La navigation en mer, particulièrement à bord d'un voilier, exige une compréhension précise des outils de positionnement et de direction. Au cœur de cette maîtrise se trouve le compas magnétique, un instrument fondamental dont la fiabilité dépend de la correction de diverses influences. Parmi celles-ci, la déclinaison magnétique et la déviation sont des erreurs angulaires cruciales qui nécessitent une explication et un calcul rigoureux pour assurer la sécurité et l'exactitude de la route suivie. La somme algébrique de la déclinaison (D) et de la déviation (d) est l'erreur totale, également connue sous le nom de variation (V). Cette variation est l'angle entre le nord vrai et le nord compas. En effet, elle correspond aussi à l’angle entre le Nord compas et le Nord vrai (celui de la carte), la différence entre le Cap compas et le Cap vrai ou la différence entre le relèvement compas et le relèvement vrai.
La Déclinaison Magnétique (D) : L'Influence Terrestre
La déclinaison magnétique (D) est la différence angulaire entre la direction du Nord magnétique et celle du Nord vrai. Elle est un phénomène terrestre et représente l'angle entre le nord vrai et le nord magnétique. Le Nord vrai est la direction donnée par les méridiens de la carte, c'est-à-dire le Nord géographique. En revanche, le Nord magnétique est la direction du champ magnétique terrestre en un point donné. Cette déclinaison est négative (Ouest) si le Nord magnétique tombe à gauche du Nord vrai. Inversement, une déclinaison vers le côté droit indique une valeur positive.
Cette valeur est parfaitement connue et est représentée sur les cartes marines par une petite flèche ou une rose des vents qui indique sa valeur à une date donnée ainsi que sa variation annuelle. En tout cas, sur les cartes marines, la déclinaison magnétique est représentée sous forme de rose des vents ou de flèche. La variation annuelle y est indiquée. Par exemple, une indication de "4°10 W 1995 (7'E)" signifie qu'en 1995, la déclinaison était de -4°10' (car W) et que sa variation annuelle était de +7' (car E). Un autre exemple : "3°30’W" correspond à la valeur de la déclinaison, la lettre W signifiant West (Ouest). On peut également déduire l'Ouest en regardant la position du cercle intérieur par rapport au cercle extérieur. L'information "2000 (8’E)" correspond à l’évolution dans le temps de cette déclinaison.
Il est vital de comprendre que cette valeur change en fonction de votre position. Quand vous traversez l’océan à bord de votre voilier, vous devez la calculer en tenant compte de la région où vous vous trouvez. Actuellement, la déclinaison est peu significative dans l’Hexagone, car elle s’établit à peu près à un degré, contre une valeur supérieure à dix degrés dans les Antilles (comme en Martinique). Ceci dit, plus vous vous éloignez du Nord, plus les chiffres grimpent. La position du pôle Nord magnétique est également en constante évolution. En 2010, il était par 85° Nord, soit à 5° = 300 Milles = 555 Km du pôle Nord géographique. Il continue de se rapprocher. En effet, à cause de l’accélération du mouvement du pôle Nord magnétique, les moussaillons peuvent se tromper lors des calculs de route. Il est passé à l’Est et se déplace depuis longtemps vers la Sibérie. En tant que navigateur, vous devez vous assurer que les cartes magnétiques ont déjà été revues. Il en de même avec les autres instruments de navigation. Savez-vous qu’une erreur de déclinaison peut vous conduire loin de votre destination ?
Calcul de la Déclinaison Magnétique pour une Année Donnée
Le calcul de la déclinaison pour une année est une opération essentielle pour tout navigateur. Les données lues sur la rose des vents fournissent la déclinaison à une date spécifique et sa variation annuelle. Pour mettre à jour cette valeur, il faut multiplier la variation annuelle par le nombre d'années écoulées depuis la date de référence de la carte.
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Prenons un exemple de calcul de la déclinaison pour une année donnée, en se basant sur les informations fournies. Les données lues sur une rose des vents pourraient indiquer : "-4°10' (car W) et variation +7' (car E)". Si nous voulons calculer la déclinaison pour l'année 2011, en supposant que la date de référence était 1995, cela représente 16 années. Le calcul initial pourrait être présenté comme "-4°10' (car W) + 16 x 7' (car E) = -4°10' (car W) + 112' (car E)". À ce stade, il est important de noter que l'opération directe "-4°10' (car W) + 112' (car E)" est "Opération impossible" sans une conversion des unités et une gestion des signes. En effet, pour cela, une astuce consiste à tout passer en minutes pour éviter les confusions liées aux degrés et minutes avec des signes opposés.
Pour effectuer le calcul correctement, il faut convertir les degrés en minutes (1° = 60 minutes) et attribuer le signe approprié. Par exemple, -4°10' W équivaut à -(4 * 60 + 10) minutes = -250 minutes. Une variation de +7' E est de +7 minutes par an. Si nous nous référons à l'année 2011 avec une référence 1995, cela fait 16 ans. La variation totale serait de 16 * (+7') = +112'. Donc, -250' + 112' = -138'. On reconvertit en degrés et minutes : -138' = -(2° et 18'). Donc D = 2°18' W.
Un autre exemple mentionné dans les données est : "en 2002 D= 3° 21'W donc D= -3° 21'environ D =-3° pour les calculs". Pour 2011, avec une variation de 8' E et 11 ans depuis 2000 (si 2000 était l'année de référence, et non 2002 comme D donnée), le calcul serait : "-3°35' (car W) + 11x8' (car E) = -3°35' (car W) + 88'. (car E)". Encore une fois, c'est une "Opération impossible" sans la conversion en minutes. -3°35' W = -(3*60 + 35) = -215'. La variation est +88'. Donc -215' + 88' = -127'. Ce qui donne -(2° et 07') W, donc D = -2°07' W.
Ces exemples soulignent l'importance de la rigueur dans le calcul. Heureusement ces deux valeurs sont connues et calculables. En 2011, D= 2° 07'W donc D= -2° 07'environ D =-2° pour les calculs. Il est crucial de considérer une autre donnée, la direction du Nord vrai et du Nord magnétique, en fonction de l’endroit où vous vous trouvez, que vous utilisiez un compas (gyroscopique ou magnétique) ou une boussole.
La Déviation (d) : Les Perturbations Spécifiques au Voilier
Outre la déclinaison magnétique, le compas à bord d'un voilier est sujet à une autre source d'erreur : la déviation. La déviation est l'angle entre le nord magnétique et le nord compas. Elle est induite par des forces magnétiques spécifiques au voilier et est aussi impactée par les appareils qui l’équipent, sans parler des circuits électriques. La déviation est donc l'erreur propre au bateau.
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Toujours est-il que cette donnée change avec le cap du bateau. Elle régresse quand le navire se dirige vers le Sud ou le Nord, mais s’élève lorsqu’il met le cap sur l’Ouest ou l’Est. Cette variation rend la déviation difficile à anticiper sans une mesure précise à différents caps.
Lorsque cette erreur est inférieure à 7-8 degrés, il faut dresser une courbe de déviation qui permet de connaître cette erreur à tous les caps. Si l'erreur est supérieure, il faut compenser le compas. La compensation consiste à réduire la déviation à des valeurs acceptables (généralement moins de 5 degrés) à l'aide d'aimants correcteurs placés à proximité du compas. Au-delà de ces erreurs non compensées, vous devrez palier les perturbations grâce à des aimants fournis.
La Courbe de Déviation : Un Outil Indispensable
La courbe de déviation est un graphique (ou un tableau) qui représente l'erreur de déviation du compas en fonction du cap compas du bateau. C'est un document nautique essentiel pour la sécurité en mer. Elle permet de corriger les erreurs (quand elles n’excèdent pas huit degrés). En bon matelot, vous devez justement vous munir d’un compas de route et de la courbe de déviation associée (qui peut aussi se présenter sous forme de tableau).
Un spécialiste élabore cette ligne, souvent un expert en magnétisme ou un technicien certifié. Pour cela, il se réfère aux différents caps magnétiques lors des calculs. Historiquement et encore aujourd'hui pour l'entraînement, la méthode consiste à faire tourner le bateau sur 360 degrés, en relevant le cap compas et un cap de référence (par exemple, un cap vrai obtenu par alignement à terre ou un cap magnétique obtenu avec un compas de relèvement étalonné).
Pour ceux qui souhaitent "s'amuser" ou vérifier leur propre compas, une méthode pratique est la suivante : sur un plan d'eau sans courant, un jour de vent très faible, on fait un cap donné au GPS et on mesure l'affichage de son compas. De même, on répète l'opération tous les 30 degrés environ. Le tout, en enlevant la déclinaison locale, en traçant la courbe, par interpolation, on aura tous les caps de la déviation.
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L'utilisation de la courbe est simple : pour un cap compas donné, on lit la valeur de la déviation correspondante sur la courbe. Par exemple : "Nous cherchons la déviation lorsque le bateau fait cap compas au 180°. Je trace sur la ligne des ordonnées un trait bleu en pointillés au niveau du 180° pour atteindre la courbe rouge. Puis je trace une perpendiculaire pour trouver la valeur de la déviation : 5°." Cette valeur doit ensuite être appliquée au cap compas pour obtenir le cap magnétique.
Pour les relèvements, nous prenons le chiffre qui correspond au cap du bateau et nous l'appliquons à tous les relèvements. Cela signifie que la déviation est fonction du cap du bateau et non de la direction du relèvement.
Les Concepts de Cap et de Route
Pour naviguer avec précision, il est essentiel de distinguer plusieurs types de "nords" et de "caps" :
- Nord Vrai (Nv) : Le Nord géographique, la direction donnée par les méridiens de la carte.
- Nord Magnétique (Nm) : La direction du champ magnétique terrestre.
- Nord Compas (Nc) : La direction indiquée par le compas du bateau.
À partir de ces "nords", on définit différents types de caps et de routes :
- Cap Vrai (Cv) : C'est l'angle entre la direction suivie par le navire et le Nord vrai, mesuré à partir du nord dans le sens des aiguilles d'une montre. Il est la direction du navire par rapport au Nord vrai. Si un navire met cap à l'Est, son cap sera de 90°. S'il fait cap au Sud, ce sera 180°. S'il fait cap au Nord, ce sera 0 ou 360°. S'il se dirige légèrement à l'Ouest du Nord, son cap sera de 350°.
- Cap Magnétique (Cm) : C'est l'angle entre la direction du navire (ligne de foi) et le Nord magnétique. On l'obtient en appliquant la déviation au Cap Compas : Cap Compas + déviation = Cap Magnétique.
- Cap Compas (Cc) : C'est la direction du navire (ligne de foi) et le Nord indiquée par le compas du bateau. C'est le cap que le barreur doit maintenir en regardant le compas.
- Route Fond (Rf) : C'est la trajectoire du navire sur le fond de la mer. C'est la route réelle du bateau par rapport à un point fixe sur la terre.
- Route Surface (Rs) : C'est la trajectoire du navire avec la surface de l'eau. C'est la route du bateau par rapport à l'eau.
- Dérive (dér) : C'est l'angle entre les directions des routes surface et du cap vrai. La dérive est due au vent et au courant. Elle est l'angle entre le cap vrai et la route surface que l'on subit. Cette dérive est généralement de signe et se retranche.
Le cap compas est la valeur lue sur le compas, sans signe plus ou moins ni de direction cardinale. Par exemple, si nous faisons route à l'Est, le compas indiquera 90.
Chaîne de Conversion : Du Cap Compas au Cap Vrai
La navigation consiste à passer du Cap Compas au Cap Vrai (pour tracer sa route sur la carte) ou inversement, du Cap Vrai au Cap Compas (pour donner un cap au barreur). La chaîne de correction est la suivante :
Cap Compas (Cc) + Déviation (d) = Cap Magnétique (Cm)Cap Magnétique (Cm) + Déclinaison (D) = Cap Vrai (Cv)
Les deux valeurs (déclinaison et déviation) s'ajoutent si elles sont de même signe et se retranchent si elles sont de signe contraire. La déclinaison magnétique est -7° et la déviation est de 3°. Par exemple, si la déclinaison magnétique est -7° (7° W) et la déviation est +3° (3° E), pour un cap compas de 148°, la déviation sera lue sur la courbe. Imaginons que pour un Cc=148°, la déviation (d) lue sur la courbe est de -2°. Alors le Cap Magnétique (Cm) sera 148° + (-2°) = 146°. Ensuite, le Cap Vrai (Cv) sera Cm + D = 146° + (-7°) = 139°.
Quand nous utilisons la Variation, Cm devient inutile comme étape intermédiaire si la variation est directement connue ou calculée. La variation (V) est la somme algébrique de la déviation (d) et de la déclinaison (D). Donc, Cap Compas + Variation = Cap Vrai.
Il est aussi crucial d'intégrer la dérive, qui est la différence angulaire entre la route suivie par le navire et son cap vrai, due au vent et au courant. Il faut y ajouter la dérive due au vent et au courant. Le Cap Vrai (Cv) plus ou moins la dérive (dér) donne la Route Surface (Rs).
Prenons des exemples pratiques :
- "Notre navire suit un cap compas au Cc=148°." Pour trouver le Cap Vrai, il faudrait connaître la déviation pour 148° et la déclinaison locale.
- Si le compas indique un cap vrai au 85°. Ceci est une simplification, car le compas indique un Cap Compas. On doit toujours passer par les corrections.
- Supposons un Cap Vrai (Cv) de 240° que l'on souhaite suivre sur la carte. Si la déclinaison (D) est de -7° et la déviation (d) pour un Cm proche est de +3°. La variation (V) serait de -7° + 3° = -4°. Pour trouver le Cap Compas (Cc) à maintenir, on ferait Cv - V = 240° - (-4°) = 244°.
Cas Pratiques de Navigation
La planification d'une route implique l'intégration de toutes ces corrections. Par exemple, pour se rendre d'un point A à un point B : "Nous désirons rejoindre le point B en partant de A. La variation est de 8° ouest. La route à parcourir est de 12 milles." Pour cela, nous traçons la route directe AB sur la carte et mesurons son Cap Vrai. Puis, en fonction de la déclinaison et de la déviation estimée pour ce Cap Vrai, nous calculons le Cap Compas à maintenir.
Il faut aussi considérer les influences extérieures. S'il n'y a pas de vent ni dérive de courant, le Cap Vrai sera identique à la Route Surface. Cependant, si le navire subit une dérive (dér) due au vent et au courant, il faudra ajuster le cap. Par exemple, si la dérive est de 5°, et le vent porte le bateau au 70°. On va considérer un point (C) comme point de départ fictif, pour corriger la dérive. Si le Cap Vrai est de 117° (Cc117) et la dérive de 3°, et nous voulons que notre Route Fond (Rf) soit 119°, il faut alors calculer le Cap Vrai à maintenir pour compenser la dérive. On mesure la route fond que l'on mesure Rf=119°. Si l'on a parcourue une distance de 5 milles en 1 heure avec une Vs=3nds (Vitesse surface de 3 nœuds), cette vitesse coupe la route fond en (E).
Pour un relèvement d'un amer (point de repère fixe), on prend le relèvement compas (Rc) et on lui applique la déviation pour le cap actuel du bateau, puis la déclinaison locale pour obtenir le relèvement vrai (Rv) à tracer sur la carte. Les relèvements sont des directions d'un point et le nord. Les points d'intérêt sont généralement référencés par des lettres cerclées.
Il est essentiel de comprendre et de maîtriser ces concepts pour une navigation sûre et efficace. Sans ces corrections, une erreur de déclinaison peut vous conduire loin de votre destination.