Les cartographes : Essai en quatre parties

La cartographie : XVIe siècle
La cartographie : XVIIe siècle
La cartographie : XVIIIe siècle
La cartographie : L'établissement de cartes

La cartographie

XVIe siècle

Les cartes (des terres émergées) et les cartes marines (du littoral) sont des représentations à échelle réduite de la surface de la Terre. Pour cette raison, elles constituent les meilleurs documents pour prouver une découverte et elles procurent à d'autres les moyens de refaire l'exploration.

Les cartes sont constituées de trois éléments mesurables : l'emplacement, la direction et la distance. Certaines cartes comportent également des symboles et des élévations. Les symboles donnent plus de détails sur les emplacements tandis que l'élévation précise la distance altitudinale. La précision de ces éléments et leur position exacte les uns par rapport aux autres sur les cartes distinguent les cartes exactes des mauvaises. L'exactitude est fonction de :

• la précision des instruments disponibles pour faire les observations,
• la connaissance de l'observateur de la forme et de la taille de la Terre ainsi que de ses rapports avec divers corps célestes,
• le nombre d'observations précises à la base de la carte,
• les progrès dans la nature des mathématiques utilisées pour faire les observations et les transposer sur les cartes,
• les compétences et la formation de l'observateur.

Au XVIe siècle, on consignait la position généralement en termes de latitude et de longitude. Il était facile de calculer la latitude (l'angle entre un lieu, le centre de la Terre et l'équateur) grâce à la relation invariable qui existe entre l'axe terrestre, le Soleil et les étoiles. Cela se faisait soit en mesurant la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon à midi et en corrigeant cette observation en fonction du jour de l'année (déclinaison solaire), soit en mesurant la hauteur de l'étoile polaire (Polaris) et en compensant légèrement en fonction de la différence qui existe entre la position de Polaris et le pôle terrestre, puisque les deux ne coïncident pas exactement. On pouvait se servir de deux instruments pour ce faire : l'astrolabe, principalement utilisé pour la prise de mesures sur la terre ferme, et l'arbalète (aussi appelée bâton astronomique), pour les observations en mer.

Astrolabe ayant servi à Samuel de Champlain pour établir la carte de ses explorations Droit d'auteur/Source

Les mesures de la latitude au XVIe siècle, comme celles qu'effectuait Jacques Cartier, avaient une exactitude variant d'un quart à un demi-degré (un degré de latitude égalant environ 111 kilomètres). Il était impossible de calculer exactement la longitude, c'est-à-dire l'angle entre un lieu, l'axe terrestre et un méridien origine (de nos jours, le méridien origine est la longitude de Greenwich en Angleterre), jusqu'à l'invention du chronomètre de bord (grosse montre de poche réglée au temps moyen de Greenwich) par John Harrison en 1773. Depuis les Grecs anciens, les géographes savaient que la meilleure façon de déterminer la longitude était de calculer la différence en temps solaire entre deux lieux. Étant donné que la Terre a une circonférence de 360° et qu'elle effectue une rotation sur son axe en vingt-quatre heures, une heure de temps équivaut à quinze degrés de longitude. Par conséquent, un degré équivaut à quatre minutes de temps et à environ 111 kilomètres à l'équateur. Étant donné que les montres n'étaient pas très répandues jusqu'à la fin du XVIIIe siècle, il fallait obtenir la longitude en estimant les distances est-ouest entre le lieu de départ et la destination. Sur la terre ferme, on estimait les distances en temps de déplacement -- par exemple, la distance qu'un homme moyen pouvait franchir à pied en une heure (une lieue ou environ cinq kilomètres). Les Français l'appelaient « lieue d'une heure de chemin ». Dans le même ordre d'idées, sur la mer, on convertissait la vitesse estimée d'un navire en distance. Cela s'appelait « la navigation à l'estime ». Un navigateur consignait très soigneusement des notes sur toutes ses vitesses, changements de cap, rencontres de courants, etc. dans un journal de bord. À la fin de la journée, il convertissait toutes ses observations en distances et les reportait sur sa carte marine en fonction de ses observations au compas.

Le compas du navigateur Droit d'auteur/Source

L'usage de la boussole marine ou compas de mer était généralisé au XVIe siècle. Le compas était divisé en trente-deux « pointes » ou « aires de vent » plutôt qu'en degrés. Chaque aire de vent était égale à 11°15'. Les compas n'étaient pas suffisamment exacts pour naviguer en degrés. Étant donné qu'un compas pointe vers le pôle magnétique et que les cartes sont fondées sur le pôle terrestre ou géographique (nord vrai), il fallait corriger les compas en fonction de cette différence (déclinaison magnétique). Au XVIe siècle, peu de marins savaient comment s'y prendre ou n'y attachaient aucune importance. Très peu aussi savaient que la déclinaison magnétique varie à la surface de la Terre et qu'elle change en fonction du temps (variation). Résultat de toute cette confusion, les relèvements au compas des cartes du XVIe siècle avaient tendance à ne pas être très exacts. La plupart étaient en fait des relèvements magnétiques, donnant à ces cartes une orientation bizarre aux yeux des lecteurs modernes.

La plupart des navigateurs du XVIe siècle préféraient minimiser les conjectures en naviguant « sur un parallèle » (ou « sur une latitude ») en raison du double problème de mesure de la direction et de la distance en haute mer. Un capitaine naviguerait en suivant la côte de l'Europe jusqu'à ce qu'il atteigne la latitude correspondant à sa destination. Il s'éloignerait ensuite de la côte européenne et se servirait de l'instrument en lequel il a confiance, son arbalète, pour demeurer sur cette latitude jusqu'à ce qu'il arrive de l'autre côté. À l'issue de ce voyage, il devrait alors estimer la distance parcourue le long d'un trajet relativement rectiligne. Cette distance deviendrait alors la distance entre l'Europe et sa destination sur la carte, selon la ligne de latitude qu'il a suivie en naviguant.

Grâce à une table calculée par des mathématiciens pour chaque ligne de latitude (les parallèles), le navigateur pouvait dorénavant tracer ses lignes de longitude (les méridiens). Plus souvent il empruntait un parcours, meilleures étaient ses observations. Une fois rendu à destination, il naviguerait à vue de la côte en effectuant des relèvements au compas de la ligne de côte et des caractéristiques marquantes, estimant les distances et, si le temps le permettait, calculant les latitudes des emplacements. Les baies, les embouchures de rivière, les collines, etc. étaient esquissées sur la carte à mesure que le navire passait devant. Ces levés de reconnaissance grossiers étaient à la base de la plupart des cartes du XVIe siècle. Une autre méthode de calcul de la distance naviguée était la règle « de prélever ou de tracer un degré de latitude ». C'était une forme primitive de « navigation plane » (utilisant des triangles rectangles) par laquelle un navigateur dessinait un trajet avec son compas. Lorsqu'il traversait un degré de latitude par observation avec son arbalète (le côté adjacent de son triangle), il pouvait lire la distance qu'il avait parcourue (l'hypoténuse de son triangle) et la distance longitudinale traversée (le côté opposé à l'angle de sa route) dans une série de tables calculées par des mathématiciens. L'invention de la trigonométrie a rendu ces tables superflues. Ce n'est qu'au début du XVIIe siècle, motivé par la recherche de ports et de lieux de colonisation, qu'on a produit des cartes plus exactes avec de meilleurs instruments.

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