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Jean Texereau et la construction du télescope d'amateur

Un télescope de Newton de 200 mm inspiré du livre de Texereau. Document P.Bourge.

L'expertise de Jean Texereau

Pour les amateurs d'histoire des sciences et des instruments, la fabrication et notamment le polissage des miroirs tant professionnels qu'amateurs doit beaucoup à l'inventivité de l'ingénieur français Jean Texereau.

Nous allons brièvement décrire son expertise par un exemple concret qui nous donnera l'occasion de présenter son fameux livre sur la construction du télescope d'amateur qui fit la renommée de l'ingénieur opticien dans le monde amateur.

Jean Texereau est né en 1919. Il était astronome amateur et fabriqua deux télescopes de 250 et 500 mm d'ouverture.

Ingénieur en optique, en 1946 l'astronome Gérald de Vaucouleurs le présenta à André Couder qui dirigeait le Laboratoire d'Optique de l'Observatoire de Paris. Couderc était le plus grand opticien français de l'époque, lui-même ayant rejoint le célèbre André Danjon à l'Obervatoire de Paris en 1925.

Pour son premier projet, Couderc demanda à Texereau de lui fabriquer l'optique du futur télescope Cassegrain de 60 cm de l'Observatoire de Meudon près de Paris, mission qu'il accomplit avec dextérité avant de réaliser d'autres projets encore plus impressionnants.

Par la suite Jean Texereau améliora les optiques des plus grands télescopes : 1.06 m du Pic-du-Midi, 1.93 m de Haute-Provence, et de plusieurs instruments d'analyse dont l'appareil de Foucault.

Jean Texereau fut également vice-président de l'Union Astronomique Internationale (1952-1958), membre de l'Académie des Sciences (depuis 1954) et président de la Commission des Instruments à la Société Astronomique de France parmi d'autres titres, autant de gages de compétence mais également de sa volonté de vouloir transmettre sa passion et son savoir-faire au grand public.

 L'un de ses projets va nous démontrer à quel point il était expert en son domaine.

En 1964, Jean Texereau fut contacté par l'astronome français Gérard de Vaucouleurs de l'Université du Texas qui avait émigré aux Etats-Unis. Les astronomes de l'Observatoire McDonald qui dépendait de cette université ne parvenaient pas à améliorer la mauvaise qualité des images prises avec le miroir de 2.1 m (82") du télescope Otto Struve installé en 1939.

En effet, malgré la prétendue qualité du système optique annoncée par le responsable de l'atelier d'optique qui fabriqua les miroirs, dès sa "première lumière", que ce soit en foyé Cassegrain de f/13.9 (dans l'axe optique, à travers le miroir primaire) ou Coudé de f/22.9 (foyé secondaire réfléchit suivant l'axe horaire), le télescope présentait des images stellaires manquant de finesse, présentant un aspect "doux" indésirable, bref un défaut de conception qu'il fallait absolument rectifier.

Gérard de Vaucouleurs proposa à ses collègues de faire appel à Jean Texereau. Après un moment d'hésitation ne parvenant ni à prononcer son nom ni son prénom et ne connaissant aucun autre expert, les Américains l'invitèrent donc pour examiner leur télescope.

A son arrivée au Texas, Jean Texereau découvrit que l'erreur combinée des fronts d'ondes du miroir de 2.1 m était surcorrigée de 1.2l alors qu'elle devait être 10 fois inférieure selon le cahier des charges. C'était une erreur de taille au sens strict !

Comme on le voit ci-dessous, les Foucaultgrammes du foyé Coudé indiquaient clairement que la surface du miroir n'était pas celle d'un paraboloïde de révolution. Cette erreur empêchait l'instrument d'atteindre son pouvoir séparateur voisin de 0.15".

A lire  : L'article de Jean Texereau sur le contraste de phase, Ciel et Terre, 1950

A gauche et au centre, photographies d'un Foucaultgramme (avec fente à gauche du Foucaultoir) au foyé Coudé du miroir de 2.1 m du système Cassegrain de l'Observatoire McDonald. A gauche (a), avant rectification de la surcorrection de 1.2l Au centre (b), après 17 corrections de la surface du miroir secondaire jusque l/8 par Jean Texereau en 1964. A droite, le télescope Otto Struve de 2.1 m (82") faisait l'objet de cette correction. Documents Rudolf Kingslake, "Optical Instruments, Partie 2" et McDonald Obs.

Jean Texereau fit retirer la couche d'argent recouvrant les trois miroirs utilisés dans le système optique et évalua leur qualité. Tous étaient surcorrigés. En fait, non seulement l'atelier d'optique avait bâclé son travail mais il n'avait pas tenu compte des contraintes que subit un miroir installé dans un télescope.

Avant de s'occuper du miroir Coudé, Jean Texereau rectifia d'abord les deux miroirs plans du train optique Cassegrain. Il montra aux Américains une nouvelle technique de polissage manuel des miroirs secondaires offrant une excellente performance. Jean Texereau travailla la journée et évalua le résultat durant la nuit. Il parvint ainsi à obtenir une précision de l/13 soit une erreur inférieure à 22 nm à la surface des miroirs.

Il s'occupa ensuite du miroir Coudé qui présentait un défaut supérieur à 3l. Il dut réaliser 21 polissages et autant de tests pour le rectifier dans les mêmes proportions.

Au terme de son travail, le système optique atteignit un précision de l/8 et Jean Texereau put déclarer le télescope prêt à recueillir de nouvelles lumières sur un miroir dorénavant brillant comme un sous neuf. L'écho du savoir-faire de Jean Texereau avait traversé l'Atlantique.

Ajouté à ses précédents succès, ce résultat assit définitivement la réputation de l'ingénieur opticien français à travers le monde.

Le livre

Les astronomes amateurs connaissent surtout Jean Texereau pour son livre mémorable sur "La construction du télescope d'amateur" dont la première édition parut en 1951. La 1ere édition anglaise "How to Make a Telescope" sortit en 1957 chez Garden City et sera rééditée chez Doubleday Anchor Books en 1963.

Publié par la Société Astronomique de France, c'est un livre technique de 136 pages écrit dans un style très littéraire et accessible, destiné aux astronomes amateurs désireux de construire leur propre télescope de 200 mm de diamètre f/6 ou f/8 (sur monture azimutale écrivait-il à l'époque, car plus facile à construire). Le choix du 200 mm correspond aux dimensions minimales ouvrant les portes de l'observation détaillée du ciel et de l'espace profond.

Ce livre est devenu un incontournable car il permit aux amateurs quelque peu habiles de leurs mains et disponibles de fabriquer un télescope pratiquement à la main, avec très peu d'outils et à très peu de frais, tout l'inverse du prix alors exorbitant des télescopes et des accessoires du commerce.

A télécharger : La construction du télescope d'amateur, Jean Texereau, 1961

De gauche à droite, les éditions de 1951, 1961, 2004 et la 2eme édition anglaise de 1984 du livre de Jean Texereau consacré à la construction du télescope d'amateur.

Cette première édition connut un grand succès notamment en raison de son chapitre II entièrement consacré à la fabrication du miroir principal (taille, polissage, parabolisation), pièce maîtresse de tout télescope. Elle comprend également des chapitres décrivant du miroir secondaire, la fabrication de la monture, une revue des oculaires et une analyse précise des effets de la diffraction et des effets de la turbulence atmosphérique sur la qualité des images.

L'intérêt du livre vient aussi du fait que Jean Texereau y développa des formules et des méthodes d'évaluation originales et simples pour analyser les défauts, les performances et autre phénomène de diffraction affectant l'image télescopique.

C'était la première fois qu'un expert décrivait ces techniques de manière aussi complètes, mathématiquement parlant. Tout d'un coup, la fabrication d'un télescope d'amateur parut beaucoup plus simple.

Ce premier tirage fut rapidement épuisé. En 1961, Jean Texereau proposa une 2eme édition, "C.T.A II", qui était aussi deux fois plus volumineuse, comprenant cette fois 280 pages richement illustrées de dessins détaillés qu'il réalisa lui-même à la main.

Dans cette nouvelle édition, Texereau ajouta des chapitres sur le perçage d'un miroir Cassegrain, la réalisation d'une lame de fermeture, des plans de construction de montures équatoriales, etc, avec moult explications, au besoin accompagnées de formules.

Cette seconde édition fut également publiée en anglais ("How to Make a Telescope", 1961/1984) et en espagnol ("El telescopio del aficionado. Cómo se construye", 1961) mais ces traductions n'ont pas été mises à jour depuis, peut-être du fait de la concurrence des fameux "ATM" (voir plus bas) et autres livres anglo-saxons consacrés au même sujet.

Un Newtonien de 205 mm construit par Yann Fournereau selon les plans de Texereau.

Il faudra attendre... 43 ans pour disposer d'une 3eme édition en français mise à jour en 2004 comprenant 318 pages toujours richement illustrées avec les dessins d'époque, complétées par de nouveaux chapitres sur l'argenture, l'aluminure, les revêtements et l'astrophotographie parmi d'autres sujets.

La révision de cette nouvelle édition fut notamment assurée par Marie-Françoise et Pierre Bignonne, Alain Spang, David Vernet ainsi que Jean-Philippe Cazard d'Axilone, qui est également webmaster du portail Astrosurf et directeur de publication d'Astrosurf Magazine.

Malgré tous les progrès et la chute générale des prix des matériaux observés depuis la sortie de ce livre, il reste étonnemment d'actualité et continue à faire rêver les astronomes amateurs et les bricoleurs.

En effet, pratiquement toutes les étapes peuvent s'effectuer à la main avec très peu d'accessoires facile à trouver et des outils de fabrication personnelle. Seul le perçage éventuel du miroir ou la fabrication de la monture comprenant des parties en acier exige des matériaux ou des outils spécialisés.

Devant la facilité de réalisation, il n'est pas étonnant que les amateurs habiles de leurs mains aient suivi l'exemple des professionnels et se soient mis en tête de construire leur propre télescope, notamment de type Newtonien et Dobsonien. On y reviendra.

Cette somme de connaissances reste le livre de chevet de nombreux passionnés et doit figurer en bonne place dans la bibliothèque de tout amateur.

Comme le rappelle Philippe Morel, vice-président de la SAF, Jean Texereau publia ou collabora également à quatre autres livres de vulgarisation dédiés à l'astrophotographie, les constellations, l'optique et l'observation de Mars.

Pour les bibliophiles

Face à la demande des amateurs, toutes les éditions ont rapidement été épuisées chez les éditeurs à l'exception de l'édition américaine de  Willmann-Bell de 1984 (440 pages) qui est toujours disponible.

En accord avec l'éditeur Vuibert qui souhaita transférer son stock, aujourd'hui l'édition française de 2004 est disponible en exclusivité chez Astroshopping au prix de 22€ plus port.

Les différentes éditions papier sont de temps en temps disponibles sur le marché d'occasion entre 20-80€ (bien que certains vendeurs peu scrupuleux essayent de les vendre à plus de 100€).

A l'intention des acheteurs, à l'occasion de la sortie de la 3eme édition, au terme des 50 ans de protection du copyright, à la demande générale Jean Texereau accepta généreusement de publier gratuitement une version numérique et intégrale de l'édition de 1961 avec les dessins d'époque. Jean Dragesco accepta qu'Axilone le propose en ligne sur le site d'Astrosurf au format PDF et sur CD-ROM. Vous pouvez télécharger ce livre gratuitement sur Astrosurf.

Au terme d'une vie bien remplie au service de la science et des amateurs, Jean Texereau nous quitta le 6 février 2014 à l'âge de 95 ans mais non sans nous avoir légué son savoir-faire.

Amateur Telescope Making

En complément de cet hommage, nous ne serions pas complet sans signaler que les amateurs Anglo-saxons disposent déjà depuis 1916 des articles sur la construction d'un télescope de Russell W. Porter publiés dans le magazine "Popular Astronomy". A cette époque Porter avait déjà construit un télescope de 400 mm f/12.

Il y eut aussi les nombreuses articles décrivant les télescopes fabriqués par les membres de l'association Springfield Telescope Makers, la fameuse association de Stellafane qui tenu sa première convention en 1926 et dont "Sky & Telescope" relate chaque année les activités dans ses colonnes.

A partir de 1923 et durant 30 ans, Albert G. Ingalls, éditeur associé de "Scientific American", publia dans ce magazine connu mondialement des articles techniques allant du polissage du miroir au photomètre en passant par le filtre interférentiel, proposées par W. Porter et de nombreux autres constructeurs tels que James G. Baker, George E. Hale ou George W. Ritchey dont les innovations ont depuis marqué l'astronomie et inspiré de nombreux constructeurs. 

La dernière édition des "ATM" d'Albert G. Ingalls proposée par Willman-Bell depuis 1996.

L'ensemble de ces articles furent rassemblés dans les trois volumes de la série "Amateur Telescope Making" (Vol.I 1926/1935, 4 éditions; Vol.II. 1937/1978, 17 éditions; Vol. III 1953/1979, 10 éditions) dont voici un exemplaire de la première édition comprenant un article du révérend irlandais W.F.A. Ellison publié en 1920 initulé "The Amateur's Telescope". 

L'ensemble des "ATM" furent republiés une xième fois en 1996 par Willmann-Bell sous une forme "réorganisée" mais sans correspondance "one-one" avec la version originale. C'est aujourd'hui l'édition la plus répandue.

Ces trois "ATM" sont régulièrement proposés d'occasion sur ebay à des prix tout à fait raisonnables, même les éditions des années 1930 (20-30$).

Pour le lecteur qui désire aller plus loin, nous verrons dans d'autres articles listés ci-dessous les différentes étapes de la fabrication du miroir d'un télescope, des spécifications des verres jusqu'à l'application des revêtements sur le disque poli.

Pour plus d'informations

Livres

La construction du télescope d'amateur, Jean Texereau, SAP, 1961 (PDF à télécharger)

La construction du télescope d'amateur, Jean Texereau, Vuibert, 2004 (via Astrosurf)

Réalisez votre télescope, Karine et Jean-Marc Lecleire, Distrib.Burillier, 1998 (voici le sommaire)

Lunettes et télescopes, André Danjon et André Couder, 1935; Blanchard, 1979/1999

How to Make a Telescope, Jean Texereau, Willmann-Bell, 2d edition, 1961/1984

How to Make a Telescope, Jean Texereau, Doubleday Anchor Book, 1st edition, 1963

Amateur Telescope Making (3 tomes), A.Ingals/Collectif, Willman-Bell, 1996

Advanced Telescope Making Techniques, Mackintosh, Willmann-Bell, 1986 (en occasion)

Amateur Telescope Making Books and Periodicals, Stellafane

Telescope Optics, H.Rutten/M.van Venrooij, Willmann-Bell, 1992

Sur ce site

Spécifications des verres utilisés en astronomie

La fabrication du disque brut d'un miroir

La fabrication d'un miroir de télescope

Les revêtements des miroirs de télescopes

Coatings, revêtements antireflets et dispersions (des lentilles)

La qualité des optiques

L'astronomie amateur (hommage à Pierre Bourge)

Forum

Forum Astrosurf, section Astronomie pratique

Forum Futura-Sciences, section Physique

Forum Webastro

Logiciel à télécharger

TEX (calcul de la flèche selon J.Texereau, zip de 141 KB).

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