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Conception et réalisation d’un télescope de voyage de 250 mm Bertrand d’Armagna

Conception et réalisation d’un télescope de voyage de 250 mm Bertrand d’Armagnac décembre 2005 Introduction Ayant moi-même beaucoup profité d’articles et de conseils en tous genres pour la réalisation de mon télescope, je tenais à faire quelques pages sur ma propre expérience. Elle pourra intéresser ceux qui envisagent de se lancer dans un projet similaire. Je vous raconte donc ici cette aventure, qui s’est déroulée en tout sur environ 3 ans (réalisation du miroir comprise), au rythme que me permettaient mes obligations familiales et professionnelles. Photo 1: le télescope enfin terminé, et son heureux propriétaire 1 Le mûrissement du projet, et les grandes lignes de la conception initiale Les motivations à l’origine du projet Après bon nombre d’années d’observation avec un Newton équatorial de 150 mm, j’ai éprouvé le besoin de disposer d’un nouvel instrument. Je le voulais à la fois plus puissant et plus transportable. Ce dernier point n’avait cessé de prendre de l’importance au gré de l’agrandissement de la famille : lors des départs en vacances, la voiture familiale ne pouvait pas contenir à la fois mon T150, les bagages, et… ma femme et mes 5 enfants ! J’ai donc eu envie de passer à un diamètre de 250 mm pour la puissance et, surtout, de travailler la transportabilité . J’ai voulu le fabriquer moi-même, y compris le miroir, pour le plaisir de bricoler et de faire un instrument à mon idée. Et pour essayer d’avoir quelque chose de qualité à un prix abordable. Pourquoi tailler moi-même mon miroir ? Tailler et polir soi-même son miroir font partie des activités mythiques de l’astronomie amateur. Les grands classiques de la littérature consacrée à la construction d’un télescope abordent en général abondamment ce sujet, de sorte qu’on est obligé de prendre position à la lecture de tels ouvrages : soit on saute le chapitre en se disant qu’on préfère acheter le miroir tout fait et se concentrer sur le reste du télescope, soit on se promet d’essayer un jour. Pour moi, c’était plutôt la deuxième option, une sorte de vieux rêve que je voulais réaliser maintenant, à l’occasion de la construction de mon deuxième télescope. J’ai donc décidé de m’adonner à cette mystérieuse activité, pour le plaisir de la découverte, et le plaisir d’un travail manuel entièrement consacré à l’obtention d’une forme quasiment parfaite sur une galette de verre. Cela m’ouvrait en outre la perspective d’un miroir correct à prix abordable : le prix des matières premières et de l’huile de coude ! Je décris en annexe cette phase particulière du projet, la façon dont je l’ai vécue, à l’attention de ceux qui voudraient se lancer , ou de ceux qui tout simplement se demandent comment un simple amateur peut, avec ses 10 doigts et de la patience, réaliser un tel objet. Pourquoi un Dobson ? Deux raisons à cela : premièrement, je ne me voyais pas me lancer dans l’aventure de la construction d’une monture équatoriale, car je voulais limiter l’ampleur du projet : tailler le miroir soi-même paraît déjà un sacré défi quand on ne l’a jamais fait ! Deuxièmement, il me semblait qu’un équatorial rendrait le télescope quasi- intransportable. Même si j’ai essayé de me creuser les méninges pour trouver quelque chose qui soit facile à faire et transportable, j’ai dû me rendre à l’évidence : seule une monture de type Dobson paraissait raisonnable. Bien sûr, cela oblige à renoncer au confort de l’équatorial, et à un usage photographique du télescope. Mais il faut savoir faire des choix , et en me remémorant mes diverses expériences passées, j’ai réalisé que je préférais employer mon peu de temps d’observation disponible à observer en visuel plutôt que faire de la photo – activité qui réclame 2 beaucoup de temps pour arriver à de bons résultats. Donc, sans trop de regret finalement, j’ai renoncé à l’équatorial. Et me suis dit que j’aurais toujours la possibilité, si le suivi des objets devenait insupportable à l’usage, de me faire un jour une table équatoriale où poser mon Dobson. Et que si je devais regretter le pointage aux coordonnées (ce qu’en fait je ne faisais guère avec mon T150 équatorial), je pourrais toujours ajouter des encodeurs… Le diamètre Il a fallu d’abord fixer le diamètre : je voulais un écart assez significatif avec mon T150 – donc quelque chose d’au moins 250 mm – tandis que d’autres contraintes m’ont retenu de voir trop grand : contraintes de transportabilité dans la voiture familiale, et contrainte de faisabilité du miroir pour un débutant en la matière. Sur ce dernier point, la littérature et les conseils de gens avisés m’ont convaincu qu’il valait mieux éviter de dépasser 250 mm pour un premier miroir. Ceci afin de donner un maximum de chances de succès à cette entreprise que beaucoup de gens, paraît-il, abandonnent en route. L’ouverture relative (F/D) et le design optique J’ai fixé le F/D en fonction de considérations optiques et de la difficulté de réalisation : un télescope très ouvert est plus compact et plus facile à équilibrer en version Dobson à rocker bas, mais le miroir est réputé plus difficile à réaliser. J’ai donc visé une ouverture d’environ 6, très classique pour un Newton, et conduisant à une longueur de tube encore raisonnable. J’ai finalement opté pour une ouverture relative de 6,3. Pourquoi 6,3 précisément ? parce que le calcul de la flèche du miroir, c’est à dire la profondeur du creux au centre, m’a montré que celle-ci valait 2,5 mm pour cette ouverture. Et parce qu’il est alors facile, en utilisant un petit bout de forêt de perceuse de 2,5 mm placé au centre du miroir sous une règle, de voir si la flèche du miroir est atteinte ou s’il faut encore creuser ! Le diamètre et la focale étant choisis, restait à terminer la conception optique en déterminant la taille optimale du miroir secondaire, et la distance primaire- secondaire. Je me suis aidé d’un logiciel spécialisé (NEWT, disponible gratuitement sur Internet), avec comme objectif de ne pas dépasser 20% d’obstruction centrale (ce qui impose un miroir secondaire assez petit), tout en gardant un champ de pleine lumière assez important, c’est-à-dire occupant la majeure partie du champ de l’oculaire présentant le champ réel le plus grand. J’ai choisi finalement un miroir secondaire de 52 mm de petit axe, et une disposition des miroirs assurant un champ de pleine lumière de 0,75°. La transportabilité Ce télescope se devait d’être facilement transportable, ce qui implique toute une série de mesures à prendre lors de la conception : 3 - minimisation du volume de l’ensemble une fois démonté : je me suis donné comme contrainte de pouvoir transporter facilement le télescope dans un coffre de toit de voiture (tout en laissant de la place pour d’autres bagages), et de pouvoir le transporter comme une valise dans des transports en commun comme le train ou l’avion ; cela m’a conduit à choisir une formule de type « Serrurier » permettant le démontage du tube, ainsi que le concept des « poupées gigognes » : la cage du secondaire se range dans la boîte à miroir, et l’ensemble se range dans le rocker (la monture). En somme, le rocker constitue une véritable valise de transport pour le reste du télescope. Il suffit de le munir de poignées, de patins pour le poser, et de le compléter par un couvercle. L’ensemble est très compact. Photo 2: le télescope en configuration de transport - facilité de montage/démontage : ce point est essentiel, surtout pour les petites escapades d’une soirée. Il implique de bien penser aux modes de fixation des diverses pièces entre elles, de sorte que le montage ne soit pas une corvée, qu’aucun outil ne soit nécessaire et que les risques de perdre des vis soient minimisés. - facilité de collimation : ce point est tout aussi essentiel que le précédent, puisque la collimation doit être refaite à chaque montage. Aussi, il faut réfléchir au problème des vis de réglages, tant pour le secondaire que pour le primaire. Photo 3: collimation aisée "oeil à l'oculaire" Pour le primaire, je voulais que la collimation puisse être faite en gardant l’œil à l’oculaire, ce qui est incompatible avec le classique concept des vis de réglages à l’arrière du barillet, à moins d’avoir des bras d’ 1 mètre 60 de long. J’ai donc opté pour un système permettant d’accéder aux vis de réglage « par le haut ». Il suffit alors d’actionner chacune des deux vis de réglage avec une petite baguette en plastique munie, à son extrémité, d’un petit bout de clef Allen. Pour le secondaire, j’ai également veillé au confort : pas d’outil nécessaire, et pas besoin d’agir sur les deux autres vis dès qu’on touche à l’une d’elles. 4 L’ergonomie Le porte-oculaire est orienté à 45° par rapport au plan vertical dans lequel évolue le télescope. Outre que ce choix permet au porte-oculaire de se loger dans un coin de la boîte à miroir en position de transport, ceci offre une position d’observation confortable à différentes inclinaisons du télescope. uploads/Ingenierie_Lourd/ construire-telescope-t250-v2.pdf