mardi 10 juillet 2018

Méridiens, cartes, horloges marines (1)

Peinture de Francesco di Antonio del Cherico pour la traduction latine de la Cosmographia de Ptolémée (vers 1465-1470).
Longtemps la Terre fut plate. Certains, dès les temps les plus anciens, la dirent ronde. Plus tard, on l'a encore vue s'aplanir — question de point de vue sans doute. Mais même ronde, elle fut longtemps étrangement vide : de ce qu'on savait d'elle depuis l'Antiquité, une fois placés les lieux cartographiés par Ptolémée, il restait bien des lieux à emplir qu'on ne pouvait abandonner aux seuls océans. D'ailleurs, les dimensions proposées par les Anciens — Pythagore, Aristote, Ératosthène, Ptolémée, tous ces vieux Grecs — semblaient si incroyablement immenses que force était d'assurer qu'ils s'étaient forcément trompés quelque part.
La septième figure de l'Imago Mundi de Pierre d'Ailly (1410) montre la sphère terrestre divisée de l'équateur aux pôles par des lignes parallèles symétriques mais limités aux seuls tropique et cercle polaire dans l'hémisphère sud entièrement vide. Pour Pierre d'Ailly qui s'appuie sur la tradition aristotélicienne, seul l'hémisphère nord comporte des terres émergées et est habité. Contrairement aux pratiques usuelles de son temps, il place le nord en haut de la page. Ces divisions parallèles sur lesquelles il place continents et pays connus de son temps sont en fait des divisions climatiques, telles que les a définies Parménide dès le Ve siècle avant notre ère.
Enfin le temps vint où l'on considéra que le mieux qu'on puisse faire alors fût d'explorer le monde et de remplir les vides de toutes ces terres nouvelles que l'on découvrirait. L'attrait du sud, la tentation des terres étouffantes fit le reste. Les premiers à se lancer furent les Portugais.

Mais comment se repérer en mer ? Le voyage se faisait sous la voûte étoilée et c'est par l'observation des étoiles que se mesura d'abord l'avancée vers le sud :
Nous ne vîmes qu'une fois la Tramontane [l'étoile polaire] qui nous parut très basse à l'horizon ; aussi nous ne pûmes la voir que par temps clair et serein et encore nous apparut-elle à la hauteur d'une lance au-dessus de la mer. Nous vîmes également six étoiles basses sur la mer, grandes, lumineuses et brillantes qui nous servirent de repères.
Alvise Ca' da Mosto, vers 1455

Ca' da Mosto arriva en effet à cette limite inquiétante, passée la Ligne, l'équateur, où l'étoile polaire disparaît et avec elle, non seulement tous les repères familiers au navigateur depuis l'antiquité mais également le repère qui servait à établir la latitude sous laquelle on naviguait : jusqu'alors, c'était simple, la technique en avait été développée par les Arabes avec l'astrolabe que tout navigateur devait savoir employer, avec l'octant utilisé dès l'antiquité.
Mais à partir d'un certain point, comment mesurer la lente avancée des navires portugais le long des monotones rivages africains ? Il fallut donc établir de nouvelles méthodes pour établir la latitude par la hauteur du soleil, utiliser un nouvel instrument, le quadrant, et ce sera le fait des navigateurs portugais à la fin du XVe siècle. Ces nouvelles techniques vont leur permettre non seulement de se lancer sur les mers mais encore de tracer leurs voyages sur l'espace encore vierge des cartes.
Nous avons découvert d'autres îles, d'autres terres, d'autres mers, d'autres peuples ; et plus encore que tout cela, un autre ciel et d'autres étoiles.
Pedro Nunes, Tratado em defensão da carta de marear (Éloge des cartes marines), 1537

Les premières cartes marines de ces territoires nouvellement découverts, ces splendides portulans des 
xve et xvie siècles, comportent souvent en marge cette échelle des latitudes qui permet de placer les lieux de part et d'autre des tropiques ou de l'équateur.



Le portulan montre la pointe sud de l'Afrique et, comme un petit cran que couronne une colonne, le Cap de Bonne-Espérance. Les deux colonnes ou padrao puis le drapeau indiquent les étapes de la conquête de la mer par les navigateurs portugais : le dernier marque le lieu où l'équipage de Bartolomeu Dias a refusé de poursuivre vers l'océan Indien. A gauche, une règle marque la latitude observée tandis que la triangulation à partir de la rose des vents centrale guide la représentation des rivages et la localisation précise des ports ce qui aidera la navigation qui, plutôt que de s'éloigner en pleine mer, se tiendra encore le long des côtes. Quant à la longitude, il n'en est pas question encore.
Mais ce savoir resta cantonné au petit cercle des navigateurs. A Isabelle la Catholique qui demandait aux sages réunis à Salamanque leur avis sur la demande de Christophe Colomb de partir chercher l'Inde par l'ouest, les sages répondirent par la négative : saint Augustin lui-même avait assuré qu'il était impossible de passer d'un hémisphère à l'autre, et le fait que les Portugais aient franchi l'équateur vingt-cinq ans plus tôt et continuent de le faire sans souci chaque année n'avait pas troublé nos doctes savants. Si la Terre était bien fixée au centre du monde, cela impliquait, quoi qu'en dise l'expérience de marins incultes, qu'il y ait un dessus et un dessous du monde, un haut et un bas.
Cette miniature de la Cronica del Rei D. Afonso Henriques de Duarte Galvào (premier quart du XVIe siècle) montre la partie du monde cédée au roi du Portugal par le traité de Tordesillas en 1492. Telle qu'elle est représentée, la Terre est absurdement partagée en deux parts inégales par une ligne équatoriale qui n'est en rien à équidistance des pôles. Cette maladresse apparente souligne la difficulté d'envisager les véritables dimensions de la Terre, notamment dans l'hémisphère sud. En marge de la page, une série de sphères armillaires symbolisent l'ouverture du Portugal sur l'immensité du monde.
Mais Christophe Colomb veut suivre la suggestion que l'Italien Toscanelli a développée dès 1474 : il propose de tenter une circumnavigation en partant vers l'Ouest, c'est-à-dire vers la Chine et les Indes. Si l'idée est juste, évidemment, les données qu'ils possèdent sont fausses : l'un et l'autre tablent sur une longueur du rayon terrestre bien trop courte — et donc sur un globe terrestre beaucoup plus petit ; de même, ils estiment l'Eurasie bien plus large et étendue à la surface de ce globe.
Cet exemplaire de l'Imago Mundi du cardinal Pierre d'Ailly, édité en 1483 ou 1487, a appartenu à Christophe Colomb qui y a porté en marge 475 remarques. Ici, il s'agit du huitième chapitre, De la quantité de terre habitable, où Colomb oppose en note ses expériences au discours théorique des savants. Imago Mundi a été écrit en 1410 par un théologien français, Pierre d'Ailly (1350 - 1420) qui s'appuie sur Aristote, Ptolémée ou Pline l'Ancien. Il cite aussi saint Augustin ou les savants musulmans Avicenne et Averroès.Ce ne sont pas seulement les annotations de Colomb qui sont émouvantes comme l'est toute note manuscrite figurant en marge de vieux livres, c'est la méthode qui apparaît dans l'organisation de ces notes, l'encadrement d'un texte imprimé avec de larges marges, bien plus larges que celles dont nous bénéficions, ce sont aussi les accolades le long du texte, les encadrés, les phrases soulignées, tout ce qui peut montrer le développement de la pensée. (Bibliothèque Colombine, Séville)
En effet, mesurer cette Terre que l'on part explorer n'était pas si aisé  et que, de ce qu'on pouvait comparer avec la Cosmographie de Ptolémée ou avec la géographie décrite par Aristote, il ressortait davantage de mystères que de certitudes. Christophe Colomb quitta donc Cadix avec l'idée que la Terre était moins vaste qu'elle ne l'était réellement, d'une part, et que l'Inde était bien plus éloignée de l'Europe vers l'orient — et donc bien proche en tentant de l'approcher par l'occident, d'autre part. Sans doute lui fallut-il quatre voyages pour prendre la mesure du monde réel.

 
La Terre pouvait difficilement soutenir l'Europe à sa place au nord de l'équateur sans qu'un contrepoids, sous la forme d'un immense continent austral, ne vienne contrebalancer le poids des terres de l'hémisphère nord. On chercha longtemps ce continent jusqu'à ce que James Cook finisse par en apercevoir les glaces en 1774. A défaut de le trouver, on l'imaginait jusqu'alors comme une sorte de jardin d'Eden, bien au sud du Cap de Bonne-Espérance.
Le pilote de la Santa Maria, Juan de la Cosa, a tracé en 1500 la première carte du nouveau monde. Il s'agit encore d'un portulan où sont indiqués uniquement les côtes et les ports. Outre les lignes de triangulation pour aider à l'orientation des côtes, ce portulan ajoute trois lignes repères : le tropique du Cancer, l'équateur, et la ligne du traité de Tordesillas séparant les possessions espagnoles et portugaises. Entre deux masses continentales d'un vert opaque, le cartographe a placé très précisément l'arc des Caraïbes. Seule trace des ambitions originelles de Colomb, l'éventuel passage vers l'Asie est masqué par le cartouche représentant saint Christophe.
Ici, c'est le détroit de Magellan qui est à l'honneur. Inconnue encore quant à elle, la Terre de Feu figure sans réalisme aucun comme l'aile bariolée d'un oiseau du sud (carte espagnole du XVIe siècle).

Encore une fois, comment se repérer en mer ? Comment retrouver les terres visitées ?

La première difficulté de ces voyages de découverte ne fut pas tant de se repérer — la boussole était connue en Méditerranée depuis trois siècles, l'astrolabe marine avait été mise au point par le philosophe, poète, astronome majorquin Ramon Llull en 1295 — que d'oser se lancer sur l'océan, cette mer qui ne menait à rien. Les navigateurs européens ne s'étaient écartés de la Méditerranée jusque là que pour longer les côtes atlantiques et, soit remonter vers les îles britanniques ou la Baltique, soit longer les côtes marocaines. Au-delà des Canaries, nul ne savait ce qui se produirait.
Cependant, quoi que beaucoup partissent — et c'étaient des hommes de belle renommée par leurs exploits dans le métier des armes — aucun n'osa au-delà de ce cap.
Et pour dire la vérité, cela n'était pas manque de courage mais parce qu'il s'agissait d'une chose tout à fait nouvelle et mélangée d'anciennes légendes qui avaient cours chez les marins d'Espagne depuis des générations. Et quoique ces légendes fussent trompeuses, l'idée de les vérifier semblait pleine de menaces.
Gomes Eanes de Zurara, Cronica da Guiné, vers 1453

On avançait et, au fur et à mesure, on dessinait ce qu'on voyait en suivant les côtes au plus près, on traçait des portulans. On mesurait aussi, ne serait-ce que pour estimer la progression vers le sud, d'abord vers l'équateur puis, une fois cette étape franchie, au-delà. Les navigateurs portugais ont perfectionné l'astrolabe — pour les quadrants et sextants il faudra attendre un ou deux siècles encore — et l'usage de cet instrument est diffusé, d'abord sans doute par la pratique puis par des ouvrages techniques dont le premier est l'Arte de navigar de Martin Cortès de Albacar en 1555.

Si mesurer la latitude était simple, nous l'avons dit, la mesure de la longitude, c'est-à-dire de la distance vers l'est ou l'ouest d'un méridien de référence, était bien plus complexe à réaliser. A priori pourtant, il s'agissait seulement de calculer la relation simple entre l'heure solaire locale et une heure de référence — l'angle horaire. Or ce calcul qui était un enjeu majeur pour l'exploration du monde, la conquête des océans et, par la suite, la formation des empires coloniaux au xviiie siècle, se révéla redoutablement complexe.
En 1583, le Français Jacques Devaux, pilote au Havre, propose aux navigateurs cet instrument, l'une des suggestions improbables destinées à résoudre mécaniquement la difficulté à faire le point astronomique au cours de la navigation.
La première méthode consistait à conserver ou transporter sur le navire l'heure du point de départ (le méridien d'origine) afin de la comparer avec l'heure où le soleil est au plus haut là où on se trouve, c'est-à-dire le midi local. La différence indiquait l'angle horaire et, puisque le soleil va balayer en 24 heures les 360° de longitude, la longitude du point où l'on se trouve.
Or pour cela, il aurait fallu pouvoir "conserver le temps" de manière régulière : on essaya les sabliers, les clepsydres, les horloges enfin comme le conseillait dès 1533 le cartographe et mathématicien Gemma Frisius. Mais avec l'agitation de la mer, le mouvement de la navigation, les effets des changements de climat, aucune horloge construite jusqu'au milieu du xviiie siècle n'évitait, dans le meilleur des cas, des retards lents mais réguliers. Aucun de ces instruments ne permettait de mesurer le temps avec précision. Or à l'équateur, une erreur d'un dixième de seconde représente un "écart" de 46 m. Et une erreur de quelques minutes de longitude suffit à faire perdre de vue un îlot dans le Pacifique. La solution dans ce premier cas était  d'obtenir une horloge ou un chronomètre fiables.

Il existait une seconde méthode, à base de tables éphémérides où étaient consignés le mouvement des astres — de la lune par exemple, ou des lunes de Jupiter dont les éclipses se produisent plusieurs fois par jour — ou des conjonctions astronomiques particulières, des éclipses, telles qu'elles seraient visibles au point de départ et dont le déplacement dans le ciel indiquerait la position du navire : observer une éclipse dont les différentes phases seraient repérées en heures du méridien de Paris, dans les recueils astronomiques, par exemple, mais pour résoudre une question quotidienne, il s'agit d'un phénomène trop peu fréquent. Il en est de même pour l'observation d'une occultation d’étoile.

Quelle que soit la méthode choisie, le problème était de pouvoir embarquer des instruments astronomiques puissants (donc plutôt conçus pour être utilisés dans un observatoire), stables (ce qui n'est pas évident à bord d'un vaisseau), puis de pouvoir les utiliser et de savoir calculer à partir des éphémérides. Mais les instruments qui étaient utilisés jusqu'au début du xviiie siècle, l’astrolabe nautique, le quadrant, le quartier de Davis, manquaient de précision dans les mesures. Or si cela n'intervenait guère dans le calcul de la latitude, cette imprécision rendait impossible la détermination de la longitude. En effet, avec la méthode des distances lunaires, une erreur de 1' sur la mesure de la distance angulaire entraînait une erreur pouvant atteindre 45' sur la longitude.

Alors, à défaut de pouvoir clairement tracer les cartes, les navigateurs multiplient les dessins, les vues d'approche des côtes et de l'entrée des ports, le tracé des montagnes qui dominent tel site, tout ce qui permettra d'avoir le plus de repères possibles hors des mesures cartographiques et pourra aider à identifier la position exacte d'un navire lorsque, au sortir d'une tempête, il se trouvera face à un rivage inconnu. Enfin, en plus des rivages et des fleuves, on dessine des habitants et de leurs pratiques : on ne sait jamais où on pourrait tomber.

C'est ce que feront les Portugais le long des côtes d'Afrique, comme ici à l'île de Mozambique ou, ci-dessous, au détroit d'Ormuz.
La flotte de Vasco de Gama atteignit l'île de Mozambique le 1er mars 1497. Sur ce routier, un manuscrit  qui décrit précisément rivages, refuges, points de ravitaillement et ports, on voit le vaste cercle de la baie de Mossuril avec les estuaires de deux fleuves côtiers, la pointe crochue de Semilha en haut à droite, inchangée aujourd'hui, les bancs de sable et les hauts fonds. En avant, l'île est protégée par deux îlots, Goa et Sena. S'ils arrivaient trop tard dans la saison pour bénéficier des vents du sud-ouest qui les mèneraient jusqu'en Inde, les marins portugais restaient jusqu'à huit mois de suite à Mozambique en hivernage, à attendre la mousson d'été. En attendant, les fièvres faisaient des ravages sur les équipages. D. Joào de Castro, Roteiro de Viagem de Lisboa a Goa, 1538.
A Oman, la flotte portugaise devant Mascate en 1555 : prendre le contrôle du détroit d'Ormuz était essentiel pour contrer le commerce arabe et assoir sa domination sur l'océan Indien.
Les Anglais feront de même le long des côtes du Pérou. Francis Drake a ainsi représenté jour après jour les côtes de l'Amérique du sud alors qu'il remontait vers le nord.
Vue des approches de la baie de Nombre de Deos au Panama, lieu d'embarquement de l'or et autres métaux précieux vers l'Espagne. Dessin à l'aquarelle figurant sur le dernier journal de bord de Francis Drake, mort de dysenterie non loin quelques jours plus tard, en 1596.
Les côtes nord américaines, quant à elles, avaient été dessinées plus tôt par le Français Jacques Le Moyne de Morgues qui accompagna l'expédition de Ribault et Laudonnière en 1562. Les gravures par lesquelles nous les connaissons ont été réalisées par Théodore de Bry en collaboration avec Le Moyne qui a dû recréer ses dessins de mémoire. Aucun repère géodésique ne figure sur ces représentations des côtes de Virginie, de carte.
Les premiers atlas favorisent ce type de représentations qui montrent la forme d'un rivage, l'approche d'un port en ajoutant les repères que sont la forme d'une ville et ses monuments — forteresses, châteaux, phares — ou celle du relief avoisinant.
Le célèbre atlas de Georg Braun et Frans Hogenberg (publié entre 1572 et 1618), Civitates Orbis Terrarum, offre des vues de nombreux ports et villes du monde, y compris hors d'Europe. Ici, Calicut, Ormuz, Canananore et La Mine.

Ainsi, mesurer les longitudes resta donc d'une difficulté majeure jusqu'au milieu du xviiie siècle et, par les limites que cette difficulté imposait au développement colonial, constitua un enjeu scientifique essentiel pour les États européens à vocation impériale. Le problème était de trouver un moyen de tracer des cartes exactes qui permettraient de retrouver plus tard les lieux découverts— et non d'arpenter sans fin les océans comme le fit James Cook sur ses deux premiers voyages à la recherche d'îles à la localisation toute hypothétique (sans parler du continent antarctique que la Royal Society lui demandait de trouver).
À suivre

Cet article doit beaucoup au livre du Contre-amiral François Bellay, Livre des terres inconnues. Journaux de bord des navigateurs. XVème-XIXème siècle, publié aux éditions du Chêne en 2000 et splendidement illustré.

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