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L'astronomie nautique
et les grandes découvertes maritimes
A la fin du Moyen âge, une paix relative règne en Europe, car la guerre de Cent Ans vient de prendre fin. Si cette paix n'avait pas été interrompue par des événements fortuits, au premier rang desquels il faut mettre l'avènement de Philippe de Valois et de sa dynastie, de grands événements, cela était inévitable, se seraient produits. Ce que l'on voyait, en France comme en Angleterre, annonçait évidemment la décadence du système féodal, et, par une conséquence inéluctable, la Réforme de l'Eglise et les grands tumultues qui agitèrent la Renaissance.

Mais la terrible hostilité entre les deux grandes puissances occidentales n'a pu que retarder ce qui était fatal. D'autres circonstances que le rétablissement de la paix, parmi lesquelles la découverte de l'imprimerie est à mentionner avant tout, viennent hâter la marche des choses. L'invention de Gutenberg coïncide à peu près avec l'époque où les savants grecs, chassés de leur pays par l'invasion turque, apportent en Occident les précieux débris du savoir antique. Elle ne tarde pas à les faire connaître.

On commence par imprimer des Bibles, ce qui soumet au libre examen les doctrines contenues dans la Bible. - Les esprits s'habituent à la discussion des idées, de toutes les idées ; aussi, lorsque, en 1517, Luther brûle les bulles papales, non seulement il échappe au bûcher, mais, en Allemagne d'abord, puis en France, en Angleterre, dans les contrées septentrionales de l'Europe, même en Espagne et en Italie, il a des partisans déclarés ou secrets et d'autres réformateurs marchent sur ses traces. Les guerres de religion commencent, et elles se prolongent jusqu'au XVIIe siècle.

Il semble, au premier abord, qu'au milieu de tels événements, l'Europe ait dû rétrograder et retourner à la barbarie. Il n'en est rien. On lutte partout avec un acharnement sans égal, les batailles, les massacres, les meurtres individuels, les destructions de monuments, d'objets d'art, de bibliothèques n'empêchent pas cette époque de compter parmi les plus fécondes de toute l'histoire en écrivains, en artistes, en érudits et en hommes prodigieusement versés dans toutes les branches du savoir humain. Parmi eux, il importe de faire mention de Léonard de Vinci, auquel on doit notamment l'explication du phénomène de la lumière cendrée. C'est toutefois Maestlin, le maître de Képler qui, le premier, publiera cette explication.

Aussi, les ouvrages scientifiques ne trouvent-ils pas moins de lecteurs que la Bible ou les livres de controverse religieuse. La typographie les met à la portée de tous. C'est ainsi, pour ne parler seulement de ce qui nous intéresse le plus, que l'on n'attend pas la fin du XVe siècle pour donner des éditions de plusieurs oeuvres de Ptolémée

Ces éditions offrent, en général, à côté du texte grec, une traduction latine; cette dernière étant destinée aux ignorants, car, à cette époque, tout le monde était de l'avis de Rabelais, ou, si l'on veut, de Gargantua, et pensait que « c'est une honte que quelqu'un se die savant, s'il ne connaît la langue grecque-». Parmi les savants qui s'illustrèrent à cette époque, en veillant à la correction des ouvrages des anciens que l'on publiait alors en si grand nombre, il ne faut pas oublier de nommer le géomètre italien Commandini (Commandin) qui vécut de 1509 à 1575 et auquel on doit des traductions latines d'Euclide, d'une grande partie des ouvrages d'Archimède, des traités du Planisphère et de l'Analemme de Ptolémée, du livre d'Aristarque de Samos, Sur les grandeurs et les distances du Soleil et de la Lune, etc.

Mais, à cette époque où les idées religieuses se transformaient, où la vieille Antiquité, semblable au phénix, renaissait de ses cendres, il se passait une chose d'une portée encore plus grande : l'humanité acquérait la connaissance complète du domaine mis à sa disposition; les grandes découvertes géographiques donnaient enfin une idée exacte de la figure de la Terre.

L'astronomie nautique des Portugais

C'est à un prince portugais, à Henri le Navigateur (1394-1460) , duc de Viso, troisième fils du roi Jean I, qu'en revient le mérite. Il avait, dans sa jeunesse, lutté contre les Maures et les Castillans, mais il était capable d'être autre chose qu'un soldat. Il aurait pu, comme la plupart des princes cadets, se faire un jeu d'ébranler la couronne de ses aînés ; sa conduite fut beaucoup plus sage : dès l'âge de vingt-deux ans, en 1416, il se consacra uniquement à la science, alla s'établir à Sagres (le Cap Sacré des Anciens). à l'extrémité méridionale du Portugal; là, il fit construire un observatoire, s'entoura de savants et de navigateurs et travailla uniquement à perfectionner l'art nautique. La devise française qu'il s'était choisie : « Talent de bien faire » le caractérise merveilleusement. Ces nobles efforts ne tardèrent pas à être récompensés. Il fallut commencer par vaincre un préjugé remontant, paraît-il, à Aristote, d'après lequel la vie eût été impossible à l'homme dans la zone torride. 

Dès 1418, on franchissait un cap portant le nom significatif de Noun, et, l'année suivante, on retrouvait l'île de Madère, que les Anciens avaient connue, mais avec laquelle les communications avaient cessé depuis longtemps. De nombreuses découvertes suivirent celle-là, et, dès l'an 1471, les navigateurs portugais arrivèrent à l'équateur, ce qui fut sans doute un événement des plus remarqués. Jusqu'alors, on n'avait fait que marcher sur les traces des Dieppois, qui, à une époque peu éloignée, avaient fréquenté les côtes de la Guinée, mais on devait les dépasser de beaucoup, et atteindre les parages où seuls, parmi les hommes issus du monde classique, les Phéniciens avaient navigué, il y avait bien des siècles.

En 1486, Barthélemy Diaz toucha le cap qui marque l'extrémité méridionale de l'Afrique, auquel le roi Jean II de Portugal donna le nom de Cap de Bonne-Espérance. Ce nom était bien choisi. Douze ans plus tard, Vasco de Gama abordait aux Indes; les travaux de tout un siècle avaient atteint leur but.

Mais, à cette époque, il y avait déjà six ans que Colomb avait abordé en Amérique, et cette découverte incomparable, l'école portugaise était dans une certaine mesure, autorisée à la revendiquer comme sienne, car le grand navigateur génois, qui, si l'on s'en rapporte aux historiens les plus autorisés, était encore plus enthousiaste que savante, avait d'abord offert ses services au Portugal et s'était marié dans ce pays. Son beau-père, Bartholomé Muniz, était un marin qui avait pris une part active aux expéditions organisées par don Henri et possédait une ample collection d'instruments, de cartes et de documents nautiques de toute nature que Colomb étudia avec le plus grand soin.

Enfin, n'oublions pas de mentionner la dernière et la non moins étonnante de ces grandes expéditions, celle qui, sous les ordres de Magellan, il y a juste quatre siècles, fit pour la première fois le tour du monde, prouvant, de la manière la plus irréfutable, la sphéricité de la Terre, qui trouvait encore des incrédules obstinés.

Maintenant, de quelles ressources instrumentales disposaient les marins qui firent ces grandes découvertes? Notons d'abord qu'ils avaient, sur leurs prédécesseurs de l'Antiquité, un avantage immense : de temps immémorial, les Chinois connaissaient la propriété qu'a l'aiguille aimantée de se diriger constamment vers le nord, ou, pour mieux dire, selon une direction qui ne varie que très lentement. Ils avaient transmis la connaissance de ce fait aux Arabes et ceux-ci aux chrétiens occidentaux . (Il semble que la distinction entre le nord vrai et le nord magnétique n'ait pas été connue de beaucoup de marins du Moyen-Age. - A cette époque, l'aiguille inclinait vers le nord-Est ; aussi les cartes de ce temps donnent-elles la direction WNW-ESE au grand axe de la Méditerranée. Au temps de Colomb, on faisait cette distinction, et c'est lui qui, pendant son premier voyage, découvrit que la déclinaison est variable selon les lieux.).

Le bâton de Jacob.
On manque de détails sur les travaux de la Junta réunie par Henri le Navigateur (qui ne navigua jamais de sa personne), et dont un des principaux membres fut Jacomo de Malhorca (Jacques de Majorque); toujours est il que les marins du XVe siècle faisaient usage de l'arbalète, ou bâton de Jacob. C'était une tige graduée en  parties égales que l'observateur s'attachait à tenir horizontale, et le long de laquelle glissait une traverse perpendiculaire, le marteau. On visait le bord du Soleil, de façon à ce que le rayon lumineux effleurât l'extrémité du marteau. La division de la flèche à laquelle s'arrêtait ce dernier faisait immédiatement connaître la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon.

Cet instrument avait été inventé au XIVe siècle par Léon le Juif, habitant la Provence. Cet astronome, malgré son mérite, tomba dans l'oubli, et son invention fut attribuée à Régiomontanus. On a même prétendu que c'était le disciple de celui-ci, Martin Behaim qui avait fait connaître aux Portugais l'arbalestrille ou balestilha.

Martin Behaim habita en effet le Portugal à différentes époques. Aussi, un écrivain allemand, M. A. Ziegler, a-t-il écrit les lignes suivantes :

« Si l'Allemagne n'a pas participé directement aux grandes découvertes du XVe et du XVIe siècles, ce furent cependant les savants allemands qui, par leurs travaux d'atelier et de bibliothèque, ont donné à ces entreprises l'impulsion décisive. Dans ce sens, notre célèbre compatriote Régiomontanus aussi bien que Martin Behaim, peuvent sûrement revendiquer le mérite d'avoir été des précurseurs de Colomb et d'avoir contribué d'une façon essentielle à la découverte de l'Amérique. »
Evidemment. Mais Hipparque et Ptolémée auraient pu faire la même réclamation. Bensaude, qui cite ce passage de Ziegler, a consacré un ouvrage important, que l'Académie des Sciences de Paris a honoré d'une partie du prix Binoux, L'astronomie nautique en Portugal à l'époque des grandes découvertes (Berne, 1912), à démontrer qu'il est aussi puéril que vain d'affirmer que, sans la culture germanique, les Portugais n'auraient pu faire leurs grandes découvertes.

L'astrolabe.
Il y avait ensuite l'astrolabe. S'il y a un mot qui ait servi a désigner des choses bien diverses, c'est celui-la aussi a-t-il fini par manquer totalement de précision, et n'est plus guère qu'un terme de la langue littéraire que, parfois, les écrivains emploient sans se bien soucier du sens qu'on y peut attacher. Par exemple, quand Boileau écrivait dans sa dixième satire :

C'est que sur le calcul, dit-on, de Cassini, 
Un astrolabe en main, elle a dans sa gouttière, 
A suivre Jupiter, passé la nuit entière.
On peut se demander quelle idée il se faisait d'un astrolabe, Et les officiers du bâtiment commandé par La Pérouse, n'avaient peut-être pas non plus des notions bien exactes sur l'ancien instrument astronomique dont leur navire portait la nom.

Tel qu'il avait été inventé par Hipparque, employé par Ptolémée, l'astrolabe était un assemblage de cercles métalliques, les uns fixes, les autres mobiles, permettant de mesurer directement les positions relatives des astres. C'était un instrument d'observatoire, qu'on ne pouvait employer dans la navigation.

L'astrolabe planisphère était un disque gradué, que l'on suspendait par un anneau, et muni de deux alidades permettant de mesurer la hauteur des astres au-dessus de l'horizon, et, par suite, de déterminer l'heure. C'est du moins sous cette forme que l'employaient les marins, mais, pour les anciens astronomes, l'instrument était plus compliqué. Le disque pouvait aussi se placer horizontalement, (on le retournait alors, afin d'employer la seconde face), et on lui superposait deux autres disques, dont l'inférieur, qui était fixe, représentait la projection stéréographique, sur le plan de l'équateur, de l'horizon et des cercles qui lui sont parallèles. Quand l'observateur voyageait, il remplaçait ce disque inférieur par un autre, approprié à la nouvelle localité où il se trouvait.

Le second disque, qui était mobile autour d'un pivot traversant le premier, représentait, toujours en projection stéréographique sur l'équateur, le zodiaque et un certain nombre d'étoiles remarquables. Il était, de plus, ajouré autant qu'il était possible sans que sa solidité fût compromise. On voyait donc le premier disque à travers le second.

Connaissant la hauteur d'une des étoiles représentées sur le second disque ou l'arachné, on mettait celui -ci en mouvement et on amenait la représentation de l'étoile en question sur le cercle de hauteur convenable, et le point du zodiaque où se trouvait le Soleil, point connu approximativement, tombait au-dessous de l'horizon ; dans cette partie du premier disque étaient tracées des lignes horaires, et la position du Soleil par rapport à ces lignes permettait de connaître l'heure, au moins à peu près. Mais, nous le répétons, les marins avaient jugé sans doute cet instrument trop compliqué pour eux, et ils l'avaient laissé à ceux qui faisaient des observations à terre. D'ailleurs, étant constamment en marche, et changeant de latitude à chaque instant, il est clair qu'ils ne pouvaient faire autrement.

L'astrolabe circulaire se modifia et fut simplifié. On le réduisit à un quart de cercle, ce qui permit, sans augmenter ses dimensions et son poids, d'agrandir ses divisions au bénéfice de la précision des résultats, on l'attachait à un point fixe autour duquel il pouvait tourner dans son plan. Deux pinnules à oeilletons étaient insérées sur un des côtés de l'angle droit; on visait à travers ces pinnules, et on notait la division du quart de cercle, devant laquelle venait un fil à plomb suspendu à un pivot passant par le centre dudit quart de cercle. Cette division faisait connaître immédiatement la hauteur de l'astre observé au-dessus de l'horizon.

Des exemplaires de cet instrument, en plus ou moins bon état, existent dans divers musées et  bibliothèques. Voir notamment, à ce sujet, l'intéressant opuscule que l'abbé Anthiaume et le docteur Sottas ont consacré à l'astrolabe-quadrant conservé au musée de Rouen. Cet astrolabe passe pour avoir appartenu à Jean de Béthencourt, qui découvrit les îles Canaries.

Un nouveau regard sur le ciel

Les contrées méridionales de l'Europe ne contribuaient pas seules au progrès de l'art nautique. Une grande école de géographes s'était formée dans les Flandres. Parmi les savants qui la composèrent, on doit nommer Gemma Frisius, ou le Frison, qui le premier, proposa l'emploi des montres pour le transport du temps dans la détermination des longitudes. A vrai dire, cette idée ne devait rien valoir tant qu'on n'aurait pas réussi à porter à un haut degré de perfection l'art de l'horlogerie, et il fallut attendre plus de deux siècles - et son illustre disciple Gerhard Mercator.

Nous venons d'employer le mot école, dans le sens d'un groupe de savants s'occupant du même objet et professant les mêmes doctrines; mais n'y avait-il pas des écoles au sens courant du mot, des établissements où ceux qui se destinaient à diriger ces grandes expéditions pouvaient acquérir les connaissances qui leur étaient indispensables? Si, assurément ; nous avons déjà parlé de l'école fondée par Henri de Portugal qui, en outre, avait créé une chaire d'astronomie à l'Université de Lisbonne. Il faut encore nommer, pour en finir avec les Portugais, Pedro Nunnez, plus connu sous son nom latinisé de Nonius, nom que l'on donne à un artifice qu'il a inventé pour subdiviser les angles, artifice que l'on a tort de confondre avec le vernier, dont le principe est tout différent, et qui donne plus de précision. Nunnez, cosmographe royal, était professeur à l'université de Coïmbra.

Tantôt en Angleterre, tantôt en Espagne, l'illustre Sébastien Cabot remplit les fonctions de pilote-royal major, qui soumettaient à son contrôle le savoir et les aptitudes de ceux qui désiraient commander les navires devant faire de longues traversées.

Nous ne savons si, en France, un tel enseignement existait au XVIe siècle. Il serait bien étonnant toutefois que Gaspard de Coligny, qui prenait sa charge d'amiral au sérieux, bien qu'il ne fût nullement marin et auquel on doit d'intéressantes tentatives de colonisation, notamment au Brésil, n'eût pas songé à donner aux futurs capitaines des vaisseaux par lesquels s'établirait une communication continue entre la France européenne et les nouvelles Frances qu'il rêvait de voir en Amérique et sans doute ailleurs, les moyens d'être à la hauteur de leur tâche.

Pour les hommes de ce temps, ces grands voyages ouvraient des horizons nouveaux et immenses. On découvrait de nouvelles terres, et c'est ce qui frappait le plus le vulgaire, mais de nouveaux cieux se montraient aussi aux yeux des navigateurs, qui furent quelque peu embarrassés en voyant disparaître sous l'horizon l'étoile polaire et les autres astres, qui leur servaient de guides pour se diriger. 

Espagnols, Portugais et Hollandais, ces derniers surtout, s'occupèrent de grouper les étoiles nouvelles qu'ils découvraient, et d'en former des constellations. Leurs observations, au commencement, étaient naturellement défectueuses, et un géographe batave Janson Blaeuw, ou Coesius en fit faire de plus correctes par Frédéric Houtman qui profita pour cela du temps où il était prisonnier de guerre dans l'île de Sumatra. Il fallut toutefois attendre bien longtemps, jusqu'à Halley, ou même jusqu'à La Caille pour qu'on connût avec exactitude le ciel austral.

Sur notre globe aussi, on constatait des phénomènes inattendus, comme, par exemple, ces vents alizés qui effrayèrent tant les matelots de Colomb; vers la même époque, Vasco de Gama retrouva les moussons, ces vents qui soufflent alternativement dans un sens ou dans l'autre, que, dans l'antiquité, un pilote nommé Hippalos, avait fait connaître aux navigateurs grecs, mais qu'on avait oubliés depuis que les relations directes avaient cessé entre l'Europe et l'Extrême-Orient. Enfin, en 1513, un navigateur espagnol, nommé Alaminos, découvrit le grand courant marin que nous appelons à présent le Gulf Stream.

En quelques années, donc, le savoir humain, en ce qui concerne la planète que nous habitons, s'était prodigieusement enrichi, et ceux qui réfléchissent, voyant l'idée qu'ils se faisaient de notre globe transformée d'une façon si étonnante, devenaient capables d'adopter, sur le système du monde, des opinions tout-à-fait opposées à des traditions millénaires. Copernic allait venir, enlever la Terre de la place qu'elle usurpait au centre du monde et en faire un simple satellite du Soleil. Ses théories pouvaient encore être contestées, mais leur victoire était certaine. (E. Doublet).

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