90° – H_v. La déclinaison et l’angle horaire de l’astre sont fournis par les Éphémérides nautiques pour l’heure d’observation T_co.

La méthode de la droite de hauteur, qui est la même que pour la navigation aérienne, est une méthode de fausse position, qui consiste à calculer la distance zénithale estimée de l’astre N_e = 90° – H_e que l’on devrait observer si l’on se trouvait au point estimé φ_e, G_e à l’instant T_co de l’observation. Cette hauteur estimée est calculée par la formule

L’azimut Z_e de l’astre est donné par l’expression

Le vecteur H_v – H_e, appelé intercept, permet le tracé de la droite de hauteur, qui est la tangente au cercle de hauteur.

Les calculs sont simplifiés lorsque l’astre passe au méridien ou qu’il en est voisin, ou encore pour l’étoile polaire, qui est voisine du pôle céleste.

• Les aides radioélectriques à la navigation
Les nombreux systèmes radioélectriques qui se sont développés surtout depuis la Seconde Guerre mondiale sont extrêmement utiles. Mais, compte tenu de la précision qu’il peut attendre de tous ces moyens en fonction de sa position estimée, le navigateur doit les utiliser concurremment avec tous ceux dont il peut disposer, en établissant un compromis pondéré entre les diverses sources de renseignements. En particulier, les aides radioélectriques ne doivent pas exclure la reconnaissance et l’observation des amers toutes les fois que ce sera possible. On peut classer les aides radioélectriques, à de multiples points de vue, suivant leur portée, leur précision, leur fidélité, leur sensibilité, la commodité de leur emploi.

• Le radar. Le système le plus important, surtout au point de vue de la sécurité de la navigation, est le radar.
Radar de navigation. En 1946, le monde maritime pensait que le radar mis au point pendant la guerre pour les navires serait facilement adapté à la navigation côtière, à l’atterrissage, au pilotage dans les passages étroits et encombrés, et servirait aussi à la prévention des abordages. Deux conférences internationales, tenues l’une à Londres en 1946, l’autre aux États-Unis en 1947, avaient mis au point une spécification pour ce type de radar et exposé les problèmes que celui-ci devait résoudre. Toutefois, le principal problème, celui de la prévention des abordages, nécessite toujours l’intervention de l’officier de quart et une appréciation subjective du risque. On a parlé quelquefois des « abordages organisés avec l’aide du radar », dus en réalité à des défauts d’appréciation du personnel de quart, qui ne tenait pas de graphique (plotting) et manœuvrait trop tard. Des progrès techniques considérables ont été accomplis, et les radars qui ont été mis récemment sur le marché présentent une très grande fiabilité ; la plupart sont transistorisés et n’ont plus comme tubes électroniques que le klystron, le magnétron, le modulateur (parfois) et le tube cathodique ; les effets météorologiques et le « retour de mer » ont été atténués ; la durée d’impulsion a été diminuée ; les aériens ont été améliorés pour donner une moindre largeur de faisceau, donc une meilleure résolution ; l’écran a été agrandi et muni de glace antiparallaxe. La plupart de ces radars fonctionnent dans la bande X (λ = 3 cm, f = 10 000 MHz), mais il en existe aussi qui travaillent dans la bande S (λ = 10 cm, f = 3 000 MHz) ; beaucoup de grands navires ont deux radars travaillant respectivement sur ces deux bandes. En outre, depuis 1968, les industriels anglais et américains ont commercialisé des radars munis de dispositifs annexes pour la prévention des abordages qui permettent la reconnaissance automatique ou quasi automatique des échos dangereux. L’emploi d’un calculateur couplé au radar permet de connaître la distance minimale de passage entre un obstacle et le navire, ainsi que le moment de ce passage.
Radar de port. Dans la plupart des ports importants et dans des estuaires où le trafic maritime est intense, on a installé des radars à terre munis de moyens de communication avec les navires, soit par radiotéléphonie, soit par télévision, qui transmet à distance l’image radar ; en France, le port du Havre et l’embouchure de la Gironde sont ainsi équipés. On envisage de réaliser le pilotage à distance, effectué depuis la Terre. Les problèmes à résoudre sont ceux de l’identification et la possibilité pour le navire de se reconnaître parmi tous les échos qu’il reçoit.
Réflecteur et balise radar. Pour renforcer les échos de radar de petits navires ou d’amers, de bouées, etc., on a muni ces objectifs de réflecteurs métalliques en forme de trièdre trirectangle qui renvoient une plus grande puissance quand le faisceau du radar de navire les atteint. On a également muni certains bateaux-feux et certains amers de balises répondeuses à moyenne ou à grande puissance.