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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Le sextant est un instrument de réflexion. Son fon

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Le sextant est un instrument de réflexion. Son fonctionnement est fondé sur les lois de réflexion de la lumière par les miroirs. COMPOSITION DU SEXTANT Quelque soit la marque commerciale du sextant, tout les sextants généralement sont composés des éléments de base suivants : LE BÂTI Le bâti est la base du sextant, a la forme d´un secteur d´un cercle sur lequel sont fixés d´autres éléments. À savoir : Le support du petit miroir, du grand miroir, le support de la lunette, les filtres colorés et l´axe de rotation de l´alidade. LE BÂTI Sur la partie extérieure de l´arc du bâti se trouve la crémaillère. La face latérale de l´arc du bâti est divisée en degrés, constitue le limbe du sextant. La division zéro se situe au bord droit du limbe, les chiffres s´accroissent de droite à gauche vont jusqu´à 120° et dans certain sextants vont jusqu´à 140°. LE BATI À droite du zéro il y à généralement cinq divisions supplémentaires dont on a besoin pour déterminer la correction de l´index. La valeur d´une division sur le limbe est égale à 1°. L´ALIDADE Une plaque métallique composée d´un seul bloc, sur l´une de ses extrémité sont fixés le grand miroir dans un enchâssement et l´axe conique de rotation de l´alidade. Sur l´autre extrémité est fixé le dispositif de lecture, ce dernier n´est qu´un tambour gradué est fixé à bloc sur l´axe de la vis tangente. Le tambour est divisé en 60 divisions. Un tour complet du tambour déplace l´alidade d´un degré. L´ALIDADE La valeur d´une division du tambour est égale à une minute ; la rotation du tambour en continue déplace l´alidade le long de l´arc du limbe. L´engrenage de la vis tangente avec la crémaillère est réalisée par un levier mobile ou à l´intérieur une double lame ressort serre la vis tangente contre la crémaillère tout en maintenant l´alidade bloqué. L’ALIDADE S´il y a lieu à déplacer l´alidade d´une manière rapide, il faut libérer la vis tangente de l´engrenage de la crémaillère ; pour cela, on serre avec force le levier mobile contre le levier immobile. Si on lâche le levier mobile, la vis tangente sous l´action de la double lame ressort entre en engrenage avec la crémaillère et l´alidade sera bloquée. LE GRAND MIROIR Une plaque en verre optique. À surface polie, dont les dimensions sont variables d´un sextant à un autre selon les marques. La face de derrière est couverte d´une mince couches d´argent ce qui augmente la capacité de réflexion du miroir. Pour protéger la couche d´argent des endommagements mécaniques et de l´humidité, la face argentée est recouverte d´une couche de cuivre et de vernis spécial. LE GRAND MIROIR Le miroir est placé sur un support métallique et fixé généralement par trois ressorts. Cette méthode de fixation rend impossible la déformation du miroir dans le cas ou un réglage s´impose. Dans le support, c´est-à-dire dans le dos du miroir, se trouve la vis de réglage à tête carrée généralement placée dans son enveloppe de protection, cette vis sert à éliminer la non perpendicularité du grand miroir. LE PETIT MIROIR Les techniques utilisées dans la construction du grand miroir sont pratiquement les mêmes qui sont utilisées dans le petit miroir avec la différence que le petit miroir est divisé en deux parties, une partie sert à réfléchir les rayons venant du grand miroir, l´autre moitié du miroir est un verre transparent à travers le quel l´observateur voit les objets directement. LE PETIT MIROIR Sur le côté inverse du miroir il y a deux vis du réglage, une sert à éliminer la non perpendicularité du petit miroir, l´autre sert à éliminer le non parallélisme du petit miroir. LES FILTRES COLORÉS Devant le grand miroir et le petit miroir sont placés des verres colorés de densité différente, les filtres colorés servent à assombrir et à diminuer l´éblouissement de la lumière et l´éclat essentiellement du soleil, les autres astres ne nécessitent pas l´utilisation de ces filtres. LE TÉLESCOPE Est un accessoire indispensable, sa construction et ses caractéristiques techniques diffèrent d´un sextant à un autre selon les marques. Le principe du sextant Pour mesurer la hauteur angulaire h d’un astre au- dessus de l’horizon, on positionne l’alidade de manière à ce que l’image de l’astre se reflète dans le petit miroir au même niveau que la ligne d’horizon que l’on peut voir à travers sa surface transparente. On lit alors cette hauteur h directement sur la graduation du limbe par la fenêtre de lecture qu’on ajuste au moyen du tambour. LE PRINCIPE Ce procédé repose sur deux résultats bien connus de l’optique géométrique : - selon les lois de Descartes-Snell, l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence du rayon lumineux sur un miroir : r = i. Il s’ensuit que, si le grand miroir est parallèle au petit miroir alors le rayon incident qui arrive sur le grand miroir est parallèle au rayon réfléchi par le petit miroir . S’il est aligné avec l’axe de la lunette de visée, on verra alors par celle-ci l’image réfléchie et l’image directe au même niveau sur les deux surfaces transparente et réfléchissante du petit miroir. La position de l’alidade correspondante sera repérée par zéro sur le limbe. - lorsqu’un miroir, qui reçoit un rayon lumineux sous incidence i, tourne d’un angle a, l’angle du rayon réfléchi n’est plus r = i mais r = ? . Appliquée au déplacement de l’alidade du sextant, cette propriété entraîne que si l’horizon et l’image réfléchie de l’astre sont vus confondus dans la lunette de visée, alors le grand miroir a tourné d’un angle h alors que le rayon incident a tourné de l’angle 2h, où h est la hauteur angulaire de l’astre au-dessus de l’horizon. Il revient au même de dire que la hauteur angulaire de l’astre au-dessus de l’horizon est égale au double de l’angle de rotation de l’alidade le long du limbe. Ceci explique pourquoi le limbe est gradué suivant une échelle 1/2. La lecture de la hauteur de l’astre se fait alors directement dans la fenêtre de lecture coulissant sur le limbe à l’aide du tambour. En général cette fenêtre est située à gauche du zéro de l’alidade sur le limbe (« lecture à gauche »). LE CONTROLE DU SEXTANT Avant toute utilisation, il faut s’assurer que le sextant est correctement réglé en effectuant les opérations suivantes : a) RECTIFICATION b) COLLIMATION LE CONTRÔLE DU SEXTANT a) RECTIFICATION Type d’opération Réglage de l’axe optique et des deux miroirs du sextant. Fréquence En début de voyage Erreur de collimation >3’. b) COLLIMATION Type d’opération Mesure de l’erreur résiduelle du sextant. Fréquence Avant chaque observation. LES ERREURS DU SEXTANT Avant de procéder à la prise des hauteurs, le sextant doit faire l´objet d´un contrôle et de vérification par le navigateur. Avec le temps et la manipulation fréquente, l´ajustage du sextant s´altère, en outre le sextant est affecté d´erreurs dus à l´usinage du sextant lui même que ce soit dans sa partie mécanique ou optique. Le sextant est affecté par plusieurs erreurs dont certaines ne peuvent être ni régler ni contrôler par le navigateur, tandis que d´autres sont à sa portée. Parmi ces erreurs on remarque les suivantes : 1) Les erreurs de la graduation du limbe et du tambour micrométrique. 2) Déformations des faces optiques du grand et petit miroir. 3) Des erreurs dans la construction de la partie optique du télescope (dans les sextants modernes, ces erreurs on y trouve pas). 4) Perpendicularités du grand miroir. 5) Perpendicularités du petit miroir. 6) Parallélisme de l´axe de la lunette avec celui du secteur. 7) Parallélisme du grand et du petit miroir. 8) Erreurs de l´excentricité. Parmi les erreurs citées si dessus le navigateur doit savoir, vérifier et contrôler les erreurs suivantes: L´ERREUR DE L´EXCENTRICITÉ L´axe de rotation de l´alidade doit passer exactement par le centre du secteur du sextant, cette erreur ne peut être vérifier que par le constructeur ou dans des ateliers spéciaux, toutes fois s´il y a lieu d´une telle erreur, elle doit être mentionnée et affichée dans le coffret du sextant et elle est permanente. L’erreur d’excentricité trouve son origine dans le calage imparfait du centre de rotation de l’alidade : celui-ci ne coïncide pas avec le centre géométrique du limbe, dont le rayon est r, mais en diffère d’une distance s et d’un angle α par rapport au zéro du limbe (figure 8). On démontre alors que l’erreur angulaire « e » de la mesure de l’angle sur le limbe, ou erreur d’excentricité, exprimée en minutes d’arc, est donnée par : PERPENDICULARITÉ DU GRAND MIROIR Le grand miroir doit être perpendiculaire au plan du secteur. Pour éliminer cette erreur s´il y a lieu d´une telle erreur, il faut Agir comme suite. Le sextant en position horizontale, l´axe de rotation de l´alidade s´interpose entre la graduation du limbe et l´oeil du navigateur. On regarde dans la partie du bas du grand miroir, laissez glisser l´alidade de telle sorte à voir en même temps une ligne composée par l´image de uploads/s3/ le-sextant.pdf