Comment nous trouvons notre chemin

La Terre, cet aimant géant

Pour comprendre comment fonctionne une boussole, commençons par nous intéresser à notre Terre, le plus grand et le plus important des aimants. Dans les profondeurs de notre planète, on trouve un mélange de fer et de nickel liquides. Le champ magnétique généré par le mouvement de ces derniers se ressent bien au-delà de la surface terrestre, jusque dans l’espace, et nous protège d’un rayonnement cosmique dangereux. Ce champ magnétique, nous l’utilisons depuis déjà plusieurs milliers d’années pour nous orienter. Nombre de scout·e·s apprennent encore aujourd’hui à se servir d’une boussole et d’une carte.

Comment fonctionne une boussole ?

Une boussole classique telle que nous la connaissons aujourd’hui utilise une fine aiguille et de deux pôles magnétiques. Les deux extrémités de l’aiguille sont attirées par le pôle Nord et le pôle Sud de la Terre, où les lignes invisibles du champ magnétique sortent directement du sol. Savais-tu que, si ces pôles magnétiques se trouvent effectivement près des pôles géographiques, ils sont un peu décalés par rapport à eux ? On appelle cela la « déclinaison magnétique » ; en Suisse, elle est de 3 degrés. Si on imagine notre planète comme une montre, ce décalage serait d’environ 30 secondes. Par ailleurs, le pôle magnétique se déplace chaque jour d’une distance infime, ce qui fait qu’une boussole ne montre jamais exactement le Nord.

Comment nos portables nous localisent-ils ?

Depuis une vingtaine d’années, nous pouvons déterminer notre position à quelques mètres près à l’aide de nos téléphones. Cela fonctionne grâce aux systèmes de positionnement par satellite mondiaux, qui utilisent des satellites qui font le tour de la Terre à quelque 20 000 kilomètres dans l’espace.

Conçus au milieu des années 1970, ces systèmes sont continuellement perfectionnés depuis. Il en existe aujourd’hui plusieurs, exploités par différents pays. Le GPS (pour « Global Positioning System ») a été développé par le Département de la défense des États-Unis, Galileo est exploité par l’Union européenne, GLONASS appartient à la Fédération russe et BeiDou est originaire de Chine. Chacun de ces systèmes nécessite au moins 24 satellites pour pouvoir atteindre des positions sur toute la surface de la Terre.

Désormais, tout le monde peut utiliser gratuitement ces systèmes. Pour pouvoir déterminer où nous nous trouvons exactement, il nous faut un récepteur, par exemple un portable. Ce dernier mesure combien de temps il faut aux signaux de plusieurs satellites pour l’atteindre. Comme nous connaissons la vitesse de ces ondes radio et que chaque satellite communique sa propre position, cela permet de calculer mathématiquement notre position sur la planète. Des cartes en ligne choisissent elles-mêmes le système à utiliser, voire une combinaison d’entre eux. Aujourd’hui, le terme « GPS » est entré dans le langage courant pour désigner des systèmes de localisation, quelle que soit leur origine.

Et les animaux, comment font-ils ?

Sans inventer la boussole et le GPS, la nature elle aussi s’est adaptée de manière fascinante. De nombreux animaux sont dotés d’une boussole interne qui les aide à s’orienter. L’exemple le plus connu est celui des oiseaux migrateurs, qui parcourent chaque hiver de longues distances pour rejoindre le Sud. Mais les fourmis, les abeilles et les tortues aussi sont capables de s’orienter dans le champ magnétique. De la même manière que nous nous rappelons un lieu par son odeur, son apparence ou ses bruits, les oiseaux enregistrent une sorte de carte magnétique interne, qu’elles établissent en détectant la force et la direction du champ magnétique.

La science n’a pas encore réussi à clarifier totalement comment fonctionne ce sens magnétique interne. Une hypothèse suppose que certaines protéines de la rétine s’alignent sur le champ magnétique et transmettent ces informations à l’œil. Une autre théorie est que des cristaux minuscules contenant du fer et présents dans le bec, l’oreille interne ou les organes envoient des signaux.

Outils traditionnels et nouveaux : pourquoi nous avons besoin des deux

Pourquoi avons-nous encore besoin de l’ancienne technique, et apprenons-nous aux scout·e·s à trouver notre chemin à l’aide d’une boussole et d’une carte ? Même si la boussole ne sait nous montrer que la direction du Nord, elle a un gros avantage : elle fonctionne sans pile ni batterie. Elle garde donc son importance dans les situations extrêmes : en cas de tempête, dans l’obscurité, par grand froid ou encore lors de sauvetages en montagne ou d’expéditions. De plus, il existe des lieux profondément enfouis dans la terre ou sous l’eau que les ondes radio des satellites ne peuvent atteindre et où une localisation plus exacte n’est pas possible. Être capable de s’orienter avec son portable comme avec sa boussole est un avantage et permet en plus d’être toujours prêt·e.

Fabrique ta propre boussole

Tu peux fabriquer toi-même très facilement une boussole.

Pour cela, il te faut :

• un saladier rempli d’eau
• une aiguille à coudre
• un morceau de papier sulfurisé
• un aimant

Frotte plusieurs fois une extrémité de l’aiguille sur l’aimant.

Plante ensuite l’aiguille deux fois dans un petit morceau de papier sulfurisé de manière qu’elle le traverse, puis pose ce dernier sur l’eau. L’aiguille pouvant maintenant se déplacer librement, elle s’aligne sur le champ magnétique de la Terre.