Réglage du jeu du miroir primaire

[xs_man]

Souvent lorsqu'il est question de savoir quel jeu est nécessaire pour ne pas

contraindre le miroir primaire, les réponses sont pour le moins approximatives....

(NB : les ceusses qui collent leur miroirs n'ont pas intérêt à faire le malin...).

 

Je ne sais pas si ce sujet a déjà été traité auparavant mais on va

tenter d'aborder ça de manière un peu plus rigoureuse. Pour de petits

scopes (limite... 200 mm ?? Fonction des matériaux de construction et

du verre utilisé pour le miroir) l'intérêt de cette question est minime

mais sur un télescope plus gros il devient intéressant de s'en préoccuper.

Ceci afin d'éviter les contraintes dû à un serrage trop important

ou un miroir excessivement 'klong-klongueur' et qui ne tient dans ce cas

pas toujours la collimation.

 

Aller, petit retour au Lycée, physique de base :

 

Coefficient de dilatation linéaire du Fer : 1,22 x 10-5

Coefficient de dilatation linéaire de l'Aluminium : 2,33 x 10-5

Coefficient de dilatation linéaire du Pyrex : 0,30.10-5

Coefficient de dilatation linéaire du verre ordinaire : 0,70.10-5

Bien sûr ces chiffres peuvent légèrement varier selon les alliages utilisés.

Comme on travaille sur de petits écarts de températures sur des corps

solides loin du point de fusion, l'hypothèse de linéarité est ici considérée

comme exacte.

 

Longueur finale :

L = L0 x (1 + A x DT)

L0 : longueur initiale du matériau considéré

A : Cefficient de dilatation linéaire /°C

DT : différentiel de température en °C

Différentiel de longueur : L0 x A x DT

 

En astro, les conditions de températures courantes lors des observations

de nuit sous nos cieux (ici je ne tiens pas compte des observations solaires

en plein été) oscillent entre +25°C et -25°C soit un DT de 45°C.

Le L0 est donné par le diamètre du miroir.

 

Hypothèses simplificatrices :

1 - on ne tient ici pas compte des effets dû à des contraintes

existant dans le verre ou sur des barillets.

Dilatation et rétraction sont supposés avoir un sens radial (dirigés

du centre vers la périphérie ou inversement) et se propager de

manière homogène dans toutes les directions.

2- Température du miroir et du barillet sont identiques.

3- ici on s'intéresse au jeu radial, sur le diamètre du miroir.

 

Pour avoir une mesure du jeu à adopter en fonction du diamètre du miroir,

du type de verre et du matériau utilisé pour le barillet, il faut calculer les différentiels de longueur puis les apparier pour faire la différence. En effet, la dilatation ou rétraction du primaire et du barillet jouent dans le même sens donc il faut bien soustraire les deux différentiels et non les additionner. Enfin, on se place à une température moyenne (ici 0°C, très pratique en ce moment vu le froid ambiant), on prend le résultat précédent, on le divise par deux (intervalle centré) et on obtient le jeu minimum à respecter. Il suffit d'utiliser un jeu de calles fines calibrées (utilisées en mécanique, trouvables chez Brico-Casto et autres), de faire le réglage avec miroir et barillet à une température proche de 0°C (ou alors d'extrapoler le résultat en fonction de la température choisie, jeu nul à -25°C et

jeu maxi à +25°C).

 

Si on prend un Télescope de 300 mm, avec un miroir en Pyrex et un

barillet en aluminium, pour une différence de température de 50°C, le miroir

se dilate/contracte de 0.05 mm, le barillet de 0.35 mm, d'où une

différence de 0.35-0.05 = 0.30 mm.

Le jeu minimum, si l'on fait le réglage avec miroir ET barillet à 0°C,

sera de 0.30/2 soit 0.15 mm. Par contre, en réglant à +25°C, le jeu est maxi,

donc de 0.30 mm cette fois.

 

Petit tableau récapitulatif :

 

 

A noter : l'épaisseur d'un miroir étant généralement d'environ 1/10e

de son diamètre, il suffit de diviser les valeurs de jeu du tableau par 10

pour avoir une idée du jeu axial minimum. Il est donc très faible en

comparaison !

 

Ca reste quand même théorique et simplifié mais ça donne quand même un

ordre de grandeur assez intéressant. J'ai testé sur mon 300 et ça marche, le

primaire n'est pas bridé, sans pour autant trop gigoter. Quoique j'ai préféré

quand même laisser un jeu axial proche du jeu latéral, de 0.15 mm (0.015 mm

c'est quand même très faible et de toute façon totallement irréaliste au vu de

la précision de réglage du barillet...)

 

Ce qui est amusant c'est de constater qu'il faut moins de jeu pour un

miroir en BK7 que pour un miroir en Pyrex, c'est logique pourtant...

En espérant être compréhensible et ne pas avoir fait d'erreur...

 

Albéric

[Toutiet]

Allez,... sans se prendre la tête, on met 1 mm et l'affaire est dans le sac !

[xs_man]

Allez,... sans se prendre la tête, on met 1 mm et l'affaire est dans le sac !

Et ça ne tient la collimation que sur une petite portion du ciel...

Pour du visuel à la rigueur mais totallement inadmissible en imagerie planétaire, faut être un peu plus rigoureux que de coller 1 mm de jeu sans réfléchir à un miroir de 300 mm, je le sais parfaitement puisque j'ai 'travaillé' pendant quelques temps avec ce genre de jeu à la louche....

 

Albéric

[syncopatte]

Dur dur à calculer: mes attaches sont des mini-équerres avec contact caoutchouc...

 

Bref, je serre sans forcer (et sans me poser plus de questions)

 

Résultat sur mon 300: pour l'instant un léger astigmatisme mais pas de contraintes mécaniques.

J'espère trouver une position du primaire "à moindre mal".

 

Patte.

[Toutiet]

Et ça ne tient la collimation que sur une petite portion du ciel...

Pour du visuel à la rigueur mais totallement inadmissible en imagerie planétaire, faut être un peu plus rigoureux que de coller 1 mm de jeu sans réfléchir à un miroir de 300 mm, je le sais parfaitement puisque j'ai 'travaillé' pendant quelques temps avec ce genre de jeu à la louche....

 

Albéric

 

Comment ça ...?!

Une fois qu'elle est faite, elle n'a aucune raison de bouger puisque le miroir primaire est en appui sur ses butées latérales (ce qui anihile le jeu). Et, en Dobson, ça ne bouge plus, quel que soit l'azimut ou la hauteur de l'astre visé.

[lantha]

interessant ce calcul parce que moi cet après midi en plus de floquer mon tube je vais mettre de la bande silicone de plombier (vous savez l'espèce de chaterton qu'ils mettent sur les filetages de vis pour étanchéifier) afin d'empêcher mes vis du barillet de se devisser parce que c'est le cas pour le moment : je règle et 15 jours après y a de nouveau 7 ou 8mm de jeu par les vis qui se dévissent donc on va remédier au problème

 

Sinon pour le jeu perso je laisse ce qu'il faut pour qu'il puisse tourner à la main sans forcer et là les triangles du barillet sont top pour le réglage en hauteur je trouve : quand il est trop mon je le remonte et quand il est trop dur (à bouger à la main) je le redescend un peu jusqu'à ce que je trouve une position qui me plait mais comme j'ai encore pas vraiment pu essayer le telescope sur le ciel je peux pas trop dire si c'est bien ou pas

[xs_man]

...

Et, en Dobson, ça ne bouge plus, quel que soit l'azimut ou la hauteur de l'astre visé.

 

Le Dobson ne m'intéresse pas... Je parle d'un vrai télescope sur équatoriale capable de faire un suivi toute une nuit et pour lequel le miroir peut se déplacer latéralement dans toutes les directions !

 

Inutile de tergiverser à l'infini, mon expérience perso sur l'Orion Optics m'a de manière évidente démontré que c'est efficace. J'avais auparavant un jeu important de l'ordre du 1/2 à 1 mm en latéral et en axial, le miroir bougeait beaucoup et en passant d'un horizon à l'autre, la collim. n'était plus du tout valable (avec l'oeillet c'était absolument évident).

 

Depuis que j'ai réglé avec soin les jeux, 1- le miroir ne fait plus un bruit du diable à chaque déplacement, et 2- un 180° est-ouest n'entraine plus qu'une très faible décolimation, donc mes circuits neuronnaux se sont interconnectés comme ils ont pu et en ont déduit que c'est nettement mieux qu'avant....

 

Mais bon chacun fait ce qu'il veut, rien n'interdit un bon jeu de 10 mm non plus, on est en démocratie...

 

Albéric

[Milouz]

Bonjour à tous

Excellent le petit calcul de dilatation différentielle exposé plus haut.

Sur mon 150 j'ai des petites cales en liège entre le bord interne du barillet et la tranche du miroir, de cette manière je pense que même au refroidissement les contraintes générées restent faibles.

Par contre j'ai tout bonnement retiré les trois pattes en caoutchouc qui empèche le miroir de tomber si l'on pointe le tube vers le sol et qui à mon goût pénètraient trop la surface optique. Le miroir tient en place au fond du barillet à l'aide de 3 petits morceaux de mousse adhésive double faces de 1 mm d'épaiseur environ disposés sous le miroir. Je pense que le fait que ce soit de la mousse doit permettre d'éviter les contraintes mécaniques. Que pensez vous de cette solution ?

[dobcat]

bonjour, toutes les solutions sont bonnes , si ça marche et que l'on peut les controller ! x-man ,ce que tu dit est aussi valable pour le dobson , certe c'est pas essentiel en visuel , mais avec mon nouveau barrillet fixe ,sur le dob super léger ,tous les contacts ont été réglé de la maniéres que tu cite et il semble que le maintiens du mirroir est plus éfficasses ,malheureusesment pas de sortie pour verifier , juste un test dans le jardins pour controller que tout marche .

pour confirmer que le reglages a son importance, je me suis amusé a controller avec l'appareil de foucault ,le miroir dans son barrillet , avec écran de couder et prise de mesures (personnelles).

1)mirroir sur banc de controlle, fin de parabolisation, avant aluminure , L 22

2)mirroir dans le scope , L 7 .

3)modifications des support et des surfaces de contact, auparavent des contacts qui avaient de l'adhérences , changer par des contact silicones, L12 .

4)nodifications des contraintes ou serrages L 17.

c'est du personnel et du vécus , pour l' expérience!

le réglages a sont importances , mais même a L 7 en visuel ,c'était bien car c'était mes premieres images avec mon dobson, aprés on pousse un peu plus loin , mais l'essentiel c'est le plaisir que l'on prend a tous ça !

en tous cas ,super articles que tu a fait là!

[GéGé]

Excellent sujet, Alberic! Je reconnais bien là ta rigueur habituelle...

 

[xs_man]

Merci Dobcat, très instructive ta réponse, faire directement les mesures à l'appareil de Foucalt est en effet le moyen le plus efficace de vérifier l'absence de contraintes en bout de chaine optique. Quoique je pousserais bien le vice jusqu'à te demander si tes mesures sont faites avec le télescope à l'horizontale, car l'inclinaison a une incidence sur la répartition du poids sur les appuis latéraux et les points du barillet...

 

Merci Gégé, il faut dire que c'est quand même un peu moins attrayant qu'un CROA d'Autruche ou de Zaurel des montagnes...

 

Albéric

[patry]

Impressionnant ces différences dobcat !

N'y a t'il pas de biais de mesure (parce que de passer de 22 à 7, c'est un vrai gouffre quand même) ? J'avais lu que le foucault était une mesure dont la sensibilité expérimentale était forte (qui plus est on ne fait qu'une mesure radiale).

En tout cas chapeau pour le temps passé à mesurer puis remesurer, puis remesurer, puis ...

 

En tout cas tu démontre proprement que le barillet est un élément essentiel de l'optique, au moins autant que le miroir lui même (tu imagine le travail d'un JML ruiné par un mauvais barillet ? Brrr, ca me fait frémir).

[dobcat]

bonjour ,quelques préscissions , j'ai fait les mesures directement sur le primaire sans passer par le secondaire et effectivement le miroir était incliné comme si le scope pointer a environ 35 ° au dessus de l'horizon.

je referai ce test sur mon dobson ultra leger de montagne quant j'aurai un peu plus de temps , beaucoup trop de boulots en ce moment, transformation de mon dobson casserole avec des optiques fictives pour expo , motorisation de la table équatoriale , modification de la cages du tertiaire du grégorien pour l'adapter sur le super leger ,chaussette et housse protection en goretex pour le stransport sur le sac a dos etc ....

a+ william