Histoire de la mesure des longitudes
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L'autre coordonnée permettant de déterminer la position exacte d'une personne à la surface du globe terrestre est la latitude, c'est-à-dire la distance, mesurée en degrés, qui sépare un parallèle de l'équateur.
A terre, il est facile de calculer la longitude en utilisant des instruments de levé. Mais il était impossible d'utiliser cette méthode en mer car la surface de la mer ne comporte aucun repère.
Une solution consistait à utiliser le Soleil, les étoiles et le mouvement de la Lune comme horloge géante dans le ciel.
En effet, une horloge devait donner aux marins l'heure exacte au méridien d'origine et une autre, l'heure au lieu où ils se positionnaient en mer : l'écart des deux valeurs permettait de calculer l'écart angulaire entre les deux méridiens donc la longitude.
En mars 1675, Charles II désigna John Flamsteed comme
premier Astronome Royal.
Cet ecclésiastique de 28 ans fut chargé
« de s'appliquer avec le plus grand
sérieux et la plus grande diligence à la
rectification des tables des mouvements célestes et la
position des étoiles fixes de façon à ce
que l'on puisse découvrir la longitude tant
désirée des lieux pour perfectionner l'art de la
navigation. »
Après l'invention des horloges
au balancier à ressort spiral, la mesure des
longitudes devint plus précise
mais n'empêcha pas les désastres
maritimes dus aux erreurs de navigation ; en
particulier, la perte de 4 navires de la « Royal
Navy » en 1707.
Cet accident détermina le parlement britannique
à voter le « Longitude
Act » en 1714 à travers lequel il
offrait alors une forte
récompense à quiconque trouverait le moyen de
mesurer précisément la longitude en
mer : John Harrison obtint ce prix
grâce à une pendule qui ne prenait qu'un retard
de 5 secondes sur 9 semaines en mer.
Grâce à ces percées essentielles dans les méthodes de navigation, la Grande-Bretagne devint le producteur de cartes nautiques le plus important des 18e et 19e siècles.
Pourtant, pendant des siècles, chaque pays utilisa un méridien zéro
différent.
Dans les années 1850, il devint évident aux yeux
de tous qu'un système d'heure et de longitude
internationale s'imposait.
En 1884, la Conférence Internationale du
Méridien se déroula à Washington DC
dans le but d'examiner ces questions. Vingt-cinq pays y furent
représentés et, après un mois de
délibérations, il fut convenu que l'on
adopterait le Méridien à Greenwich comme
longitude 0° – le méridien d'origine pour le monde
entier.
Il fut également convenu que la longitude serait mesurée dans deux directions depuis le méridien d'origine, « la longitude est étant positive, la longitude ouest négative ».
La mise en place de ce nouvel organisme devait donc
résoudre les problèmes astronomiques que pose
la détermination de la longitude.
Toutefois il ne faut pas perdre de vue que sa création
avait avant tout pour objectif de reprendre le
maîtrise des mers aux anglais (et ce, grâce
à l'amélioration de la
détermination des longitudes en mer qui ne
peut se faire que par l'observation astronomique et
l'utilisation d'horloges fiables).
Son service des calculs et de mécanique
céleste est devenu depuis 1998 l'Institut
de mécanique céleste et de calcul des
éphémérides (IMCCE).
Organisme officiel de calculs et de diffusion de données
vers le public, il a aujourd'hui la forme d'une
académie associée à un laboratoire de
recherche en astronomie.
Jusqu'au 19e
siècle, chaque pays basait ses propres
mesures de longitude sur la pratique et l'usage
locaux :
En 1884, lors de la conférence internationale de Washington, la lutte entre la France et le Royaume-Uni fut rude sur le choix du méridien zéro.
La délégation britannique proposa
d'adopter le méridien passant justement par
l'Observatoire de Greenwich (faubourg du sud-est de
Londres), fondé en 1675 mais qui fut finalement
transféré en 1946 à Herttmoncew Castle
dans le Sussex.
En contre-partie, elle se déclara prête à
accepter comme système international le
système métrique français.
Beaucoup de pays soutinrent la proposition britannique, seuls le Brésil, la République Dominicaine et la France votèrent pour le méridien de Ferro !
En 1884, la convention
internationale adopta donc comme méridien zéro le méridien de Greenwich, situé à 2°20'14"à l'ouest de
celui de Paris.
Aujourd'hui, le méridien de Greenwich est utilisé
comme méridien zéro par tous les marins du monde.
Des satellites émettent des signaux radio et le récepteur au point P du navire calcule la durée séparant l'émission de chaque satellite et sa réception : le récepteur compare l'heure de sa propre horloge avec l'heure indiquée par le signal satellite.
Une fois les distances d1, d2 et
d3 déduites des durées
émission- réception, l'intersection des trois
sphères possédant ces rayons et centrées
sur chaque satellite est le point P, c'est-à-dire la
position du navire :
Des horloges atomiques, très précises permettent de synchroniser tout le système de mesure.
Le principe de mesure de la longitude, c'est-à-dire de la position en degrés vers l'est ou l'ouest d'une personne sur le globe terrestre par rapport au méridien de Greenwich, a toujours été basé sur le repérage du Soleil, des étoiles fixes dans la voûte céleste ou de la Lune.
Pendant longtemps, le manque de précision des horloges a été à l'origine des problèmes liés à la détermination de la longitude.
Le GPS est actuellement le moyen le plus précis et le plus sûr de se positionner en longitude et latitude sur Terre grâce aux horloges atomiques et aux satellites parfaitement repérés dans la voûte céleste.
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