Fabriquer une boussole

En une phrase

Fabriquer une boussole, c’est magnétiser une aiguille de fer et la poser sur l’eau pour qu’elle indique toujours le nord — l’instrument de navigation le plus simple et le plus fiable jamais inventé.

Qu’est-ce que c’est ?

Une boussole est un instrument qui utilise le champ magnetique de la Terre pour indiquer la direction du nord magnetique. Le principe est simple : un aimant libre de tourner s’aligne spontanement dans la direction nord-sud du champ magnetique terrestre.

La boussole a ete inventee en Chine vers 200 avant notre ere, sous la forme d’une cuillere en magnetite posee sur une plaque de bronze. Les navigateurs chinois utilisaient des aiguilles aimantees flottant sur l’eau des le 11e siecle. Les Europeens l’ont adopte au 13e siecle pour la navigation en mer.

Sans boussole, la navigation depend du soleil, des etoiles et des reperes visuels — impossibles par temps couvert ou en pleine mer. Avec une boussole, on peut naviguer a tout moment, meme sans voir le ciel.

Il existe trois methodes pour fabriquer une boussole :

1. L’aiguille aimantee sur l’eau : la plus simple. Une aiguille de fer aimantee flottant sur un cheveux ou un bout de liege dans une coupe d’eau.
2. L’aiguille aimantee sur pivot : plus precise et durable. L’aiguille tourne sur une pointe.
3. La cuillere de magnetite : la plus ancienne. Un morceau de magnetite naturelle.

Où trouver/fabriquer

La magnetite (aimant naturel)

La magnetite est un mineral noir, dense, fortement magnetique. C’est la source naturelle d’aimants.

Signe	Description
Couleur	Noir de fer, brillant metallique
Poids	Anormalement lourd pour sa taille
Magnetisme	Attire les fragments de fer spontanement
Contexte	Roches volcaniques, sables de riviere noirs, zones a sol rougeatre
Nom local	Pierre d’aimant, magnetite, oxyde de fer noir

Ou trouver de la magnetite :

1. Sables noirs de riviere : les sables noirs et lourds trouves au bord des rivieres et des plages sont souvent riches en magnetite. Passer un aimant dans le sable noir — les grains noirs s’aggripent a l’aimant.
2. Roches volcaniques : les zones a roches volcaniques (basalte, obsidienne) contiennent souvent de la magnetite en veines noires.
3. Sol lateritique rouge : les sols rouges et oranges des zones tropicales contiennent du fer oxyde. La magnetite se trouve parfois en nodules noires dans ces sols.
4. Fragment de meteorite : les meteorites ferreuses sont de la magnetite presque pure. Elles sont rares mais identifiables : tres lourdes, noires, souvent irregulieres.

Test : un morceau de magnetite attire les petits fragments de fer. Si une pierre noire attire des clous ou des ecales de fer, c’est de la magnetite.

Le fer pour l’aiguille

N’importe quel morceau de fer ou d’acier convient. Voir Extraire le fer et Forger des outils en fer pour la production de fer forge.

L’ideal : une aiguille a coudre (fine, longue, legere), ou un fil de fer forge de 5 a 10 cm de long et 1 a 2 mm de diametre.

Etapes detaillees

Methode 1 : La boussole sur l’eau (la plus facile)

C’est la methode de survie par excellence. Elle prend 10 minutes et fonctionne immediatement.

1. Trouver une aiguille de fer : une aiguille a coudre, un fil de fer fin, ou un eclat de fer long et fin.
2. Aimanter l’aiguille :
   • Methode par frottement : tenir l’aiguille a 45 degres. Frotter un aimant naturel (magnetite) ou un aimant artificiel 50 fois le long de l’aiguille, toujours dans la meme direction, du centre vers l’extremite nord. Soulever l’aimant entre chaque coup — ne pas frotter en aller-retour.
   • Methode par choc : frapper l’aiguille avec un marteau de pierre ou de fer, a 45 degres par rapport au sol, en l’orientant nord-sud. Les chocs alignent les domaines magnetiques du fer. Cette methode est moins puissante que le frottement.
   • Methode par induction : poser l’aiguille sur un aimant naturel pendant 24 heures. Elle s’aimante lentement mais surement.
3. Verifier l’aimantation : l’aiguille aimantee attire de petits fragments de fer (limaille, eclats). Si elle n’attire rien, reprendre l’etape 2.
4. Trouver un flotteur :
   • Un morceau de liege de 1 a 2 cm de diametre.
   • Une feuille seche (feuille d’arbre plate).
   • Un bout de paille coupe.
   • Un petit bout de bois sec.
   • Une coquille plate legere.
5. Poser l’aiguille sur le flotteur : percer un petit trou dans le liege, y inserer l’aiguille. Ou simplement poser l’aiguille sur la feuille.
6. Flotter le tout sur l’eau : remplir une coupe, un bol, une tasse, ou une flaque d’eau calme. Poser le flotteur avec l’aiguille dessus. L’ensemble flotte librement.
7. Attendre : l’aiguille tourne lentement et s’immobilise dans la direction nord-sud. L’extremite qui pointe vers le nord est le pole nord de l’aiguille. Marquer cette extremite en l’orientant par rapport au soleil ou aux etoiles (voir Navigation naturelle).

Attention : la boussole sur l’eau est fragile. Le moindre mouvement de l’eau fait osciller l’aiguille. Placer la coupe sur une surface stable et attendre que l’eau soit parfaitement immobile avant de lire la direction.

Methode 2 : La boussole sur pivot (plus precise et durable)

1. Aimanter l’aiguille : meme methode que ci-dessus. L’aiguille doit etre longue (5-10 cm) et fine pour tourner librement.
2. Trouver ou fabriquer un pivot :
   • Une epingle ou une aiguille plantee verticalement dans un morceau de bois. Sa pointe vers le haut sert de pivot.
   • Un clou plante dans une planche.
   • Un eclat de fer ou un fil de fer plantes dans un bouchon.
3. Equilibrer l’aiguille : trouver le centre de gravite exact de l’aiguille. Poser l’aiguille sur le doigt — le point ou elle reste horizontale est le centre. Marquer ce point.
4. Poser l’aiguille : centrer l’aiguille sur la pointe du pivot. L’aiguille doit tourner librement sans toucher les cotes. Si elle penche d’un cote, plier legerement l’extremite la plus lourde vers le haut ou tailler legerement l’extremite en dessous.
5. Marquer les directions : une fois que l’aiguille indique le nord, placer un repere ( Nord) sur le support. Ajouter les autres directions cardinales en utilisant les angles droits.

Methode 3 : La cuillere de magnetite (la methode ancienne)

C’est la methode chinoise originale, adaptee si on trouve un gros morceau de magnetite.

1. Trouver un morceau de magnetite : un morceau de 5 a 10 cm de long, de forme allongee.
2. Le tailler en forme de cuillere : user la magnetite sur une pierre abrasive (grès) pour lui donner une forme de cuillere : le manche pointe vers le nord, la cuvette est arrondie en dessous.
3. Poser la cuillere sur une plaque de bronze polie : la partie arrondie de la cuillere repose sur la plaque. La cuillere tourne librement.
4. Le manche indique le nord quand la cuillere s’immobile.

Cette methode est moins precise que l’aiguille aimantee mais ne necessite aucun fer forge.

Comment determiner le Nord sans boussole (pour calibrer)

Avant d’utiliser la boussole, il faut savoir quelle extremite pointe vers le nord. Pour cela :

1. Par le soleil : a midi, le soleil est au sud (dans l’hemisphere nord). L’extremite de l’aiguille qui pointe vers le soleil a midi est le pole sud. L’autre est le pole nord. Voir Navigation naturelle.
2. Par les etoiles : l’etoile polaire indique le nord. L’extremite de l’aiguille qui pointe vers l’etoile polaire est le pole nord.
3. Par l’ombre : planter un baton vertical. Marquer l’extrmit de l’ombre a midi. Le soleil etant au sud, l’ombre pointe au nord.

Marquer le nord : une fois identifie, marquer le pole nord de l’aiguille par une encoche, un trait de couleur (voir Fabriquer des teintures naturelles), ou un noeud de fil.

La declinaison magnetique

Le nord magnetique indique par la boussole n’est pas exactement le nord geographique. La difference s’appelle la declinaison magnetique. Elle varie selon le lieu et le temps.

• En France, la declinaison est d’environ 0 a 2 degres vers l’est (la boussole pointe legerement a droite du nord geographique).
• En Amerique du Nord, la declinaison varie de -20 a +20 degres selon la region.
• Dans les zones proches des poles, la boussole est totalement fausse.

Pour une navigation de survie, la declinaison peut etre negligeable. Pour une navigation precise sur de longues distances, il faut corriger. La correction se fait en ajoutant ou retranchant l’angle de declinaison (indique sur les cartes topographiques).

La boussole de secours

On peut fabriquer une boussole de secours avec n’importe quel objet en fer :

• Une lame de couteau
• Un fil de fer barbele
• Un trombone
• Une epingle

L’aimanter par frottement sur un aimant naturel (magnetite, haut-parleur, ou meme la Terre elle-meme en frottant dans la direction nord-sud). La flottter sur l’eau comme decrit ci-dessus.

Construction d’un boitier de boussole

Pour une boussole durable et transportable :

1. Le cadran : un disque de bois, de cuivre (voir Extraire le cuivre), ou de verre (voir Fabriquer du verre) de 8 a 12 cm de diametre. Graver les 4 ou 8 directions cardinales.
2. Le pivot : une aiguille en acier trempe (voir Forger des outils en fer) plantee au centre du cadran.
3. Le verre de protection : un disque de verre plat (voir Produire du verre plat) fixe au-dessus de l’aiguille. L’aiguille tourne sous le verre sans etre pertubee par le vent.
4. Le boitier : un cylindre en bois ou en cuivre qui contient le tout. Un fond plat, un cadre, et le verre au-dessus.
5. La ligne de visée : une entaille ou un fil tendu au-dessus du cadran pour viser un point lointain.

Variations par climat

En climat tempere

• La boussole fonctionne tres bien. La declinaison est faible et stable.
• L’aiguille sur l’eau est fiable de printemps a automne. En hiver, l’eau gele — utiliser la boussole sur pivot.

En climat tropical

• La chaleur n’affecte pas la boussole. L’humidite rouille le fer — huiler l’aiguille (voir Fabriquer des vernis et enduits protecteurs) ou la garder dans un etui sec.
• Les orages magnetiques peuvent perturber temporairement la boussole — attendre la fin de l’orage.

En climat froid et polaire

• La boussole est moins fiable pres des poles magnetiques. La declinaison peut depasser 20 degres.
• Le froid extrême rend le pivot fragile et l’eau gele. Utiliser une boussole sur pivot avec un boitier etanche.
• Les aurores boreales indiquent une forte activite magnetique — la boussole peut etre inexacte.

Pres de masses de fer

• Les gisements de fer, les objets en fer massifs (bateaux, batiments metalliques), et les lignes electriques perturbent la boussole. S’eloigner de 20 m de tout objet en fer massif avant de lire la direction.

Pieges et erreurs courantes

• Aiguille mal aimantee : frotter dans les deux directions ou avec un angleincorrect annule l’aimantation. Toujours frotter dans une seule direction, 50 fois minimum.
• Aiguille qui ne tourne pas : si l’aiguille est trop lourde ou le flotteur trop petit, l’aiguille ne tourne pas librement. Utiliser une aiguille plus fine ou un flotteur plus grand.
• Frottement excessif : le pivot ou le flotteur doit offrir le minimum de resistance. Si l’aiguille reste coincee, huiler le pivot ou changer de flotteur.
• Objets metalliques a proximite : un couteau, une ceinture metallique ou unobjet en fer a moins de 50 cm perturbe la lecture. Eloigner tout objet metallique.
• Confondre nord magnetique et nord geographique : la boussole indique le nord magnetique, pas le nord geographique. La difference (declinaison) peut etre significative pour la navigation longue distance.
• Aiguille demagnetisee : un choc violent ou une temperature tres elevee peut demagnetiser l’aiguille. Ne pas laisser tomber et ne pas approcher du feu. Re-aimanter si necessaire.

Une fois que vous savez faire ca, vous pouvez debloquer

• Navigation naturelle — la boussole complete la navigation par les etoiles
• Construire une horloge mécanique — les aimants et les pivots sont des composants horlogers
• Générer de l’électricité — le magnetisme est la base de la generation electrique
• Construire un transistor — les aimants permettent de trier les materiaux magnetiques

Notes

• L’aiguille aimantee sur l’eau est la boussole la plus simple qui existe. Elle a sauve des milliers de naufrageux et de perdus en foret.
• Les Chinois utilisaient des “chariots pointant le sud” des le 3e siecle — des mecanismes a engrenages qui gardaient une direction fixe. Voir Construire une horloge mecanique pour les techniques d’engrenages.
• Une aiguille aimantee conserve son magnetisme pendant des mois, meme des annees. Le frottement renforce l’aimantation — re-aimanter regulierement en frottant contre un aimant naturel prolonge sa duree de vie.
• Le pole nord magnetique se deplace lentement (environ 50 km par an). En survie, cette variation est negligeable.
• L’aimant le plus puissant accessible sans industrie est la magnetite naturelle. Un seul aimant de magnetite peut aimanter des dizaines d’aiguilles.

Ressources externes

• Kiwix + Wikipedia hors-ligne — articles sur le magnetisme terrestre, la declinaison magnetique, et l’histoire de la boussole
• Howtopedia — guide de fabrication de boussoles de secours
• Appropedia — tutorials sur les instruments de navigation artisanaux