Longitude

Infos
Les méridiens passent tous par les pôles La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète). La longitude de référence est le méridien de Greenwich.
Longitude

Les méridiens passent tous par les pôles La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète). La longitude de référence est le méridien de Greenwich.

Définition

Tous les points de même longitude appartiennent à une ligne épousant la courbure terrestre, coupant à angle droit l'équateur et reliant le pôle Nord au pôle Sud, cette ligne est appelée méridien. À la différence de la latitude (position nord-sud) qui bénéficie de l'équateur et des pôles comme références, aucune référence naturelle n'existe pour la longitude. La longitude, généralement notée λ, est donc une mesure angulaire sur 360° par rapport à un méridien de référence, avec une étendue de +180° à -180° ou 180° Est à 180° Ouest.

Calcul

Le parcours d'un point immobile sur "Terre" (ou sur Mer) décrivant un cercle (de 360°), que l'on appelle une parallèle (opposé au méridien), et une journée comportant 24h par définition, on en déduit que la Terre, et donc le point, tourne de 15° par heure. Il suffit donc de connaître l'heure locale en deux points différents afin de déterminer leur différence de longitude (relative). De cette façon si on pose un des points comme référence, on pourra déduire la longitude (référencée) du second point. Par exemple, si l'heure UTC est l'heure du méridien de Greenwich et si le fuseau horaire local est de trois heures avant UTC, la longitude de l'endroit est d'environ 45° Ouest (3
-15°). Simple ? pas si sûr. Car comment déterminer l'heure locale ? Si on dispose d'un GPS, il suffit de lire l'affichage. Soit. Mais si on en dispose pas, comment faire ? il suffit d'identifier, dans un premier temps, la notion d'heure locale à l'heure solaire en faisant abstraction du choix arbitraire des états (décalage par rapport au soleil). Ensuite, il faut trouver l'heure solaire. On rappelle que le parcours du soleil dans le ciel est appelé écliptique (ou de façon symétrique le plan de l'orbite de la Terre) et qu'il dépend de la latitude et du jour de l'année. Cet effet est dû à l'inclinaison de 23°26' (angle appelé obliquité de l’écliptique) de l'axe de rotation de la Terre par rapport à celui du soleil. Il faudrait ainsi comparer (pour trouver une différence) l'heure donnée (par un chronomètre) à laquelle le soleil se trouve en une position précise de sa course en deux endroits différents. Ce n'est pas très simple sauf en un point car il existe heureusement une position privilégiée qui simplifie la procédure et qui est définie lorsque le soleil atteint sa hauteur maximum au dessus de l'horizon (culmination, à ne pas confondre avec zénith). En cette position, il est midi, soit 12h, et ceci dans tous les cas (quelle que soit la latitude et quel que soit le jour de l'année). Ainsi, par exemple, dans le cas d'un navire, il suffit de prendre le "top" à midi à son port d'attache et de "refaire le point" en mer également à midi et de noter le décalage horaire pour en déduire finalement la longitude relative (par rapport au port) de la position du navire à ce moment là. Cette façon de conserver le temps a donné son nom aux premiers véritables chronomètres suffisamment précis, les "Garde-temps". Méthode pour trouver le midi : on sait que cela se produit lorsque le soleil est au zénith (abus de langage). Pour trouver ce dernier, la méthode la plus simple consiste à utiliser un relevé d'ombres. Pour cela, on utilise une planchette horizontale (cadran solaire), munie d'un "gnomon" (bâtonnet ou vis verticale) et on note la position de l'extrémité de son ombre le plus fréquemment possible. Et à midi, la longueur de l'ombre est minimale (car le soleil est à son plus haut) et l'ombre donne l'axe Nord-Sud. On note alors l'heure donnée sur le "Garde-temps", par exemple 16h26, et on soustrait 12h, ce qui donne 4h26 de décalage horaire, soit un écart en longitude de 66, 5° ((4 + 26/60)
- 15°). Remarque : si on poursuit les mesures toute la journée on pourra en déduire (encore) la direction Nord-Sud car elle est (aussi) donnée par l'axe de symétrie de la courbe (reliant toutes les positions successives de l'extrémité de l'ombre du gnomon).

Historique

Les astronomes britanniques choisirent comme méridien d'origine une ligne nord-sud passant par l'observatoire astronomique royal de Greenwich près de Londres au Royaume-Uni fondé pour l'occasion. Ce méridien est toujours utilisé comme méridien de référence pour le calcul des fuseaux horaires. Son concurrent français, le méridien de Paris, fut définitivement abandonné en 1884.

Nécessité du calcul de la longitude

La mesure de la longitude est fondamentale pour la navigation, elle donne la position Est-Ouest du navire et permet de le situer sur les cartes. La recherche de la meilleure technique pour son calcul fut donc l'une des plus acharnées et importantes du . Devant le nombre d'accidents maritimes dus à l'absence de méthode suffisamment précise pour déterminer la position est-ouest des navires, le parlement britannique, sous la pression des commerçants et armateurs, vota une loi. Dans cette loi dite Longitude Act de 1714, la Grande-Bretagne offrait un prix de 20 000 livres sterling (plusieurs millions d'euros d'aujourd'hui) à toute personne capable de concevoir un moyen de déterminer la longitude de façon pratique, fiable, en toute circonstance à bord d'un bâtiment en mer.

Méthodes astronomiques

Les astronomes britanniques étaient persuadés que la solution ne pouvait se trouver que dans l'observation et la connaissance de la mécanique céleste, celle-ci étant d'une grande précision. Tous les astronomes cherchèrent longuement, en se basant sur l'observation de différents astres, des planètes et de leurs satellites, et dressèrent des tables de prévision de position de ces objets célestes. Mais ces méthodes ont toutes le même point faible pour un marin : elles réclament des conditions difficiles à réunir sur les bâtiments en haute mer. Entre les mouvements imprévisibles des bateaux, les conditions atmosphériques idéales rares et une complexité des différentes mesures et calculs, aucune ne satisfaisait donc aux conditions édictées par la commission du Longitude act chargée d'examiner les différents projets et réalisations en compétition pour gagner les 20 000 £.

Utilisation du décalage horaire

La plus simple consiste à déterminer la différence entre l'heure (solaire) locale et l'heure (solaire) d'un méridien de référence. Seulement afin d'exécuter ce calcul, il faut connaître l'heure précise du méridien de référence, en plus de connaître l'heure locale exacte. Les problèmes étaient de deux ordres :
-Technologique : À cette époque, on appelait chronomètre toute horloge assez précise. Or aucun chronomètre n'était capable de fonctionner correctement en mer sur une longue durée.
-Physique : Les horloges à balancier ont une période qui dépend de g (valeur de l'accélération de la pesanteur), or celle-ci n'est pas constante à la surface du globe et pire elle est variable en mer où la houle provoque des décélérations et accélérations parasites; le ressort à spirale utilisé pour les chronomètre de poche a une période dépendante de la température. Le défi était donc de réussir à fabriquer une horloge suffisamment précise, dont la période est indépendante du lieu géographique et pouvant supporter les aléas d'un voyage sur toutes les mers du globe. Celle-ci fut réalisée et même plusieurs fois améliorée, par John Harrison, horloger autodidacte en 1734. Il mit en application des travaux de Christian Huygens et de Robert Hooke sur le ressort spiral, il construisit un nouveau type de mécanisme. Il utilisa des alliages de laiton et d'acier afin de contrôler les dilatations. Son garde temps de marine H4 1755 avait une précision de ±4, 5 secondes sur 10 jours. Le prix promis par la loi finit par lui être remis après bien des péripéties en 1773.

Évolution

Actuellement cette méthode de calcul de la longitude est toujours d'actualité, en absence ou, lors d'une défaillance des systèmes de positionnement électroniques. Les garde-temps (horloges) actuels sont parfaitement fiables. Depuis quelques décennies le système GPS, associant plusieurs satellites à un récepteur calculateur portatif, permet de connaître instantanément sa position : longitude, latitude et altitude, ainsi que sa vitesse de déplacement.

Liens Wikipedia

Pour insérer des latitudes ou des longitudes dans un article de Wikipedia, il est recommandé d'utiliser des

Voir aussi

- latitude
- sextant
- fuseau horaire
- navigation
- astronomie
- Confluence project
- Mesure de longitude
- Géométrie mégalithique ==
Sujets connexes
Acier   Angle   Astronomie   Autodidacte   Calculateur   Chronomètre   Euro   Fuseau horaire   Global Positioning System   Greenwich (Angleterre)   Géométrie mégalithique   Heure (temps)   Horloge   Horloger   John Harrison (horloger)   Laiton   Latitude   Londres   Longitude Act   Mesure de longitude   Méridien   Méridien de Greenwich   Méridien de Paris   Navigation   Nord   Observatoire astronomique   Pesanteur   Planète   Pôle Nord   Pôle Sud   Ressort   Robert Hooke   Royaume-Uni   Récepteur   Satellite artificiel   Seconde (temps)   Sextant   Sud   Temps universel coordonné   Terre   Zénith (astronomie)  
#
Accident de Beaune   Amélie Mauresmo   Anisocytose   C3H6O   CA Paris   Carole Richert   Catherinettes   Chaleur massique   Championnat de Tunisie de football D2   Classement mondial des entreprises leader par secteur   Col du Bonhomme (Vosges)   De viris illustribus (Lhomond)   Dolcett   EGP  
^