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Mesure de la longitude : horloges marines
Les horloges de John HARRISON

La connaissance de la longitude est fondamentale pour la navigation. L'absence de méthode suffisamment fiable pour déterminer la position des navires a entrainé un nombre important de naufrages et des pertes considérables.
Sous la pression des armateurs, le parlement britannique adopte une loi dite Longitude Act en 1714. La Grande-Bretagne offre un prix de 20 000 livres sterling (plusieurs millions d'euros d'aujourd'hui) à toute personne capable de concevoir un moyen de déterminer la longitude de façon pratique, fiable, en toute circonstance à bord d'un navire en mer.

Cette recherche de la meilleure technique pour la détermination de la longitude fut des plus acharnée. Deux "écoles" vont s'affronter avec d'un côté les astronomes et de l'autre les "horlogers".
Méthodes astronomiques :
Les astronomes sont persuadés que la solution se trouve dans l'observation et la connaissance de la mécanique céleste, celle-ci étant d'une grande précision.
Les astronomes, en se basant sur l'observation de différents astres, des planètes et de leurs satellites, dressent des tables de prévision de position de ces objets célestes.
Le point faible de ces méthodes est qu'il est difficile pour un marin de réunir, en haute mer, les conditions des différentes mesures et calculs nécessaires.
Utilisation du décalage horaire :
La seconde méthode consiste à déterminer la différence entre l'heure (solaire) locale et l'heure (solaire) d'un méridien de référence. Pour exécuter ce calcul, il faut connaître l'heure précise au méridien de référence et l'heure locale exacte. Les problèmes étaient à la fois d'ordre technologique et d'ordre physique.
Technologique : à cette époque aucun chronomètre n'était capable de fonctionner correctement en mer sur une longue durée.
Physique : les horloges à balancier ont une période qui dépend de g (valeur de l'accélération de la pesanteur), or celle-ci n'est pas constante à la surface du globe et elle est variable en mer où la houle provoque des décélérations et accélérations parasites. Le ressort à spirale utilisé pour les chronomètres de poche a une période dépendante de la température.
Le défi consiste à fabriquer une horloge suffisamment précise, dont la période est indépendante du lieu géographique et pouvant supporter les aléas d'un voyage sur toutes les mers du globe. En 1736, John Harrison, horloger autodidacte, a relevé le défi et réalisé une horloge répondant aux critères. Il a tout au long de sa vie amélioré les performances de ses "chronomètres de marine".
Les différents modèles de chronomètre d'Harrison sont conservés à l'Observatoire Royal de Greenwich.

Depuis 1995, le système GPS, associant plusieurs satellites à un récepteur calculateur portatif, permet de connaître instantanément sa position : longitude, latitude et altitude, ainsi que sa vitesse de déplacement.



Série de timbres anglais émis en 1993
à l'occasion du 300ème anniversaire
de la naissance de John Harrison ( 1693-1776)
représentantion de sa 4ème horloge

Greenwich : Royal Observatory

Greenwich : Royal Observatory
1ère horloge de Harrison

Greenwich : Royal Observatory
seconde horloge de Harrison


Greenwich : Royal Observatory
troisième horloge de Harrison


Greenwich : Royal Observatory
quatrième horloge de Harrison

Les concurrents de John HARRISON

Paris : Musée des Arts et Métiers

En 1769, Pierre Le Roy, horloger français, remporte le prix de l’Académie des sciences avec son chronomètre de marine. L’existence de chronomètres de marines de haute précision révolutionne lentement mais sûrement la pratique de la navigation, et, cette nouvelle technologie fait l’objet d’un grand engouement du public.




Montre marine n° 3 par Ferdinand Berthoud 1776
Paris : Musée des Arts et Métiers