Compas (navigation) - Définition

Compas gyroscopique

L'utilisation de compas gyroscopiques permet de s'affranchir de ces difficultés dues au magnétisme terrestre. La différence angulaire entre le nord vrai et le nord compas est appelée variation (W). Cette variation est généralement faible (0,5° à 1°). Mais, les compas gyroscopiques peuvent ne pas être parfaitement réglés ou se dérégler. La variation se mesure (ou se vérifie) régulièrement en visant des astres au lever ou au coucher, et en navigation côtière en relevant des alignements connus. (voir aussi :gyroscope).

Gyrocompas mécanique

Gyrocompas laser

Gyrorocompas à fibre optique

L’utilisation d’un gyromètre à fibre optique 3 axes en étant immobile fournit la rotation de la Terre, et des accéléromètres trouvent la gravité. Ces deux informations combinées permettent de trouver le Nord.

Compas magnétique

Description du compas magnétique marine

Schéma sommaire:

Quelques aiguilles aimantées (équipage magnétique) liées à une couronne mobile (rose) munie d'un flotteur; le tout reposant, dans un mélange liquide composé d'eau et d'alcool, sur un pivot.

Le champ magnétique terrestre étant très faible, il a fallu obligatoirement diminuer au maximum les frottements de la rose sur le pivot (par l'ajout d'un flotteur entre autres). L'utilisation sur un navire a également demandé l'installation d'un système à cardan.

La cuvette du compas est fixée sur la couronne interne du cardan, donnant ainsi au compas plus de possibilité de pouvoir garder l'horizontale à la mer.

• Le compas est placé dans un habitacle composé de bois et/ou de matériaux amagnétiques.

Des fers doux (sphères de compensations et barreaux flinders), et des fers durs (aimants correctifs longitudinaux, latéraux et aimant de bande) servent à la compensation.

• Les fers doux compensent les champs magnétiques induits.
• les fers durs compensent les champs magnétiques permanents.

L'habitacle, placé si possible dans l'axe central du navire, est toujours éloigné le plus possible d'éventuelles perturbations magnétiques (antennes satellitaires, radios). Il peut comporter un système de miroirs de renvoi optique de lecture du compas pour le barreur dans la passerelle de navigation, mais ce système est de plus en plus remplacé par un système de lecture à distance électronique (capteur placé sous la cuvette). L'aimant de bande non représenté sur le schéma sert à la compensation pour une éventuelle gîte permanente (bande), ce dernier est ajustable verticalement par une chaînette.

Evaluation des erreurs du compas

Généralités

Le compas magnétique subit l'influence de la composante horizontale du champ magnétique terrestre D (déclinaison magnétique) et aussi l'influence de champs magnétiques induits par le navire et ses équipements électriques et les équipements voisins, poste à quai, lignes haute tension, etc. La lecture du compas à quai n'est souvent pas représentative.

• L'opération consistant à minimiser la déviation s'appelle la compensation du compas, elle est faite régulièrement par un spécialiste. À la suite de la compensation la déviation ne devrait pas excéder 8° si le travail est correctement effectué.

• L'opération consistant à mesurer la déviation aux différents caps s'appelle la régulation, elle est faite par le personnel de bord ou par un technicien, la courbe qui en découle doit être retracée annuellement et contrôlée en permanence par des observations comparatives (observation d'azimuts d'astres, d'alignements terrestres, etc.).

• La valeur approchée de la déviation magnétique en fonction de Cc (cap compas) est donnée par la formule de Sir Archibald Smith (1813-1872), mathématicien britannique.

• Le navire en acier acquiert à sa construction un magnétisme induit, une partie deviendra permanente, mais en raison de ses voyages, il subira en permanence les effets de champs magnétiques, terrestre d'une part, mais également externes. Son magnétisme variera dans le temps et le lieu, on peut déjà dire que la compensation d'un compas est valable à un temps T dans un endroit donné, et qu'il faudra songer à la refaire périodiquement.

Régulation

Opération consistant à mesurer les déviations aux différents caps cardinaux et inter cardinaux, et à en déduire la courbe de déviation. S'effectue généralement sur rade ouverte en utilisant comme base un alignement. Peut s'effectuer aussi à la mer en se basant sur le cap gyroscopique, mais il faudra considérer la variation du compas gyroscopique .

1 Quelques contrôles et mesures de bon sens :

• Il ne doit pas y avoir de bulles d 'air dans la cuvette.
• Le compas doit être bien aligné dans l'axe du navire.
• Les axes de cardan doivent être libres et lubrifiés.
• L' intervenant ne doit pas avoir sur lui de masse métallique ni de champ magnétique (appareil électronique, haut parleur de radio, outil en fer, etc.)
• Lorsque le compas est dévié temporairement par un aimant, il doit reprendre son alignement origine selon des normes de temps minimales (ni trop long, ni trop court).
• Les fers doux ne doivent pas avoir de magnétisme rémanent (éviter la rouille sur les sphères).

2 Manœuvrer de manière à couper l'alignement en route aux différents caps cardinaux et inter-cardinaux, mesurer

• le Zc de l'alignement.
• Zv connu (carte)
• D connu (carte)
• Zm = Zv - D

Correction ou compensation

Un compas ou une boussole peut être corrigée (compensée) de trois manières. D'abord la ligne de lourdaud doit être ajustée de sorte qu'elle soit alignée sur la direction dans laquelle le bateau se déplace. Ensuite, les effets des aimants permanents peuvent être corrigés par de petits aimants insérés dans le coffret de la boussole. L'influence des matériaux non ferromagnétiques peut être compensé par deux boules de fer montées de chaque côté du cadre de la boussole. Le graphique de la déviation de boussole peut être compris en utilisant la série de Fourier. Le coefficient a₀ représentant l'erreur dans la ligne de lourdaud, tandis qu' a₁, b₁ représente les effets ferromagnétiques et a₂, b₂ le composant non ferromagnétique.

Les boussoles à vanne de flux (électroniques) se calibrent automatiquement en fonction du champ magnétique ambiant et peuvent également tenir compte de la variation locale correcte du magnétisme afin que la boussole indique le cap vrai.

Equilibrage de compas

L'attraction terrestre variant en fonction de la latitude, les boussoles sont souvent équilibrées pendant leur fabrication. Ceci empêche l'aiguille de plonger trop fortement vers le bas et de rester bloquée par la friction sur le cadran. La plupart des fabricants rééquilibrent l'aiguille de leurs boussoles en fonction de l'une de cinq zones du monde. La zone 1 couvre la majeure partie de l'hémisphère nord, la zone 5 couvrant l'Australie et les océans de l'hémisphère sud.