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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 15 Jan 2019 17:52 
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Oliviert a écrit :
Léonard59 a écrit :
...
Excusez-moi, mais je trouve qu'il y a beaucoup de choses douteuses dans ce que vous énoncez. Je ne vais pas reprendre point par point. Mais, s'il vous plait, ce n'est pas parce que la question est posée par un élève qu'il faut faire un cours magistral. Indiquez juste les sources que vous trouvez pertinentes, ce sera beaucoup plus intéressant pour faire une recherche par soi-même.


J'ai déjà cité au moins 3 fois la source : Histoire Universelle de la Navigation, tome 1. Livre acheté parce qu'il a été conseillé sur le forum par je ne sais plus qui, et je déplore de ne pas savoir, car j'y ai appris beaucoup de choses. Je ne fais pas un cours magistral, j'essaye de résumer plusieurs chapitres


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 15 Jan 2019 23:26 
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Philippe de Commines
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Oliviert a écrit :
Effectivement, les sextants ont évolué au cours du temps. L'utilisation des miroirs est une grande amélioration, mais je ne sais pas de quand elle date.
Selon ce que je lis sur la toile, l'idée d'améliorer l'astrolabe par un système de miroirs est venue simultanément à deux personnes sans lien entre elles vers 1730. Les premiers instruments dont ont disposé les navigateurs étaient plutôt des octants, c'est à dire des appareils dont le limbe fait un arc de cercle de 45° soit un huitième de cercle. On a fabriqué ensuite des instruments avec un limbe de 60° (sextants) et aussi quelques uns avec un limbe de 90° (quartiers). Les 60° sont vite devenus la dimension standard. Du fait de l'abandon de l'astrolabe primitif dénué de miroirs et de la standardisation de la dimension de 60°, le mot sextant est devenu le terme qui désigne l'instrument de marine mesurant la hauteur des astres que nous connaissons aujourd'hui dont le principe est resté celui des modèles du dix-huitième siècle. Avec les instruments actuels on obtient une précision de l'ordre de la minute d'angle. L'astronome Lacaille estimait dans les années 1750 qu'elle ne descendait pas en dessous de quatre minutes. C'était un progrès considérable par rapport aux astrolabes. Lorsqu'on fait le point selon la méthode des droites de hauteur qui s'est imposée à la fin du dix-neuvième siècle, on considère qu'une erreur d'une minute sur la hauteur de l'astre introduit une erreur d'une minute d'arc, soit un mille nautique, sur la position calculée. On considère aussi qu'une erreur d'une seconde de temps introduit une erreur du même ordre.

Lesextant a écrit :
le sextant n'a donc pas véritablement révolutionné la navigation, c'est-à-dire que cette amélioration de précision n'a donc pas contribué à de nouveaux voyages/découvertes en soi ?
Oui et non. Il ne faut pas se limiter à des appréciations à l'emporte-pièce.

La révolution du point astronomique

Le sextant est indispensable pour faire un point astronomique suffisamment précis pour qu'il soit véritablement utile à la navigation. Mais le sextant ne suffit pas. Il faut aussi disposer d'une mesure précise du temps et c'est ce qui a été le problème le plus ardu à résoudre. Enfin, il ne faut pas oublier qu'en plus des instruments, sextant et horloge, il faut encore disposer d'éphémérides qui sont des bases de données sur les astres (soleil, étoiles, planètes, lune) établies et entretenues par les observatoires astronomiques, ce qui implique la mise en place de services publics ayant pour mission d'apporter aux marins les données astronomiques dont ils ont besoin. Tout cela ne s'est pas fait du jour au lendemain, il a fallu un bon siècle. En ce sens on peut dire que la mise au point du premier sextant en 1730 n'a pas révolutionné la navigation comme l'ampoule électrique a révolutionné l'éclairage.

Cependant, la pratique du point astronomique a considérablement accru la sûreté de la navigation et, en ce sens, c'est bien une révolution, une révolution progressive sur un siècle, mais une révoltion tout de même. Avant, on pouvait se perdre en mer. Depuis qu'on a la possibilité de faire le point en haute mer, on ne se perd quasiment plus. Auparavant, on était contraint de s'en remettre intégralement à l'estime. Depuis, on a la capacité de corriger l'estime en cours de route et cela a tout changé.

Le mot estime est un terme de vocabulaire maritime qui signifie : détermination de sa position sur la connaissance que l'on a de sa route et de sa vitesse. Il n'est en rien péjoratif. Naviguer à l'estime n'a aucunement le sens de navigation au petit bonheur la chance. Ce n'est pas parce qu'on navigue à l'estime qu'on ne sait pas où l'on va. Les sous-marins de la Force Stratégique naviguent à l'estime en plongée profonde parce qu'ils ne peuvent ni recevoir d'ondes radio ni observer le ciel, cela ne les empêche ni de savoir où ils sont ni de savoir où ils vont. Aussi précise que puisse être la connaissance de la vitesse et de la route, l'incertitude croît proportionnellement à la durée de la navigation : une incertitude de 1 kt sur la vitesse crée une incertitude qui croît de 1 mille par heure. Au cours de longues traversées, l'incertitude sur la position peut atteindre des dizaines de milles. Au dix-huitième siècle, l'incertitude sur la position des navires traversant l'Océan Indien pouvait dépasser la centaine de milles. Dans sa thèse sur la navigation traditionnelle des Polynésiens, Claude Teriierooiterai fait état d'une incertitude de l'ordre de 120 milles. Dans de telles conditions, naviguer en faisant de temps en temps, idéalement tous les jours, un point astronomique d'une précision d'une dizaine de milles présente un très vif intérêt.

Le problème à résoudre

La latitude est facile à déterminer. On peut relever la hauteur du soleil. Je corrige à ce propos une grosse bêtise que j'ai proférée dans mon message du 14 à 1h56 : j'avais oublié la déclinaison qu'il faut retrancher (en été) ou ajouter (en hiver). On peut aussi relever, dans l'hémisphère nord, la hauteur de l'étoile polaire. De telles mesures étaient possibles dès le quinzième siècle au moyen de l'astrolabe. Les Polynésiens n'utilisaient aucun instrument mais se repéraient en latitude au moyen des étoiles dont la course passait au zénith de tels ou tels lieux, ce qu'ils étaient capable d'apprécier au degré près. Dès l'apparition du sextant, la précision des mesures de hauteur devenait plus que satisfaisante. Ces mesures ne renseignaient toutefois que sur la latitude, ce qui est intéressant mais insuffisant.

Pour la longitude, c'est une autre affaire. La voute céleste se présente à un moment donné à un observateur exactement comme elle se présentait une heure auparavant à la même latitude quinze degrés plus à l'est ou qu'elle se présentera une heure plus tard la même latitude quinze degrés plus à l'ouest. La mesure d'une longitude est donc une mesure de temps. Or, pour mesurer le temps, il faut fabriquer des horloges qui puissent être embarquées sur un navire et y fonctionner avec une précision suffisante, de l'ordre de quelques secondes. Ce fut le problème majeur de la navigation astronomique.


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 15 Jan 2019 23:38 
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Barbetorte a écrit :
Le mot estime est un terme de vocabulaire maritime qui signifie : détermination de sa position sur la connaissance que l'on a de sa route et de sa vitesse. Il n'est en rien péjoratif. Naviguer à l'estime n'a aucunement le sens de navigation au petit bonheur la chance. Ce n'est pas parce qu'on navigue à l'estime qu'on ne sait pas où l'on va. Les sous-marins de la Force Stratégique naviguent à l'estime en plongée profonde parce qu'ils ne peuvent ni recevoir d'ondes radio ni observer le ciel, cela ne les empêche ni de savoir où ils sont ni de savoir où ils vont. Aussi précise que puisse être la connaissance de la vitesse et de la route, l'incertitude croît proportionnellement à la durée de la navigation : une incertitude de 1 kt sur la vitesse crée une incertitude qui croît de 1 mille par heure. Au cours de longues traversées, l'incertitude sur la position peut atteindre des dizaines de milles. Au dix-huitième siècle, l'incertitude sur la position des navires traversant l'Océan Indien pouvait dépasser la centaine de milles. Dans sa thèse sur la navigation traditionnelle des Polynésiens, Claude Teriierooiterai fait état d'une incertitude de l'ordre de 120 milles. Dans de telles conditions, naviguer en faisant de temps en temps, idéalement tous les jours, un point astronomique d'une précision d'une dizaine de milles présente un très vif intérêt.


Pris dans ce sens précis, le terme "naviguer à l'estime" est correct.

Comme je l'ai écrit, il y a 2 évolutions/révolutions qui se mettent en place presque en même temps. Mais qui ont lieu sur une certaine durée. Il y a d'un coté tout ce qui concerne les appareils de mesures, sextants, chronomètres, tout ce qui permet un point astronomique précis. Mais, il y a aussi celle des navires. Ils deviennent plus grands, plus résistants et plus rapides. Effectivement, l'erreur est proportionnelle à la vitesse. Un vaisseau qui fait quelques nœuds à l'heure peut se satisfaire d'un point relativement approximatif. Quand la vitesse augmente, l'erreur possible augmente. Il faut donc des outils plus précis. Sur un véol, on peut se passer de compteur et d'instrumentation, dans une voiture, leur présence est obligatoire


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 16 Jan 2019 0:17 
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Méthodes de détermination de la longitude.

Diverses méthodes de détermination de la longitude ont été adoptées. On peut les classer en deux catégories : celles qui ne requièrent que la connaissance de l'heure locale à laquelle l'observation s'est faite et celles qui requièrent de connaître l'heure de cette observation sur le méridien de référence. Pour les premières il n'est besoin que d'utiliser une horloge fonctionnant de façon satisfaisante sur une durée qui n'excède pas 24 heures, pour les secondes, il faut posséder un garde-temps qui conserve le temps du méridien de préférence aussi longtemps que dure la navigation.

La méthode des distances lunaires entre dans la première catégorie et c'est la première qui a été employée. Dans son principe, elle consiste à mesurer la distance angulaire entre la lune et le soleil ou une étoile, à noter l'heure locale de la mesure et à rechercher à quelle heure les deux astres étaient, ou seront, à la même distance pour un observateur situé sur le méridien de référence. L'heure locale est, en principe, facile à connaître : midi est l'instant où le soleil culmine. La méthode des distances lunaires présente de gros inconvénients. Tout d'abord les mesures brutes nécessitent de nombreuses corrections et l'erreur de mesure se répercute sur le résultat avec un facteur 30, ensuite les calculs à faire sont laborieux. Lacaille estimait qu'il était illusoire d'attendre une incertitude sur la position inférieure à 180' d'arc de méridien, piètre résultat pour au moins trois heures de travail accompli par une personne rompue à cet exercice. Lacaille était probablement pessimiste parce que cette méthode a été employée jusqu'à la fin du dix-neuvième siècle, principalement pour contrôler les horloges, ce qui peut sembler paradoxal, et met en évidence le peu de confiance qu'on accordait à celles-ci.

La méthode des droites de hauteur, formulée en 1837 et appliquée dans la marine nationale française à partir de 1875 appartient à la deuxième catégorie. Au siècle dernier, elle donnait un résultat avec une incertitude inférieure à cinq milles. Sans calculatrice, en utilisant les tables de calcul spécialement conçues pour cet usage, un point astronomique prenait une bonne demi-heure.

Les soucis créés par les horloges ont disparu dès que des tops horaires ont été diffusés par radio, à savoir dès les toutes premières années du siècle dernier.


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 16 Jan 2019 17:37 
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Léonard59 a écrit :
Effectivement, l'erreur est proportionnelle à la vitesse. Un vaisseau qui fait quelques nœuds à l'heure peut se satisfaire d'un point relativement approximatif. Quand la vitesse augmente, l'erreur possible augmente. Il faut donc des outils plus précis. Sur un véol, on peut se passer de compteur et d'instrumentation, dans une voiture, leur présence est obligatoire
Je partage l'avis d'Oliviert. Vous dites beaucoup de choses très contestables et, de plus, souvent hors sujet.

Le sujet tel qu'il a été introduit porte sur le sextant et, plus largement, sur la navigation astronomique. Les savoirs anciens qu'on aurait oubliés sortent de ce sujet et l'évolution de l'architecture navale encore plus.

Tout d'abord, un petit mot sur les instruments des véhicules terrestres puisqu'il en est fait mention. C'est une question plus philosophique que technique. Roland Barthes a dû dire quelque chose là-dessus. Le compteur de vitesse à bord des voitures est devenu techniquement nécessaire pour respecter les limitations de vitesse, certes. Mais le besoin qu'en ressent le conducteur est d'abord psychologique. Même en l'absence de limitations réglementaires de la vitesse, un conducteur ne conçoit pas que sa voiture puisse être démunie d'un compteur. Ce n'est pourtant pas ce dernier qui indique si la vitesse du véhicule devient dangereuse, c'est un ensemble d'informations non quantifiées telles que l'état de la route, l'encombrement de la chaussée, le temps qu'il fait, le comportement du véhicule, auxquelles le conducteur doit rester attentif et non la vitesse indiquée par le compteur. Ce n'est pas le compteur qu'il faut regarder, c'est la route. En fait, l'instrument objectivement utile est le totalisateur kilométrique qui indique la distance parcourue, et donc celle restant à parcourir, ce n'est pas le compteur de vitesse. On veut savoir à quelle vitesse on va et, si l'on n'a pas cette information, qui objectivement ne sert à rien, on ressent une frustration. Mais sur une bicyclette, on n'en ressent pas. C'est que le rapport à l'objet est différent selon qu'il s'agit d'une voiture ou d'une bicyclette. C'est a contrario ce qui a fait le succès de la 2CV Citroën, sorte de dérivée à quatre roues de la bicyclette. Les techniciens chargés de la conception avaient reçu cette consigne : "Faites une voiture qu'on ne craigne pas d'abîmer".

L'erreur est proportionnelle à la vitesse. Quelle erreur ? L'erreur sur la vitesse ? Sur la position ? Erreur absolue ou relative ? Cette phrase est vide de sens.

Ce qui nous intéresse est l'erreur sur la position d'un navire. Au cours d'une traversée, elle croît de jour en jour. Un navire de la Compagnie des Indes capable d'estimer son déplacement journalier à 5 milles près accumulait une incertitude sur sa position de 50 milles au bout de dix jours et, si le voyage durait longtemps, il pouvait finir par être complètement perdu. S'il pouvait faire un point astronomique tous les jours, même peu précis, l'incertitude sur sa position cessait de croître indéfiniment et il ne se perdait plus.

Ensuite, plus un navire est rapide, moins il est affecté par les dérives dues aux vents et aux courants qu'il n'est par ailleurs pas toujours facile de connaître précisément. Cela se comprend bien par l'exemple suivant, une traversée du détroit de Gibraltar. Il y a un fort courant d'ouest en est. Supposons que sa vitesse moyenne soit de 2 kt. Un ferry veut se rendre d'Espagne au Maroc, sa vitesse est de 15 kt, la durée de la traversée est de 2 heures. S'il néglige de tenir compte du courant, son point d'arrivée sera à 4 milles à l'est de la destination visée. C'est fâcheux sans être grave. Supposons maintenant une petite embarcation à rames qu'on peut espérer faire avancer à 2 kt en souquant ferme. Elle n'arrivera jamais au Maroc et se perdra au milieu de la Méditerranée.

Comparons maintenant un porte-conteneurs d'aujourd'hui avec un vaisseau de la Compagnie des Indes.
Il est beaucoup plus rapide.
Sa vitesse transversale due au vent est moindre.
S'il en a envie, il peut mesurer précisément la vitesse du vent avec un anémomètre beaucoup plus précis que ce dont on disposait sur les vaisseaux du dix-huitième siècle et en déduire sa dérive beaucoup plus précisément.
Grâce aux Instructions Nautiques, il a de meilleures informations sur les courants.
Il dispose d'un loch lui indiquant sa vitesse avec une marge d'erreur inférieure à 5% contre au moins 10% (je suis optimiste) pour le vaisseau de la Compagnie des Indes.

Somme toute, le vaisseau de la Compagnie des Indes avait grand un besoin de faire régulièrement le point mais ce besoin n'était satisfait que très imparfaitement en raison des technologies disponibles. A l'inverse, le porte-conteneurs d'aujourd'hui pourrait le plus souvent sans grand inconvénient se contenter de naviguer à l'estime mais il dispose d'un système GPS qui fait le point en permanence à 10 mètres près. Y'a pas de justice.


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 16 Jan 2019 18:52 
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Barbetorte a écrit :
Je partage l'avis d'Oliviert. Vous dites beaucoup de choses très contestables et, de plus, souvent hors sujet.

Le sujet tel qu'il a été introduit porte sur le sextant et, plus largement, sur la navigation astronomique. Les savoirs anciens qu'on aurait oubliés sortent de ce sujet et l'évolution de l'architecture navale encore plus.


Les Anciens qui font autre chose que du cabotage sont les inventeurs de la navigation astronomique. C'est eux qui définissent les méthodes et qui inventent les outils qu'ils ont besoin. D'innovation en innovation, on en arrive au sextant. Le sextant n'est pas sorti de nulle part, il est né des besoins des navigateurs en instruments plus précis. Ils avaient besoin d'instruments plus précis parce que leurs navires allaient plus vite, plus loin. Si cela n'avait pas été le cas, ils n'auraient pas besoins d'instruments plus précis et le sextant n'aurait pas été inventé. D'accord, l'histoire de la navigation et de l'humanité aurait été bien différente. Vous pensez que je suis hors sujet ? Quelque part ce serait parce que vous ne comprenez pas d'où est née la navigation astronomique. Elle n'est pas née avec l'invention du sextant, elle est née le jour où un navigateur a commencé à se servir des étoiles pour se diriger. Et à l'époque, il n'avait rien d'autre que ses mains, son nez et sa vue pour mesurer les hauteurs des étoiles. Ceux qui ont lu le livre que je cite, comprendront l'allusion au nez ... Les autres, quand on aura finit de me prendre pour un con peut-être que j'expliquerais


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 16 Jan 2019 22:42 
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Le sextant est un très bon outil pour faire le point en haute mer. La navigation "astronomique" passe par la connaissance exacte de la position d'un objet astronomique à une heure précise. D'après cela, soit par calcul, soit en consultant des abaques on en détermine la position du navire sur la Terre.

Les premiers a faire de la navigation astronomique sont ... Là on a quelques problèmes, on pense que vu les exploit des premiers océaniens lorsqu'ils se lancent à l'assaut du Pacifique, ils utilisent la navigation astronomique. Ce serait donc environ à l'an 300, voire 500 de notre ère. Il se pourrait aussi que ce soit les navigateurs arabes de l'Océan Indien. Là, on serait plutôt aux alentours de l'an 800 ou 900. Peut-être 1100. Bref, bien avant que l'on commence à construire le premier sextant.

Au départ, ces navigateurs utilisaient des systèmes de mesures en se servant du corps. Par exemple, on visait telle étoile en tendant le bras devant soit et en regardant si on devait tendre 2 doigts ou 3 doigts pour occulter l'étoile. La méthode est explicitée dans le tome 1 de l'Histoire Universelle de la navigation. Ensuite, ils vont inventer des outils pour permettre une meilleure reproductibilité de la mesure. Il ne faut pas oublier que cette mesure se fait sur le pont d'un navire qui bouge en fonction de la houle ... Ces outils sont plus ou moins simples, plus ou moins facile à utiliser. Et ils ont permit à leurs utilisateurs d'aller en ligne droite de l'Arabie à l'Inde. Ce qui n'est pas rien. L’ancêtre du sextant est le quadrant nautique, dont la première mention remonte au XIème siècle par un moine bénédictin du lac de Constance.

Un outil précède rarement le besoin qu'il comble, en fait, c'est même plutôt l'inverse. On a un besoin : faire le point en haute mer. Pour cela, on se sert de la position des astres. C'est la navigation astronomique. Puis, on invente divers outils pour réaliser les mesures qui permettent de faire le point avec plus ou moins de précisions. Ces outils seront le kamal, le bilisti (instrument arabe qui sera récupéré par les occidentaux qui vont le nommer "arbalète". L'astrolabe nautique, le quadrant nautique, le nocturlabe sont des outils plus modernes qui conduisent au quadrant nautique, à l'octant, puis qu sextant.


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 17 Jan 2019 0:47 
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Le sujet pour lequel notre ami nous a sollicité est le sextant et il nous précise que les thèmes imposés sont : mathématiques et histoire/géographie, et qu'il a choisi comme sujet : "Le sextant", instrument qui a révolutionné l'art de la navigation et qui comporte également de nombreux aspects mathématiques. Il précise encore : Nous nous intéressons à l'utilisation de l'instrument uniquement durant les Temps Modernes.

Ce sujet doit être abordé avec méthode. Que nous demande notre ami ? Il est clair que l'attention doit se porter sur le dix-huitième siècle en débordant peut-être sur le dix-neuvième si nécessaire.

Il y a une présupposée dans l'énoncé du sujet : une révolution dans l'art de la navigation. Cette présupposée est-elle exacte ? Indéniablement oui, mais en observant tout de même que la révolution est loin d'avoir été instantanée. Après réflexion, je dirais qu'il s'agit plus d'une révolution dans les esprits que dans les techniques : le début du dix-huitième siècle est marqué par une explosion d'activités visant à résoudre le problème de la longitude qui a mobilisé de nombreux mathématiciens, officiers de marine et administrateurs civils et militaires sous l'autorité ou la coordination d'autorités étatiques et d'organismes scientifiques telles les académies des sciences. Car il ne suffisait pas de fournir des horloges et des sextants aux équipages des navires, il fallait encore organiser la formation des officiers à la navigation astronomique, et diffuser éphémérides et tables de calculs sans lesquelles sextants et horloges n'auraient servi à rien. C'est important à souligner.

Pourquoi avoir choisi le sextant comme sujet de l'étude ? Me semble-t-il parce que c'est un objet emblématique. En effet, lorsqu'on évoque la navigation astronomique, l'image qui vient spontanément à l'esprit est plus celle d'un marin visant une étoile avec un sextant qu'une horloge d'apparence très banale. Mais dès qu'on s'intéresse à l'histoire du sextant, on se rend compte qu'il faut aussi s'intéresser aux horloges, aux méthodes de calcul et aux aspects d'ordre administratif du problème de la navigation astronomique.

Aussi, sans oublier qu'on s'est fixé le sextant comme objet d'étude, il faudra aborder ces différents sujets sans toutefois s'y attarder plus que nécessaire.

Mais il est inutile de noyer le poisson en traitant de l'histoire de la navigation depuis les temps les plus anciens et des banalités telles que : De tous temps l'homme a observé les étoiles n'apporte rien. Comme disait mon professeur de philosophie, un devoir qui commence par De tous temps commence très mal. Tout au plus peut-on succinctement remarquer qu'avec des moyens rudimentaires certaines civilisations ont su accomplir des performances étonnantes. Mais à condition de ne pas se perdre dans des détails et, si l'on se risque à donner des détails, de vérifier qu'ils sont exacts. Or, ce que je vous reproche surtout est de tomber dans des banalités qui n'apportent rien et d'affirmer des choses complètement fausses. La liste est longue.

cette idée selon laquelle on a longtemps navigué "à l'estime" n'est pas tout à fait juste. Si, c'est parfaitement exact. Nous en avons déjà parlé.

au XIXème siècle , époque où les navigateurs occidentaux ne sont plus en capacité de comprendre comment naviguaient leurs Anciens. C'était en réponse à l'information que je donnais qu'au milieu du dix-neuvième siècle on naviguait encore beaucoup à l'estime. Vous expliquez que si l'on continue à faire comme avant au lieu d'employer les techniques modernes, c'est parce qu'on a oublié le savoir les Anciens. C'est absurde. Si l'on n'emploie pas les techniques modernes, ce serait plutôt parce qu'on continue à employer les techniques des Anciens.

N'oublions pas qu'ils étaient capables de faire des traversées d'îles en îles de plus de 1000 km en réussissant à atterrir sur des "ilots" de quelques centaines de mètres de circonférence Faux. Ils ne visaient pas l'île, mais le groupe d'îles. Pour reprendre l'image de Jean-Claude Teriierooiterai (j'ai donné le lien), ils ne cherchaient pas l'aiguille dans la botte de foin, ils cherchaient la boîte à couture dans la botte de foin et ensuite l'aiguille dans la boîte.

Mais, cela c'était surtout lorsqu'un épisode nuageux avait empêché de faire le point lors du voyage. Faux. Ils ne faisaient pas le point. Ils suivaient un cap indiqué par les étoiles, c'est tout autre chose.

Un vaisseau qui fait quelques nœuds à l'heure peut se satisfaire d'un point relativement approximatif. Quand la vitesse augmente, l'erreur possible augmente. Il faut donc des outils plus précis. Faux. C'est le contraire.

Quelque part ce serait parce que vous ne comprenez pas d'où est née la navigation astronomique. Elle n'est pas née avec l'invention du sextant, elle est née le jour où un navigateur a commencé à se servir des étoiles pour se diriger. Et à l'époque, il n'avait rien d'autre que ses mains, son nez et sa vue pour mesurer les hauteurs des étoiles.

C'est typiquement le genre de grandes généralités dont il faut se garder. Il n'y a pas eu un jour où un navigateur a commencé à se servir des étoiles pour se diriger. En différents points du globe des hommes sans lien entre eux ont eu l'idée de se servir des étoiles et ils ont mis au point diverses techniques qui peuvent être très différentes les unes des autres. Ils ne se sont pas tous servi des mains et du nez et ils n'ont pas tous cherché à mesurer la hauteur des étoiles. Nainoa Thomson, maître-navigateur de la Polynesian Voyaging Society a effectivement mis au point une mesure de la hauteur de la Croix du sud en se servant de sa main, mais Mau Pialug, autre maître-navigateur de cette même société, n’utilise pas cette méthode qu’il juge comme un divertissement de Blancs.

La navigation "astronomique" passe par la connaissance exacte de la position d'un objet astronomique à une heure précise.

C'est vrai pour ce qui concerne le point astronomique à l'époque moderne. C'est faux en ce qui concerne les techniques antiques. L'approche du problème de la navigation sur de grandes distances des Polynésiens, par exemple, et celle des scientifiques de l'époque moderne est tout à fait différente. Vous faites de la première une évolution de la seconde et c'est complètement faux même si, dans les deux méthodes, il peut y avoir des points communs comme la prise en compte de la hauteur d'un astre. Il y a une différence radicale entre les deux méthodes parce que les idées directrices à partir desquelles les Européens et les Polynésiens ont élaboré leurs méthodes de navigation sont radicalement différentes. Les Européens résolvent un problème de géométrie et déterminent la latitude et la longitude d'un point sur la sphère terrestre. Les Polynésiens repèrent les étoiles qui dessinent la route qu'ils doivent suivre. C'est tout différent et, en ne le discernant pas, vous faites des amalgames qui embrouillent l'esprit. Quand on doit faire un exposé sur les ponts suspendus, il parfaitement inutile de commencer par une banalité comme : De tous temps les hommes ont construit des ponts et d'enchaîner sur le Pont du Gard parce qu'en fait il n'y a rien de commun entre la technique du pont suspendu et celle du pont romain. Les ponts romains sont des ouvrages lourds dont la robustesse est apportée par le poids des pierres qui les constituent tandis que les ponts suspendus sont des ouvrages légers dont la robustesse repose sur la résistance à la traction des câbles et la flexibilité de l'ensemble. Il n'y a absolument aucune continuité entre les deux techniques et il n'y a pas plus de continuité entre la navigation traditionnelle des Polynésiens et la droite de hauteur de Marcq-Saint-Hilaire qu'entre un pont romain et un pont suspendu.


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 17 Jan 2019 17:01 
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Pour comprendre "comment le sextant a révolutionné la navigation à cette époque", il faut comparer entre ce qui existait avant et ce qui existait après. Pour le reste ...


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 18 Jan 2019 0:32 
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Léonard59 a écrit :
Pour comprendre "comment le sextant a révolutionné la navigation à cette époque", il faut comparer entre ce qui existait avant et ce qui existait après.
C'est ce que j'ai fait dans mon message du 15 à 23h26.

Avant le sextant, il y avait l'astrolabe, peu pratique dès que le navire bougeait un peu et beaucoup moins précis que le sextant. On peut illustrer la comparaison entre ce qui existait avant et ce qui existait après en considérant l'échouage d'une flotte britannique sur les îles Scilly en 1707 qui a causé la perte de quatre bâtiments et la mort d'au moins 1 400 marins alors qu'elle entrait dans la Manche pour faire route vers Portsmouth. Après plusieurs jours de très gros temps, le 21 octobre, une éclaircie est mise à profit pour faire des observations astronomiques censées renseigner sur la latitude. Elles situent en moyenne la flotte à une latitude plus au nord de 48 milles que la latitude estimée, c'est à dire avec une erreur de 25 milles, mais elles sont divergentes. L'amiral consulte les pilotes. Tous, sauf un seul qui la place à trois heures de route des îles Scilly (bien vu), estiment que la flotte se trouve à l'ouest de l'île d'Ouessant, soit plus au sud de 35 milles que le résultat moyen des observations. L'amiral se range à l'avis de la majorité, faisant ainsi une erreur en latitude de 60 milles. Les faits montrent que l'amiral a eu tort de ne pas adopter la latitude résultant des observations mais ils révèlent aussi que les mesures à l'astrolabe étaient peu fiables et c'est la raison pour laquelle l'amiral les a écartées, préférant se ranger à l'avis des pilotes. Exécutées avec un sextant, les diverses observations auraient été beaucoup plus convergentes, elles auraient donné une latitude exacte à 5 milles près et l'amiral ne les auraient pas écartées. L'accident aurait été évité.

En remontant plus loin dans le temps, on arrive à une époque où l'on naviguait sans compas. L'observation des astres pouvait alors être un des moyens employés pour garder le cap. L'apparition du compas été la première révolution. Les astres ont cessé d'indiquer la route mais restaient utiles pour indiquer la latitude ou l'heure locale quoique de façon peu précise. L'apparition du sextant et du garde-temps embarqué a été la seconde révolution : grâce à eux il a enfin été possible de faire le point.

Vouloir faire le point en observant les étoiles est une idée qui est apparue lorsque de véritables instruments de mesure ont été disponibles et qu'on a commencé à considérer le problème de la navigation comme un problème de géométrie. Pour ce qui concerne les navigateurs européens, je daterais cela de la fin du quatorzième siècle. Les Polynésiens dont nous avons déjà parlé n'avaient pas du tout cette approche. Ils utilisaient les astres uniquement pour se diriger. Ceux-ci leur servaient de compas.


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 18 Jan 2019 1:43 
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Philippe de Commines
Philippe de Commines

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Léonard59 me fait savoir par MP qu'il n'est pas d'accord lorsque je dis qu'une navigation précise est plus nécessaire à un navire lent qu'à un navire rapide. Cette question étant d'intérêt public, j'y réponds publiquement.

Toutes choses égales par ailleurs, l'écart entre la position estimée et la position vraie par unité de temps est constante. Au bout du même temps de navigation, le navire lent ne se sera pas plus écarté de sa route que le navire rapide. Mais ce n'est pas ce qui importe. Ce qui importe est l'erreur en fin de parcours. Après une même distance parcourue, le navire le plus rapide, qui sera arrivé avant le plus lent, aura moins dévié et c'est ce qui compte. C'est ce que j'ai voulu illustrer par l'exemple extrême de la traversée du détroit de Gibraltar. Le ferry qui fait route à 15 kt sans tenir compte du courant aura dévié et devra corriger en fin de parcours pour parvenir à destination, mais il arrivera. L'embarcation qui ne fait que 2 kt, elle, n'arrivera jamais.


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 18 Jan 2019 14:26 
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Sur les traversées longues, et la navigation astronomique n'est nécessaire que pour les traversées longues, votre raisonnement est faux. Il est faut parce que les diverses méthodes de navigation astronomique permettent de faire régulièrement le point et de corriger la position. Donc, comme entre 2 points, un navire lent aura moins fait d'écarts, il se tiendra plus sur la bonne droite alors qu'un navire rapide devra faire des corrections plus conséquences pour se ramener sur le bon chemin.

Du coup, et c'est ce que vous ne parvenez pas à comprendre, plus on a des instruments précis, moins il y aura d'erreur relative et plus on restera sur le bon chemin. Or, le but d'aller plus vite est justement de gagner du temps, pas de passer du temps régulièrement pour revenir sur le bon chemin.

Pour parer ces erreurs relatives, on a très vite deviné une méthode efficace : multiplier les mesures et en faire la moyenne. Seul problème, cela impose de rester plus longtemps en panne pour avoir un point de référence fixe. Donc, on perd du temps. Mais, on peut aussi multiplier les gens qui font des mesures ... Mais cela suppose que sur le navire il y ait plusieurs personnes ayant ces capacités. Sur un esquif qui a 5 à 10 marins, il y a souvent une, voire deux personnes ayant les connaissances nécessaires à faire le point. Sur un navire de ligne, un certain nombre d'officiers ont suivi des cours sur la navigation, on peut donc réaliser plusieurs points en même temps et faire des statistiques en éliminant les 2 mesures extrêmes et en faisant la moyenne des autres


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 19 Jan 2019 23:08 
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Philippe de Commines
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Inscription : 27 Déc 2013 0:09
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Citer :
Du coup, et c'est ce que vous ne parvenez pas à comprendre, plus on a des instruments précis, moins il y aura d'erreur relative et plus on restera sur le bon chemin
Il est évident que plus les instruments dont on dispose sont précis, moins on s'écarte de sa route et je n'ai bien sûr jamais prétendu le contraire. Je m'étonne que vous me prêtiez de tels propos, surtout après que j'ai rappelé l'accident de la flotte britannique en 1707 en précisant qu'il est survenu justement faute d'instruments de navigation précis.

Cette discussion sur les qualités respectives des différentes classes de navires est partie de votre remarque : Ils avaient besoin d'instruments plus précis parce que leurs navires allaient plus vite, plus loin.

Je suis en désaccord. Il n'y a pas de lien de cause à effet entre les progrès en architecture navale et les progrès dans les techniques de navigation mais simultanéité. L'impulsion donnée aux deux provient d'une volonté d'expansion : établir et intensifier des relations commerciales lointaines, découvrir le monde, conquérir des territoires. Le mouvement a été initié par Henri le Navigateur et s'est poursuivi. Les Chinois ont eu brièvement des velléités similaires mais celles-ci sont demeurées sans suite, non pour des raisons techniques, mais pour des raisons politiques. Techniquement, il n'est pas vrai que l'apparition de navires plus gros et plus rapides ait créé un besoin d'amélioration des techniques de navigation. Je ne dirais pas que le capitaine Cook n'avait pas besoin de navigation astronomique, bien au contraire, mais que Christophe Colomb en aurait eu encore plus besoin et qu'il a dû s'en passer. Il s'en est bien sorti, contrairement à l'amiral Showell qui n'a pas eu la même chance. Si l'on observe l'évolution des besoins en moyens de navigation depuis la Caravelle de Christophe Colomb jusqu'au porte-conteneur des années 1980, on relève que le besoin de recourir à la navigation astronomique est devenu de moins en moins impérieux au fil du temps, sans devenir totalement inutile bien entendu. La raison en est que la navigation à l'estime a progressé en même temps que la navigation astronomique. Il ne faudrait surtout pas s'imaginer que la navigation astronomique a remplacé la navigation à l'estime. Le point astronomique ne se fait que ponctuellement. Il ne sert qu'à recaler l'estime qui est toujours entretenue en permanence. Une position exacte n'est connue en permanence que depuis l'exploitation du GPS, ce qui est tout récent.

Les instruments utilisés pour l'estime au temps du capitaine Cook étaient le compas magnétique et le loch. Les compas présentaient alors deux gros défauts. Le premier était qu'il indiquait le nord magnétique et non le nord géographique. Or la différence entre les deux, la déviation magnétique, varie selon le lieu et, sur un même lieu, varie dans le temps. La connaissance en tous lieux de la déviation et de sa variation passe par des missions scientifiques qui n'ont pas été menées en un jour. Le second était qu'il était perturbé par les masses métalliques présentes à bord. La précision du compas du capitaine Cook était donc mauvaise. Par la suite la déviation a été mieux connue et les compas ont été correctement compensés. Enfin, il a été remplacé par le compas gyroscopique qui indique le nord géographique avec précision. Le loch primitif consistait en une ligne marquée de nœuds soutenue par des flotteurs de bois. Pour connaître la vitesse du navire sur l'eau, on lançait l'extrémité de la ligne et l'on comptait le nombre de nœuds qui défilaient pendant un temps donné déterminé au moyen d'un sablier. C'était peu précis et, surtout, on ne mesurait pas la vitesse en permanence. Ensuite sont venus le loch à hélice, généralement rangé dans une boîte, qu'on sortait lorsqu'on en avait besoin mais qu'on pouvait laisser longtemps en place, puis le loch à tube pitot fixé à demeure sous la coque et enfin le loch électro-magnétique. Cerise sur le gâteau, sur les bâtiments récents, un calculateur d'estime intègre en permanence les données fournies par le compas et le loch plus les paramètres de courant et de dérive saisis manuellement. Il faut encore compter avec la documentation nautique qui renseigne sur les courants, ce dont ne disposait pas, ou de façon très lacunaire, le capitaine Cook. Avec tout cela, l'estime entretenue sur les bâtiments actuels est très précise, d'autant plus que leur vitesse élevée minimise les effets des courants. Dans de telles conditions, sur une même distance parcourue, l'estime entretenue est devenue très sûre au point que le recours aux astres est devenu bien moins nécessaire qu'au cours des deux siècles précédents. C'est devenu plus une précaution qu'un impératif.

Citer :
Donc, comme entre 2 points, un navire lent aura moins fait d'écarts.
C'est faux. L'estime du plus rapide est plus précise que celle du plus lent. Il se peut qu'en raison de sa vitesse le plus rapide doive faire des points à intervalles de temps plus rapprochés mais, en fin compte, le nombre de points qu'il aura dû faire au cours de son voyage sera au plus égal à celui du plus lent.

L'estime est entachée de quatre erreurs :
- la dérive due aux courants,
- la dérive due au vent,
- l'erreur sur le cap,
- l'erreur sur la vitesse par rapport à l'eau.

L'effet du courant dure le temps du parcours dans la zone où se manifeste le courant. Ce temps est d'autant plus court que le navire est plus rapide. Un courant affecte donc moins un navire rapide qu'un navire lent. Considérons deux navires identiques partant du même point pour la même destination distante de 100 milles. La vitesse, sur l'eau, du premier est de 10 kt, celle du second de 5 kt. Leur cap est la direction AB. Il y a un courant d'une vitesse de 1 kt.
Si le courant est dans le sens de la route, il provoquera une erreur de vitesse de 10% sur le plus rapide et de 20% sur le plus lent.
S'il est perpendiculaire, le navire le plus rapide sera dévié de 6° et le plus lent de 11°.

Les effets des trois autres erreurs ne dépendent pas de la vitesse du navire. Mais, si nous comparons des générations de navire successives, par exemple, caravelle, frégate du dix-septième siècle, clipper du dix-neuvième, nous constatons qu'une génération nouvelle a de meilleures qualités nautiques que la précédente. Elle garde mieux le cap, elle est plus rapide et tient mieux le près. Le navigateur fera donc moins d'erreur dans l'appréciation de la dérive et la tenue du cap, d'autant plus que les instruments, compas et loch ont été améliorés.

Citer :
Pour parer ces erreurs relatives, on a très vite deviné une méthode efficace : multiplier les mesures et en faire la moyenne. Seul problème, cela impose de rester plus longtemps en panne pour avoir un point de référence fixe. Donc, on perd du temps. Mais, on peut aussi multiplier les gens qui font des mesures ... Mais cela suppose que sur le navire il y ait plusieurs personnes ayant ces capacités. Sur un esquif qui a 5 à 10 marins, il y a souvent une, voire deux personnes ayant les connaissances nécessaires à faire le point. Sur un navire de ligne, un certain nombre d'officiers ont suivi des cours sur la navigation, on peut donc réaliser plusieurs points en même temps et faire des statistiques en éliminant les 2 mesures extrêmes et en faisant la moyenne des autres
Multiplier les mesures, c'est ce qu'a fait l'amiral Showell avant de décider de ne pas en tenir compte. Car si les résultats sont nombreux et éparpillés, ce ne sont que des données aléatoires et donc inexploitables. En un tel cas, ce n'est pas la moyenne qu'il faut prendre en compte, c'est la mesure de l'opérateur le plus expérimenté. A cette époque (1707), on n'utilisait pas encore l'octant mais l'arbalète. Le maniement de cette dernière était malaisé dès que la plate-forme bougeait un peu et il pouvait être nécessaire de procéder à plusieurs visées. Mais dès que l'arbalète à été remplacée par le sextant, dans la deuxième moitié du dix-huitième siècle, tout a changé. Le sextant est d'emploi très aisé et, avec un peu d'habitude, on parvient très bien à maintenir l'image de l'astre dans la lunette et la descendre sur l'horizon. Inutile de multiplier démesurément les mesures. Le même opérateur en fait posément trois, cinq au maximum, sur des astres différents, c'est bien suffisant. Lorsqu'on applique la méthode des droites de hauteur de Marcq-Saint Hilaire, on trace des droites, normalement trois, qui doivent converger. Si le ciel est clair et l'horizon bien visible, elles dessinent un tout petit triangle d'incertitude, voire convergent effectivement en un point.

La multiplication des mesures ne portait pas sur les hauteurs lues au sextant mais sur les horloges parce que le gros problème n'était pas les mesures astrales mais la garde du temps. Beaucoup de navires embarquaient trois horloges. Le temps exact était donné par les deux horloges concordantes, on ne faisait pas la moyenne des trois. Sur certains navires il a pu y avoir jusqu'à huit horloges.

Se mettre en panne pour faire le point ? A quelle époque cela a-t-il été fait ? C'était peut-être parfois nécessaire lorsqu'on employait l'arbalète, mais on devait éviter autant que possible de le faire : mettre en panne un voilier est une opération compliquée qui prend du temps et mobilise l'équipage. Avec un sextant, c'est inutile. On ne met pas en panne pour faire un point au sextant.


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 20 Jan 2019 0:20 
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Barbetorte a écrit :
Citer :
Pour parer ces erreurs relatives, on a très vite deviné une méthode efficace : multiplier les mesures et en faire la moyenne. Seul problème, cela impose de rester plus longtemps en panne pour avoir un point de référence fixe. Donc, on perd du temps. Mais, on peut aussi multiplier les gens qui font des mesures ... Mais cela suppose que sur le navire il y ait plusieurs personnes ayant ces capacités. Sur un esquif qui a 5 à 10 marins, il y a souvent une, voire deux personnes ayant les connaissances nécessaires à faire le point. Sur un navire de ligne, un certain nombre d'officiers ont suivi des cours sur la navigation, on peut donc réaliser plusieurs points en même temps et faire des statistiques en éliminant les 2 mesures extrêmes et en faisant la moyenne des autres
Multiplier les mesures, c'est ce qu'a fait l'amiral Showell avant de décider de ne pas en tenir compte. Car si les résultats sont nombreux et éparpillés, ce ne sont que des données aléatoires et donc inexploitables. En un tel cas, ce n'est pas la moyenne qu'il faut prendre en compte, c'est la mesure de l'opérateur le plus expérimenté. A cette époque (1707), on n'utilisait pas encore l'octant mais l'arbalète. Le maniement de cette dernière était malaisé dès que la plate-forme bougeait un peu et il pouvait être nécessaire de procéder à plusieurs visées. Mais dès que l'arbalète à été remplacée par le sextant, dans la deuxième moitié du dix-huitième siècle, tout a changé. Le sextant est d'emploi très aisé et, avec un peu d'habitude, on parvient très bien à maintenir l'image de l'astre dans la lunette et la descendre sur l'horizon. Inutile de multiplier démesurément les mesures. Le même opérateur en fait posément trois, cinq au maximum, sur des astres différents, c'est bien suffisant. Lorsqu'on applique la méthode des droites de hauteur de Marcq-Saint Hilaire, on trace des droites, normalement trois, qui doivent converger. Si le ciel est clair et l'horizon bien visible, elles dessinent un tout petit triangle d'incertitude, voire convergent effectivement en un point.


D'abord vous laissez entendre qu'il ne faut pas multiplier les mesures car c'est inutile. Puis, vous dites juste l'inverse. Et vous écrivez à peu près la même chose que j'ai écrit plus haut. Le sextant permet à un même opérateur de réaliser plusieurs mesures. L'arbalète d'un emploi plus malaisé, donc, il faut plus de temps et tout le monde n'est pas capable de faire une mesure correcte. Bref, vous dites la même chose que moi, mais en présentant cela comme si vous seul déteniez la vérité.

S'il est aussi important pour vous d'avoir raison : vous avez raison


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 Sujet du message : Re: Le sextant
Message Publié : 20 Jan 2019 1:08 
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Grégoire de Tours
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Les anciens étaient si habitués que le mouvement du bateau ne leur posait pas de problème. J'ai eu la chance de naviguer en 2016 avec Robin Knox-Johnston, et il s'est amusé à faire une droite de hauteur pour expliquer le fonctionnement du sextant; on n'a pas arrêté pas le bateau. Dans une course, cela coûterait beaucoup de temps. Son concurrent de toujours, Moitessier, naviguait au sextant. Il a beaucoup et magnifiquement écrit, et je ne me souviens pas qu'il se mettre à la cape pour faire le point. Je crois avoir lu qu'il lui arrivait en fin de journée de ne pas pouvoir mesurer car la hauteur des vagues cachait un soleil déjà assez bas. Au début des années 90, il disait qu'il n'achèterait un GPS que pour vérifier ses mesures au sextant. lol


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