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Quel télescope acheter et pour quel usage ?
Le trépied dans tous ses états (V) Le trépied est un accessoire dont l'amateur sous-estime parfois l'utlité. Or nous allons découvrir que sa qualité est très importante quand il s'agit de supporter une optique, qu'elle soit légère ou lourde et massive. Selon le dictionnaire, un trépied est un "support à trois pieds sur lequel on installe un appareil orientable". Cette définition reprend en fait des modèles allant du mini trépied Hama de 100 gr qui tient dans la poche au modèle lourd MAX de Meade par exemple présenté à droite, pesant 37 kg et capable se supporter une charge 278 kg ! Si vous considérez que la portabilité de votre instrument est essentielle, deux cas se présentent : soit vous exigez que tout votre équipement soit transportable en une ou deux manipulations soit que chaque élément soit amovible et transportable. Dans le premier cas, cela limite le choix à des petites lunettes ou télescopes de 40 à environ 200 mm de diamètre dont le poids tout assemblé ne dépasse pas 20 kg. Dans le second cas, la limite dépend de la conception optique et de la façon dont l'instrument est monté : il peut s'agit d'un catadioptrique de 500 mm monté sur roues comme d'un dobsonien de plus d'un mètre de diamètre équipé d'un miroir allégé et monté sur un chariot. Le trépied est généralement télescopique, rabattable ou démontable et se monte en quelques instants, même les modèles les plus lourds. Comme on le voit dans ce manuel du Schmidt-Cassegrain Meade ACF MAX 20 de 500 mm f/8 présenté à droite, cet instrument se compose d'une dizaine de pièces dont six pour la monture, qu'on peut facilement assembler en moins de 15 minutes. Dans ces conditions, la portabilité devient une notion relative et n'a plus beaucoup de rapport avec la taille et le poids réels de l'instrument assemblé. Dans le cas du Meade ACF MAX 20, l'OTA pèse 86 kg, la monture pèse 58 kg, l'ensemble pesant 150 kg plus environ 31 kg de contrepoids. Certains propriétaires considèrent même qu'il s'agit d'un télescope portable, n'hésitant pas à le poser sur un socle mobile.
Le poids ne devrait donc pas rebuter l'amateur dans la mesure où il est toujours possible de placer la monture et le tube optique (OTA) en équipant la base mobile de roues et de points d'ancrage et de la monter dans une petite remorque à l'arrière du véhicule. C'est d'ailleurs la seule façon de transporter les télescopes qui ne rentrent plus dans le coffre ! Comme on le voit à gauche, on peut adapter des roues sur la base d'un télescope lourd et encombrant pesant plus de 180 kg. Sachant que l'essentiel du poids se concentre dans un faible volume le long de la colonne centrale, le plus important dans ce type de configuration est d'abaisser le plus possible le centre gravité en plaçant la base de la fourche aussi bas que possible ou en écartant le trépied au maximum. Dans ce cas-ci, JMI, alias JIM's Mobile parmi d'autres constructeurs propose des bases mobiles ajustables dont la "Max Size Universal Wheeley Bar" (TPWUMAX, 1999$) qui est adaptée au poids de télescopes catadioptriques allant jusqu'à 500 mm de diamètre ou 280 kg. Son prix est élevé dans l'absolu mais il ne représente jamais que 5-10 % du prix de l'ensemble. Vu le poids de l'instrument qui est virtuellement impossible à déplacer sans assistance, cette base mobile est équipée de huit roues tout-terrain de 25 cm de diamètre entraînées par de petits moteurs électriques alimentés par une batterie de 12V. L'ensemble se déplace aussi facilement qu'un chariot ou qu'un clark électrique. Que ce soit ce modèle ou ceux adaptés aux instruments plus petits, pour des raisons de sécurité, une fois monté, du fait que le centre de gravité est situé à plus d'un mètre de hauteur, pour déplacer l'instrument il faut prendre l'habitude d'utiliser le manche plutôt que de pousser le tube optique ou la monture et risquer de tout renverser. Même motorisé, ce type d'accessoire n'est pas non plus adapté aux chemins inclinés. En revanche, avec les roues tout-terrain de 25 cm, il traverse les prairies et les surfaces couverture de graviers. Ceci dit, tous les amateurs n'ont pas la chance de disposer d'un tel équipement et la plupart doivent se contenter de petits télescopes de 100 à 200 mm pesant moins de 20 kg et de leur force musculaire. S'il fallait retenir un seul conseil, ce serait de ne jamais sous-dimensionner la monture et le trépied d'un télescope sous prétexte de gagner quelques kilos, car c'est souvent au détriment de la résistance et de la stabilité. En effet, placer un télescope de 300 mm d'ouverture dont l'OTA pèse plus de 20 kg sans accessoire sur un trépied léger conçu pour un modèle de 200 mm par exemple, donc sous-dimensionné et moins résistant, va juste augmenter le risque d'accident. Il est plus raisonnable de placer un télescope sur la monture du constructeur calculée pour supporter son poids. Mais tous les amateurs n'apprécient pas cette solution.
Les montures livrées par défaut sont souvent un compromis entre qualité et prix pour ne pas surcharger la facture. Aussi, plus d'un bricoleur remplacent le trépied d'origine jugé peu robuste et instable par un modèle plus massif et plus résistant fabriqué par exemple en duralumin AU4G T4 (Alu 2017A) de 4 mm d'épaisseur, un alliage d'aluminium à la fois léger et résistant dont se servent les ingénieurs civils et militaires pour les applications structurales. Pour une densité relativement faible (2.79) qui n'alourdit pas beaucoup l'ensemble, ce matériau présente une dureté et une résistance élevées (dureté de 105 Brinell et une charge de rupture de 440 MPa ou 44.8 kg/mm2 à 20°C), gage de solidité et de sécurité. Généralement, le trépied est proposé comme produit d'appel, une manière de dire à mi-mot au client potentiel qu'il pourra facilement transporter son télescope. Mais essayez de déplacer ne fut-ce qu'un télescope newtonien de 115 mm équatorial monté sur son trépied : bien qu'il soit relativement léger (~15 kg) l'encombrement de l'ensemble est tel, qu'à moins d'avoir une très bonne raison, on ne déplace plus l'instrument une fois mis en station. Alors n'imaginez pas prendre un télescope de 200 ou 300 mm d'ouverture monté sur son trépied et l'emporter dans vos bras pour aller observer un peu plus loin ! Si cela est parfaitement concevable, n'oubliez pas l'éventuelle faux pas et tous les risques de casse que cela sous-entend. En fait, le trépied n'a qu'une seule utilité : poser l'instrument sur n'importe quel terrain aussi irrégulier soit-il mais stable, là où la colonne impose une surface de niveau et est souvent synonyme de poste fixe ou tout au mieux mobile si la base est équipée de roues (de quoi parcourir les quelques mètres séparant le garage du point d'observation). Rappelons que même un appareil mobile peut exiger une surface plane dès lors que le poids de l'ensemble est élevé, le centre de gravité élevé et la base munie de roues, autant de facteurs à risque dont il faut tenir compte quand on envisage de déplacer un instrument. Les trépieds les plus simples sont fabriqués en bois avec des fixations en métal, les extrémités reposant au sol étant recouvertes de bouchons en caoutchouc ou de patins antidérapants, éventuellement munis de freins ou de plots en métal pour la fixation dans le sol. Les plus résistants comme les modèles proposés par Takahashi supportent une charge de 20 kg. Bien que le bois soit bon marché et facile à façonner sur mesure par un bricoleur, il est préférable de choisir un trépied en aluminium, duralumin, en magnésium ou en fibre de carbone. Si ces matériaux sont évidemment plus chers que le bois, à taille égale, ils ont l'avantage d'être plus durs et plus résistants.
Un trépied s'avère utile dans de nombreuses situations allant de la photo de studio à la macrophoto en passant par la photo animalière, les paysages, l'astrophoto, etc. Il est évident que les optiques les plus lourdes exigent également les trépieds, les rotules et les fixations les plus robustes. Plusieurs détails techniques doivent être vérifiés lors de l'achat d'un trépied : - Pour éviter que les pieds ne se plient vers l'intérieur ou ne s'écartent sous le poids de l'appareil, les pieds doivent être reliés entre eux ou la tête doit disposer d'un système de crantage ou de verrouillage (appelé "G-lock" chez Gitzo par exemple). Dans le cas des trépieds de télescopes, la plupart sont munis d'un plateau central pouvant recevoir des accessoires ou d'une entretoise ajustable reliant les jambes du trépied. - La surface couverte par le trépied doit être assez large pour abaisser le centre de gravité et augmenter la stabilité de l'installation. Dans certains cas, notamment en macrophotographie, les jambes doivent pouvoir s'écarter jusqu'à 180° ou le système doit permettre de descendre l'APN tout près du sol (20-30 cm). - Sur les petits trépieds, le serrage des rallonges doit s'effectuer par clipage, plus pratique que les vis (ces dernières ayant aussi tendance à déformer les éléments en bois sur les modèles bas de gamme). En revanche, les trépieds destinés aux télescopes pesant plus de 10 kg sont toujours équipés d'un système de serrage à vis. - Pour les trépieds destinés aux APN, choisissez une platine munie d'une prise rapide (ce sont les plus répandues) et délaissez ceux équipés d'un pas de vis, juste utile pour le flash déporté. Choisissez également des pieds épais et résistants (structure extrudée et peu flexible) car c'est le dernier segment qui va devoir supporter tout le poids de l'appareil. - Pour des optiques pesant jusqu'à 2 kg (APN réflex équipé d'un téléobjectif de 300 mm ou longue-vue jusqu'à 100 mm de diamètre), des segments supérieurs de 15 à 20 mm de diamètre sont suffisants. Entre 2 et 5 kg, il est conseillé d'utiliser un trépied dont les segments mesurant au moins 25 mm de diamètre pour assurer une bonne stabilité. Pour des accessoires plus lourds, un trépied professionnel est recommandé. Et professionnel signifie usage intensif, lourd et cher mais aussi gage de qualité et robuste. Montage et démontage d'une optique encombrante Certains amateurs se demandent comment peut-on monter ou démonter un télescope lourd et encombrant de nuit ? Si vous voulez pratiquer l'astronomie et observer autre chose que le Soleil ou les météores, c'est effectivement une bonne question à se poser ! Au-delà de 200 mm d'ouverture, un télescope devient massif et encombrant. Si l'amateur n'est pas habitué ou costaud, mieux vaut être deux s'il faut déplacer le tube optique et le trépied car les gros éléments peuvent peser entre 10 et 20 kg et en terrain inconnu de nuit, un faux pas est vite arrivé. Bien sûr, il arrive que des amateurs assez costauds sortent tous les soirs de leur véhicule des télescopes catadioptiques de 300 mm d'ouverture pesant plus de 20 kg. Mais cela demeure une manipulation délicate ainsi que nous allons l'expliquer. En raison de leur poids, l'installation d'un télescope catadioptrique de plus de 250 mm d'ouverture est déconseillée aux jeunes adolescents. En revanche, des amateurs de plus de 65 ans transportent toujours leur catadioptrique de 350 mm sur le terrain, certains ayant simplement ajoutés deux poignées sur le tube optique pour plus de facilité. Comment transporter un tube optique lourd et encombrant de nuit de son véhicule au lieu d'observation ? D'abord n'oubliez pas qu'il existe des lampes-torches, que vous pouvez les fixer sur trépied moyennant un peu de bricolage ou des lampes frontales LED, ou mieux, que votre véhicule peut éclairer la scène le temps de monter ou démonter votre installation. L'alternative est de pratiquer votre passion en binôme. Il existe également une astuce pour déplacer un tube optique encombrant et lourd sans risque. Tant que chaque élément indépendant pèse moins de 30 kg, chacun peut porter les différentes pièces et assembler l'instrument en quelques dizaines de minutes comme le montre les deux vidéos suivantes en prenant l'exemple d'une grande lunette de 228 mm et d'un télescope Obsession de 635 mm de diamètre. A
voir : Installation
d'une lunette Alvan Clarck de 9", SLAS Installation d'un Obsession de 25", Francis Walsh Mais 30 kg voire même 20 kg c'est déjà beaucoup à porter pour une personne menue qui pèse par exemple 60 kg. Dans ce cas, comment placer un Celestron C14 de 356 mm d'ouverture sur une monture équatoriale, une configuration plutôt lourde et encombrante sachant que l'OTA pèse près de 21 kg et mesure 80 cm de long pour 40 cm de diamètre ? Quand on souhaite emmener un C14 sur le terrain, sachant que ce "gros bidon" coûte tout de même 7000 € (2015), mieux vaut éviter qu'il ne glisse entre vos mains ou de se faire un tour de rein.
La solution consiste à utiliser un support intermédiaire comme une chaise haute capitonée genre WTB Stardust (primée par "Sky & Telescope") ou Sky-Watcher (95 €), et de préférence blanche, cela se voit mieux la nuit. On peut aussi la fabriquer soi-même en bois à moindre frais. L'essentiel est que la hauteur du siège puisse s'ajuster et qu'il supporte un poids d'au moins 40 kg voire le poids d'une personne, soit environ 100 kg avec une tolérance de sécurité. Comment procéder ensuite ? Une monture équatoriale peut-être tournée de telle manière que l'OTA soit placé tête en bas dans sa monture et perpendiculairement au sol. C'est la position idéale pour venir placer une chaise haute capitonée à hauteur de la base (bien réglée l'assise peut être à moins de 1 cm de l'OTA). Sortez l'OTA de sa valise ou de la banquette arrière et placez-le directement sur la chaise haute, le couvercle de la lame de fermeture posé sur la chaise. Le "bidon" est ainsi posé sur une base stable en position verticale. Il vous reste ensuite à rapprocher légèrement l'OTA de l'embase de la queue d'aronde et de l'y fixer solidement. L'OTA est à présent solidarisé de sa monture et peut être retourné dans la position habituelle d'observation. Voici la méthode en vidéo mise en pratique par Greg, qui du coup considère que le "C14 est un petit télescope" : A
voir : C14
is a small scope Pour sortir l'OTA de sa monture, il suffit de faire la manip inverse. Tournez l'OTA tête en bas dans sa monture et placez-le dans le plan vertical. Placez une chaise haute capitonée à hauteur du couvercle de la lame de fermeture et posez-y l'OTA. Il vous suffit ensuite de désolidariser l'OTA de sa monture pour qu'il repose bien à plat sur la chaise. Il suffit ensuite d'amener votre véhicule tout près de la chaise et de simplement déplacer l'OTA sur le siège arrière ou dans la valise placée dans le coffre. En utilisant cette méthode, vous ne portez l'OTA que quelques secondes et évitez beaucoup de stress; le monter et le démonter de sa monture devient un jeu d'enfant. En revanche, si ce travail vous rebute, je crains que vous n'ayez pas d'autre choix que de vous reporter sur un instrument beaucoup plus léger ou un petit instrument portable (une petite lunette à tube court, un petit catadioptrique de 125 mm, un newtonien inférieur à 200 mm ou un dobsonien). Les matériaux du tube optique On n'y pense pas souvent, mais sous l'effet de fortes variations de température (exposition en plein Soleil ou dans un froid glacial), un tube optique (le tube ainsi que le miroir) subit une dilatation thermique sensible. Ainsi, un miroir de type Pyrex (Suprax, Supremax, Duran, etc.), réputé pour sa faible dilatation thermique, mettra 2 heures pour atteindre l'équilibre en passant de 10 à 25°C et il faudra bien compter 4 heures s'il gèle à l'extérieur et que l'optique a été stockée au chaud comme le montre les graphiques ci-dessous. Si le miroir présente un coefficient de dilatation encore meilleur et plus bas comme le Zerodur, ce temps d'équilibre sera encore plus long mais en revanche, le profil du miroir conservera sa courbure quelle que soit la température. Calculette : Calcul de la dilatation thermique des solides A télécharger : Telescope Mirror Cooling Calculator, Cruxis
Au cours des variations de température, un tube ordinaire se contracte ou se dilate d'une fraction de millimètre. Ainsi, en passant de 10 à 25°C, un tube en aluminium (coefficient linéaire de dilatation thermique de 23x10-6/K) de 1 m de long s'allonge de 0.345 mm soit 345 microns. En passant de 20 à 0°C, le même tube va se contracter de 0.46 mm soit 460 microns. C'est 50 à 100 fois plus qu'un tube en fibre de carbone ! En effet, avec un coefficient linéaire de dilatation thermique de 0.2x10-6/K, un tube en carbone haute résistance (HR) de 1 m de long se dilate de 0.003 mm ou 3 microns entre 10 et 25°C ou l'inverse. Bien sûr, un tube en fibre de carbone est assez onéreux (500-1000$ pour un tube de 250-300 mm de diamètre) mais on peut facilement le fabriquer sur mesure. La société américaine Public Missiles Ltd (Carbon scope tubes) vend des tubes en carbone aux particuliers, notamment pour les télescopes Celestron et Vixen et fait également du sur mesure (voir par exemple la modification réalisée par JP.Brahic sur son C14). Prochain chapitre Les systèmes de guidage automatique
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