Trouver le nord ou le sud avec le ciel
Le ciel donne le nord ou le sud partout sur Terre, mais pas avec la même étoile ni la même figure selon l’hémisphère où l’on se trouve. Cette page traite l’hémisphère nord, l’hémisphère sud et la bande équatoriale à égalité, sans instrument : les gestes de mesure qui remplacent une boussole, et les pièges qui trompent le plus souvent.
Le geste qui marche partout, avant toute figure
La Terre tourne sur elle-même d’ouest en est, si bien que le ciel entier paraît tourner en sens inverse autour d’un point fixe, le pôle céleste. Conséquence directe, valable à tout endroit du globe : un astre se lève globalement du côté est et se couche globalement du côté ouest. Deux gestes s’en déduisent, sans connaître aucune étoile par son nom.
Une étoile qui monte ou qui descend
Choisissez une étoile au-dessus d’un repère fixe du paysage, un faîte de toit ou une branche, et regardez de nouveau au bout de quelques minutes. Si elle s’est élevée au-dessus du repère, vous regardez globalement vers l’est. Si elle est descendue, vous regardez globalement vers l’ouest. Le geste ne demande aucune figure, aucun nom d’étoile, et fonctionne à toute latitude, hémisphère nord comme hémisphère sud.
L’ombre au crépuscule
Au coucher du Soleil, il se trouve globalement à l’ouest : votre ombre pointe donc globalement vers l’est. Au lever, c’est l’inverse. Le repère est le plus juste aux équinoxes de mars et de septembre, où le Soleil se lève près de l’est vrai et se couche près de l’ouest vrai, où que l’on soit sur Terre. Le reste de l’année, il dérive vers le nord ou vers le sud de ces points, d’autant plus loin que la latitude est élevée : à 36° de latitude par exemple, l’écart atteint près de 30° aux solstices.
Ces deux gestes donnent une direction approximative, jamais un cap exact. Ils servent à s’orienter dans un bois ou à recaler une carte, pas à remplacer les méthodes plus précises qui suivent.
Dans l’hémisphère nord : la Polaire, trouvée par la Grande Ourse
L’hémisphère nord dispose d’un repère que le sud n’a pas : une étoile modérément brillante située presque exactement dans l’axe de rotation de la Terre. Encore faut-il la distinguer parmi des milliers d’autres.
Le pointeur de la Grande Ourse
La Grande Ourse porte, dans sa partie la plus reconnaissable, sept étoiles groupées en casserole. Les deux étoiles au bout du bassin, Dubhe et Merak, servent de pointeur : une ligne menée de Merak vers Dubhe, prolongée dans le même sens sur environ cinq fois leur écart, aboutit directement sur la Polaire. Le geste se refait chaque soir de la même façon, partout où la Grande Ourse est visible.
La Polaire elle-même ne marque pas le pôle exactement : elle s’en trouve aujourd’hui à environ 0,7°, et décrit donc au fil de la nuit un petit cercle de 1,5° de diamètre autour du vrai pôle nord céleste. Cet écart continue lentement de se réduire, sans jamais s’annuler : à l’échelle d’une vie humaine, la Polaire reste un repère fixe.
La hauteur de la Polaire donne la latitude
La Polaire rend un second service : sa hauteur au-dessus de l’horizon nord égale directement la latitude du lieu d’observation. À l’équateur, elle serait posée sur l’horizon ; au pôle nord, elle serait au zénith. Entre les deux, la règle est exacte : vue depuis Anchorage, près de 61° de latitude nord, elle se tient près de 61° au-dessus de l’horizon ; vue depuis New Delhi, près de 29° de latitude, elle reste basse, à peine à un tiers de la hauteur du ciel.
La méthode s’arrête net à l’équateur : plus au sud, la Polaire disparaît sous l’horizon et aucune étoile ne la remplace au même rang.
Dans l’hémisphère sud : la Croix du Sud et ses pointeurs
Passé l’équateur, aucune étoile brillante ne marque le pôle sud céleste. La plus proche, Sigma Octantis, se tient à un peu plus d’un degré du pôle mais plafonne à la magnitude 5,47 : invisible dès qu’un peu de lumière parasite atteint le ciel, et à peine perçue même sous un ciel parfaitement sombre. La méthode australe ne peut donc pas reposer sur une seule étoile : elle se construit à partir d’une figure entière.
La Croix du Sud et ses deux pointeurs
La Croix du Sud, Crux, est la plus petite des 88 constellations, mais aussi l’une des plus reconnaissables : quatre étoiles brillantes en losange allongé. Gacrux marque sa tête, Acrux son pied. Une ligne menée de Gacrux vers Acrux, prolongée dans le même sens sur environ quatre fois sa longueur, aboutit près du pôle sud céleste ; il ne reste plus qu’à descendre à la verticale jusqu’à l’horizon pour avoir le sud.
Deux étoiles brillantes voisines, Alpha du Centaure et Bêta du Centaure, confirment le repère : ce sont les Pointeurs, et leur seule présence à côté de la croix distingue la vraie Croix du Sud d’une fausse croix, un peu plus grande et plus pâle, formée par quatre étoiles de la Carène et de la Voile, sans aucun pointeur à proximité. Une seconde ligne, perpendiculaire au segment qui relie les deux Pointeurs et passant par son milieu, croise la première près du même point : de quoi confirmer le repère sans aucun instrument.
Les nuages de Magellan
Par ciel bien sombre, deux taches pâles et floues, le grand et le petit nuage de Magellan, complètent le repère. Ce sont deux galaxies naines, satellites de la Nôtre, situées assez près du pôle sud céleste pour rester circumpolaires depuis la plupart des latitudes australes. Les deux nuages et le pôle forment approximativement un triangle équilatéral : de quoi retrouver le sud même un soir où la Croix reste basse ou masquée par un relief.
La hauteur du pôle donne la latitude, comme au nord
Comme au nord, la hauteur du pôle sud céleste au-dessus de l’horizon égale la latitude du lieu. Depuis Le Cap, près de 34° de latitude sud, il se tient à environ 34° au-dessus de l’horizon ; depuis Ushuaia, près de 55° de latitude, il monte bien plus haut ; depuis Wellington, près de 41°, entre les deux. La règle est exactement la même des deux côtés de l’équateur : seule la façon de repérer le pôle change.
Entre les deux : la bande équatoriale et tropicale
Près de l’équateur, les deux pôles célestes se tiennent tous deux près de l’horizon, puisque leur hauteur égale une latitude proche de zéro. La Polaire, si proche du vrai pôle nord, y reste visible presque toute l’année, posée bas sur l’horizon nord. La Croix du Sud, elle, tourne sur un cercle bien plus large autour du pôle sud : vue depuis l’équateur, elle se lève et se couche comme une étoile ordinaire, visible une bonne partie de la nuit à certaines saisons, absente à d’autres. De Quito à Nairobi ou à Singapour, aucune des deux méthodes ne domine : les deux se pratiquent, chacune quand son repère est au-dessus de l’horizon.
Une seconde particularité marque cette bande : plus la latitude se rapproche de zéro, plus les astres montent et descendent à la verticale au-dessus de l’horizon. L’angle que fait leur trajectoire avec l’horizon vaut 90° moins la latitude : 90°, donc une montée verticale, tout près de l’équateur ; un angle bien plus couché aux latitudes élevées, jusqu’à une trajectoire presque parallèle à l’horizon tout près des pôles. Un repère qui apparaît et disparaît vite, presque à la verticale, est ainsi un bon indice qu’on se trouve près de l’équateur.
La main tendue, une mesure d’angle sans instrument
Toutes les méthodes ci-dessus demandent d’estimer une hauteur ou un écart en degrés, sans instrument. La main tendue à bout de bras rend ce service, parce que la taille d’une main reste à peu près proportionnelle à la longueur du bras qui la porte : le repère fonctionne à peu près pareil pour une grande main et pour une petite.
| Repère | Angle approximatif |
|---|---|
| Le petit doigt | environ 1° |
| Trois doigts serrés | environ 5° |
| Le poing fermé | environ 10° |
| L’empan, du pouce au petit doigt écartés | environ 25° |
Ces valeurs restent des ordres de grandeur, jamais une mesure exacte : elles varient d’une personne à l’autre. Elles suffisent pourtant à vérifier un repère : au Cap, par exemple, le pôle sud céleste se tient à un peu plus de trois poings au-dessus de l’horizon.
Ce qui trompe
La boussole déviée
Une boussole ne pointe pas vers le pôle nord géographique mais vers le pôle nord magnétique, situé ailleurs et en déplacement constant. L’écart entre les deux, la déclinaison magnétique, change avec le lieu et avec l’année : elle se vérifie avant de partir, jamais de mémoire. Le métal ferreux porté sur soi ou posé à proximité, une boucle de ceinture, un couteau, un téléphone, dévie l’aiguille d’une façon bien moins prévisible encore que la déclinaison, et rend la boussole franchement fausse tant qu’il reste à proximité.
Une planète prise pour un repère
Vénus ou Jupiter dépassent en éclat toutes les étoiles et se glissent facilement parmi les repères d’une figure. Une planète dérive pourtant par rapport aux étoiles de semaine en semaine : un pointeur qui fonctionne un soir peut donc viser à côté quelques mois plus tard si l’un de ses repères était en réalité une planète. Le test complet pour distinguer une planète d’une étoile est expliqué dans reconnaître ce que vous voyez ce soir.
Le halo d’une ville
La lumière parasite d’une ville efface d’abord les repères les plus faibles : les nuages de Magellan et Sigma Octantis disparaissent bien avant les étoiles principales de la Croix du Sud ou les pointeurs de la Grande Ourse. Une méthode qui résiste en ville s’appuie donc sur les étoiles les plus brillantes d’une figure ; les repères les plus fins demandent un ciel véritablement sombre, loin de tout halo urbain.
Ces gestes se vérifient en quelques minutes sous le ciel du soir, où que l’on se trouve sur Terre. La carte du ciel de maintenant montre lequel des deux pôles est effectivement au-dessus de l’horizon depuis le lieu choisi, avant même de sortir regarder.
Sources
- The Southern Cross is your guide to due south, EarthSky.
- Pointer Stars, Constellation Guide.
- False Cross, Constellation Guide.
- Polaris, Alpha Ursae Minoris, Astropixels.
- South Star: Sigma Octantis (Polaris Australis), Star Facts.
- Sky measurements: Degrees, arcminutes and arcseconds, EarthSky.
- Magnetic Declination, National Centers for Environmental Information, NOAA.
- Magnetic deviation, Wikipedia.
- The Celestial Equator, Astronomy Notes.
- Horizon Calendars, High Altitude Observatory, NCAR.