6.2 Calcul de la latitude
On définit la latitude comme l'angle entre le centre
de la Terre et l'équateur et le centre de la Terre et le site
considéré. Les pôles sont à 90° Nord et Sud.
Le jour, pour déterminer la latitude d'un site il faut
mesurer la hauteur du soleil au dessus de l'horizon lorsqu'il est au
zénith. La nuit, dans l'hémisphère Nord, on peut utiliser l'étoile
polaire.
Pour cette mesure d'angle, les explorateurs utilisaient
des instruments comme le sextant et le quadrant, nous allons en construire
un.
Quadrant
Construction d'un quadrant pour mesurer l'angle du
soleil au dessus de l'horizon.
Matériel nécessaire
Une plaque de contreplaqué.
Un tube en plastique d'un diamètre intérieur de 3 mm et d'une
longueur de 42 cm.
Un film photo voilé et développé.
Un clou.
Un rapporteur.
Marche à suivre :
Le quadrant a la forme suivante :
Pour le construire :
- Découper dans la plaque de contreplaqué un quart de disque de 34
cm de rayon.
- Dessiner sur la plaque un arc de cercle de 30 cm de rayon en prenant
l'angle droit comme origine. Ajouter dessus une graduation de 0 à
90° en s'aidant du rapporteur.
- Découper une aiguille dans le reste de contreplaqué.
- Planter le clou dans l'angle droit de la plaque pour fixer
l'aiguille. L'aiguille doit tourner librement autour de l'axe
constitué par le clou.
- Coller le tube sur le côté de la plaque où se trouve la
graduation 90°.
- Coller le film photographique au bout du tube, il doit protéger l'œil
du soleil lors de la visée.
- Etalonner le quadrant. Pour une visée verticale et horizontale,
l'aiguille doit indiquer exactement un angle de 90° et de 0°.
Mesure de la latitude
Mesure de la latitude à l'aide du quadrant.
Matériel nécessaire
Le quadrant.
Des lunettes de protection en plastique.
Marche à suivre :
- Mettre les lunettes de protection.
- Vérifier que le film photographique est bien au bout du tube.
- Quand le soleil est au zénith (voir le calcul de la longitude), le
viser à travers le tube.
- Lire la graduation sur laquelle l'aiguille est arrêtée. Pour des
raisons de stabilité, cette partie doit être réalisée par un second
élève qui peut même aider l'aiguille à s'immobiliser.
- Refaire la mesure plusieurs fois.
- Faire la moyenne des résultats (par exemple 48,5°), on a alors la
latitude (Nord en Europe) de l'endroit où on se trouve (soit 48° 30'
N).
- Vérifier avec un atlas ou un GPS.
La classe peut discuter de l'angle que va avoir le
soleil au camp de base de l'expédition, de l'angle qu'il aurait si on
était au Pôle Sud, etc.
On peut effectuer la même chose la nuit avec l'étoile
polaire, on enlève alors le film photographique.