Le nocturlabe ou l’ange méconnu de la nuit

Le nocturlabe se définit comme un astrolabe nocturne. L’astrolabe, conçu dès l’Antiquité, probablement par Hipparque au IIe siècle avant J.-C., et décrit quelque trois siècles plus tard par Ptolémée, était un instrument sophistiqué représentant à plat le mouvement des astres sur la voûte céleste. Peu utilisé par les astronomes grecs, il fut largement adopté par les astronomes musulmans à compter du XIIe siècle. Une version simplifiée, destinée à la navigation en haute mer, fit son apparition en Europe dès le XIVe siècle. Il s’agit de l’astrolabe nautique destiné au seul calcul de la latitude qui, dans un premier temps, prend comme point de référence l’étoile polaire visible de nuit dans l’hémisphère nord.

Il faudra attendre le XVe siècle et l’établissement, vers 1485, de tables pratiques de déclinaison du soleil pour voir se développer l’astrolabe nautique utilisable de jour sur l’ensemble du globe. On doit ce progrès aux Portugais. C’est Martin de Behaim, astronome du roi Jean II, qui en répandit l’usage auprès des navigateurs. Par la suite, la navigation a été facilitée par des inventions comme le quadrant de Davis (vers 1595) ou l’octant de Hadley (1731), prédécesseurs du sextant moderne, et, surtout, grâce à la résolution du problème des longitudes par John Harrison qui testa son premier chronomètre de marine en 1736.

L’étoile polaire pour repère

Si l’histoire de l’astrolabe est quant à elle bien établie, on ignore quand est apparu et qui inventa le nocturlabe. Il servit sans doute à diverses fins et à diverses époques mais on retient essentiellement son rôle dans les progrès de la navigation. De fait, les premiers astrolabes nautiques étaient des nocturlabes. Ils se composaient de disques gradués, d’un bras tournant ou alidade et d’une poignée dont on se servait pour les tenir à la verticale. Pour mesurer la latitude, on utilisait un cercle gradué en degré en alignant la marque 0° avec l’horizon. En pointant l’étoile polaire avec l’alidade, on pouvait lire la valeur angulaire représentant sa hauteur.

Cette fonction suffirait à définir un nocturlabe nautique mais les marins s’en servaient également pour lire l’heure locale de nuit. Dans ce cas, l’instrument comprenait deux plaques — l’une graduée en jours et mois, l’autre en heures — centrées sur un axe percé. On obtenait l’heure en plaçant la graduation de minuit sur la date d’observation, en visant l’étoile polaire par le trou central et en amenant l’alidade dans l’alignement des deux Gardes de la Grande Ourse qui agissaient comme la grande aiguille d’un cadran d’horloge. Cette mesure fut rendue possible car, dans l’hémisphère nord, les étoiles semblent se déplacer autour de l’étoile polaire en effectuant un tour complet en environ 24 heures (23h 56mn exactement). Avec un indicateur adéquat, on pouvait également utiliser Kochab et Pherkad, les deux étoiles brillantes de la Petite Ourse, à la place des Gardes. Un nocturlabe permettait encore de calculer les heures de marée haute dans les ports par rapport au passage de la Lune au méridien (ligne traversant le ciel du nord au sud au zénith), à condition cependant que son âge (nombre de jours depuis la Nouvelle Lune) soit connu.

Une précision relative

La précision d’un nocturlabe pouvait être affectée par différents facteurs, à commencer par le retard de 4 minutes pris chaque nuit par l’heure sidérale. Il fallait l’ajuster régulièrement pour résoudre le problème. La principale source d’erreur venait toutefois de la difficulté à aligner l’alidade sur les étoiles choisies par mer agitée. Une deuxième résultait de l’imprécision des divisions sur les échelles graduées, due à la taille des disques limitée au diamètre tracé par les étoiles de la Grande ou de la Petite Ourse. Enfin, on ne tenait généralement pas compte du fait que, à l’époque concernée, l’étoile Polaire se trouvait décalée de 2 à 2,5° du pôle Nord céleste. Reste que le nocturlabe fut un instrument précieux sous les latitudes Nord. Il semblerait qu’il y ait eu des nocturlabes conçus pour les latitudes Sud, avec la croix du Sud pour point de référence, mais les sources ne concordent pas sur ce point.

(1) D’une face, posé à l’horizontal, cet instrument était utilisé comme cadran solaire le jour.
De l’autre côté, en position verticale, il permettait également de lire l’heure la nuit (nocturlabe) grâce aux étoiles.
Pièce de collection privée en prêt au Musée de l’Horlogerie et du Décolletage de Cluses (France).
(2) Il faut viser l’étoile polaire par le trou central et aligner la règle sur les deux dernières étoiles de la Grande Ourse, puis en fonction du mois, lire l’heure sur les graduations.