A Gerbert Gaillard

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  1. TSMKoli - Collimation

    je viens d'en rentrer un pour mes besoin de collimation avant les mesures sur banc. J'étais sur un tube type cassegrain et j'avoue que sur le coup j'ai pas trop vu ni compris comment bien s'en servir, en visuel derrière un oculaire entre 20 et 6mm j'avais l'image retour des 4 diodes, très puissantes, et 4 points au milieu. J'ai dû considérablement dévisser le support qui porte l'oculaire. Ce n'est qu'après 3 ou 4 essais que je me suis rendu compte, en sortant l'oculaire, qu'on retrouvait les images présentées sur les vidéos. J'en suis arrivé à la même conclusion, il faut un tube allonge en 31,75 de 3 à 4cm de tirage pour bien visualiser la figure centrale, sur laquelle se fait l'alignement. A noter que le coulant 50,8 est bien ajusté, en revanche, celui dans lequel on met l'oculaire pour observer est un peu lâche. Bon au final j'ai quand même terminé la collim sur un startest...
  2. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Bonsoir, OK avec toi Jean sur les 0,08mm de variation de focale, ça change ma conclusion, ton maintien avec couronne externe en bord marche, sans effet indésirable majeur sur le focus. J'en profite pour répondre à Bluedob : regarde les imprime écran de PLOP en page 2, tu définis ton design de barillet dans les onglets "cell type" et "cell design", il faut renseigner le nombre de couronnes, le nombre de points par couronne, l'angle, et la force de réaction (ou lui dire d'optimiser sur ce paramètre, à position des touches figée).
  3. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Bonsoir, ma petite contribution pour continuer à faire vivre ce post. Quelques compléments dans la lignée des analyses d'hier : 600 TJMS avec tout sur 1 appui latéral, noeuds de la touche bloqué en XY et affichage du déplacement selon l'axe optique + vue latéral. Comme on s'y attendait, c'est pas très joli.... forcément selon la gravité, ça bouge plus que les 2 touches à 120° .... 400nm de déplacement du miroir quand même ! La comparaison avec une force équivalente au poids du miroir, et non un appui rigide, résultat tout à fait comparable (et c'est logique dans ce cas) : Conclusion : 3 points à 120° en équatorial, ca peut donner 1 point latéral qui reprend tout le poids. Et dans le cas très théorique où l'on est pile poil dans le plan du CdG, sans efforts parasites de contact, on voit que la déformation n'est pas négligeable, mixant à priori astigmatisme et tréfoil. A méditer, la solution visible sur l'image de JPB avec 4 leviers à 90° permet d'améliorer les choses. Enfin, j'ai fait un cas de fixation par le centre, via 2 touches à 120° dans le plan du CdG. Noeud bloqués en X et Y. C'est intéressant de comparer avec les simus d'hier utilisant un bridage sur le 1/2 contour intérieur ou tout le contour, où des "oreilles" de déformation rouges apparaissaient, alors qu'ici non. Les amplitudes sont aussi plus faibles, bref, c'est globalement meilleur...J'ai fait tourner 2 fois mon modèle car j'avais oublié une partie des infos, même résultat les 2 fois. Et l'histogramme montre que quasiment tout le miroir est compris entre -5nm et 5nm, donc le RMS est très bon. (échelle : tous les 10-5 mm, soit 10nm) La partie bleue en bas qui recule s'explique par le fait que le miroir est calé au dos par les trois points de collim, mais pas jusqu'en bas. Au delà des 2 points situés au 2/3 du bas, le miroir commence à partir vers l'arrière car il n'est pas bloqué vers la zone à 6H. enfin, déplacement vertical, cohérent avec les autres calculs, dans les 200nm & très homogène.... Bonne soirée ! Alexandre
  4. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Oui et non JP, le zerodur a un module d'Young de 91 GPa, contre 64 "seulement" pour le borosilicate. Ça fait plus de 40% de raideur supplémentaire, donc autant de déformation de pliure en moins. Il est peu connu pour ça, mais je pense que c'est le "verre" le plus rigide.
  5. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    ben, à priori, faut multiplier les points d'appui, y'a pas vraiment de solutions miracle malheureusement. Olivdeso, ci joint quelques simus de votre TJMS 600 vis à vis du maintien latéral. Je vais lever le pied un peu sur les modélisations, je prends pas mal de retard sur d'autres sujets. Je traiterai peut être le sujet "mono point d'appui latéral" ce week end. TJMS : épaisseur 52mm : masse miroir 28,715 kg. Le CdG est à 23,359mm du dos du miroir. Voilà les résultats : Simu 2 appuis à 120°, dans le plan du CDG, noeuds bloqués en X et en Y : Simu via les forces de réaction aux appuis (me paraît plus physique, comme le 500, enfoncement de la matière vers le centre miroir et bourrelet avant et arrières, ce qui est logique). 281,7N de réaction aux appuis de chaque côté. 40 à 50nm sur la surface, ça commence à faire mal sur la WFE...rappel faut faire x2 sur le front d'onde. Simu maintien par le centre, bridage (collage) sur le 1/2 contour supérieur interne, déplacement suivant axe optique : déplacement suivant la gravité : Simu finale avec bridage au centre sur tout le contour, type primaire de célestron : voilà.... j'espère que ça pourra vous aider (et aux autres aussi), j'y ai passé du temps... tenez nous au courant svp ! Alexandre
  6. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Bah ça traite des barillets au final, ça reste donc dans la thématique. J'ai fait la vérif pour le TJMS au plan, j'arrive quasiment au même résultat avec PLOP et la CAO. Avec refoc : sans refoc : Pour les gros miroirs, il faut bien penser à augmenter la finesse de maillage, les 2 dernières lignes dans l'onglet "cell type". J'ai mis ici 25 rings et 20 en épaisseur, la petite différence dans les résultats vient de là. PLOP tourne vite en général donc c'est pas un souci. La visu de la carte couleur en sera d'autant plus fine, et la recherche de l'optimum + précis. Du coup l'optimum en efforts, cotes au plan : Pour les aspects tranche, l'idée de raisonner aussi en efforts semble pas mal, mais le souci c'est qu'il faut "accrocher" quelque part le modèle sinon il dérive (jusqu'à afficher des km! ). Accrocher, ça signifie qu'on peut pas juste lui indiquer 2 efforts sur la tranche, aussi précis soient ils. il faut un paramètre supplémentaire pour que le modèle puisse converger. Ex avec les calculs au dos du miroir, les 3 points fixes de collimation qui bloquent le déplacement. Avec ce genre de conditions aux limites la pièce est figées et l'outil trouve une solution viable. Bon ici j'ai feinté avec une consigne en déplacement de 10µm (le mini possible) sur tout le miroir selon la gravité, et les 2 efforts de réaction de 166.8N aux points d'appui, sur le 500 de JD. Au final la figure de déformation me paraît plus logique que quand les noeuds sont bloqués, il manque quand même la visu de l'échelle de couleur pour affiner l'interprétation de l'amplitude min/max, mais quand même le résultat me paraît plus physique. J'ai pas non plus fait de double vérif... Si j'ai le temps je creuserai le sujet, mais là je commence à avoir d'autres sujets prioritaires... De toute façon à un moment donné, il faut lâcher la théorie et les modèles et faire une vraie mesure, startest ou autre. Du concret, c'est la base! Je pense que les palonniers latéraux à 2x2 points d'appui ont le gros avantage de diminuer fortement l'affaissement du miroir vers le bas, en plus de répartir les efforts. Très localement au niveau des touches, comme le miroir "coule" globalement moins, ça doit réduire aussi tout ce qui est hystérésis et frottement parasites. Pour un dob de 500 ou 600 qui bascule toujours selon le même axe, c'est le top. Pour un équato à fourche en revanche, 3 points à 120° ça me paraît toujours un peu faible, d'autant que dans certains cas quasiment tout le poids du miroir repose sur 1 seule touche latérale. Ca vous a jamais interpellé ça?
  7. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Salut Pascal, J'utilise le blocage d'une petite surface d'appui selon 2 directions perpendiculaires, au niveau de l'appui. Pour générer la vue j'augmente considérablement la visualisation de la déformation. Ça permet de mieux voir le sens de l'astig par exemple. C'est vrai que très localement, c'est discutable (ton zoom), mais globalement ça se diffuse assez vite sur tout le miroir. En effet une fonction "glissement + frottement" serait peut être plus représentatif, car les noeud ne sont pas forcément complètement bloqués en vrai, mais j'utilise Freecad. Tu m'as donné une idée, je vais essayer de voir ce que ça donne avec une force de réaction plutôt qu'un blocage. Ça sera peut être plus réaliste sur ce point. Et oui ça serait sympa d'arriver à se revoir, j'ai pas oublié notre discussion. 🙂
  8. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    allez les résultats du +/-1.5mm sur le supportage latéral du 500. intéressant la différence, y'a un truc à creuser là.... Plots décalés vers le dos du miroir : Plots décalés vers la face optique : Y'a pas photo... plutôt vers l'avant que vers l'arrière..... Alexandre
  9. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Bonjour, 200nm de flèche supplémentaire au centre, c'est 835 microns de variation de focale, donc de déplacement du foyer. 0,835mm! C'est pas négligeable du tout, quand tu sais que la tolérance en défocus sur un télescope ouvert à 5 tourne autour de 15 microns (source : http://www.astrophoto.fr/focus_fr.html) Je vous mets rapidement la figure de déformée du 500 de JD quand il pointe entièrement à l'horizontale, sur 2 appuis à 120° positionnés dans le plan passant par le CDG. On retrouve une figure d'astig comme prévu, après les amplitudes sont pas folles non plus. Associé à ça, il faut que je regarde avec un plot décalé de 1,5mm par rapport au CdG, pour voir la sensibilité. Faut que je modifie mon 3D pour ça. Pour info également le déplacement selon la gravité du miroir. Je vous ai rajouté l'histogramme de répartition. On voit que la majorité des noeuds du modèle subissent un grand déplacement, signe que c'est quasi tout le miroir qui bouge de la valeur indiquée, sauf très localement proche des appuis. Le déplacement pur n'est pas assez significatif pour avoir un impact sur la collim, par contre ce "glissement" du miroir va en effet générer des efforts parasites au niveau des points d'appui, pour le coup plutôt tangents à la tranche du miroir je pense. A suivre, un peu moins de temps aujourd'hui. L'epoxy de tes CAP a dû être rajouté car les cordes devaient suivre ce déplacement de leur capacité de mouvement dans la vis creuse. Si elles avaient 1 ou 2mm de jeu, il est possible que le miroir soit descendu d'autant, les appuis n'étant pas immobiles. 2mm sur la collim, ça devait se voir. Le roulement (unidirectionnel) voire une bille (multidirectionnel) reste à mon sens le meilleur choix pour faire passer un effort parfaitement normal à la surface, sans force parasite transverse. Je le modéliserai sur le TJMS, le 500 de JD étant affecté de la courbure évoquée, elle va "écraser" complètement les petites déformations que l'on souhaiterait voir.
  10. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    bon là ça commence à devenir intéressant ! En voulant travailler le 500 de Jean sous PLOP, je viens de voir que l'on peut effectivement dimensionner un astatique dessus. Il suffit pour cela d'utiliser la case "Variable forces on supports" présente dans l'onglet "Cell type". On saisit les valeurs des efforts dans "Cell design". Allez les gars, avouez, vous le saviez et vous m'avez rien dit !!!! Alors ça donne quoi? Ben si on tient pas compte de la refocalisation, on retombe sur mes résultats plus hauts, flèche PtV de 200nm de la surface ( ouf ça m'évite le goudron et plumes en public ! ) et si on coche la case refoc, ben on obtient le défaut de surface sans la courbure principale. Le résultat est intéressant. Bravo Jean car en effet le RMS est bon, et c'est pas courant comme géométrie de maintien.... Mais le seul truc qui me tracasse, c'est cet effet de courbure principal sur le comportement du miroir, qui équivaut à 0,835mm de variation de focale. Quid sur la stabilité en focus quand tu changes le pointage du télescope, et que le miroir passe d'un maintien au dos à un maintien latéral??? Cette courbure va disparaître et le miroir va "pomper" en focus. Imaginons que tu fasses une pose longue sur un objet qui monte dans le ciel, tu vas avoir un méga différentiel de focus au fur et à mesure que ton miroir va pointer de plus en plus haut dans le ciel. Est ce que tu aurais déjà constaté ce phénomène? En tout cas je viens de découvrir une nouvelle fonction de PLOP, la vérif croisée avec le modèle élément fini CAO ouvre pas mal de possibilités... merci pour ça. Olivdeso, toujours pas les paramètres dispos pour le TJMS? et merci aux modos du forums, à qui je dois donner pas mal de travail de relecture en ce moment ! (cause pseudo "Pro")
  11. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    OK Jean je te l'ai fait aussi car je te l'avais proposé, mais je ne pourrai pas modéliser les miroirs de tout le monde ça prend quand même du temps. Ton miroir : j'arrive à 17 kg pile poil, soit 166,78N au total. La couronne interne prend 0,3x ça, soit 50,03N, donc 16,68N par levier interne. La couronne externe en bord prend 0,7x le total soit 116,74N, divisé par 9 ça fait 12,971N par levier (et aussi sur les points de collim, qui prennent donc env. 1.3kg d'appui). Ce sont directement les infos que tu m'as communiquées. J'ai modélisé avec les infos matériau de PLOP, ie 2230kg/m3 et 64 GPa en module d'Young pour le verre. J'arrive à ça.... Tu as une grosse courbure en flexion, donc une contribution de déformation en focus / impact focale majoritaire. Je ne sais pas si tu en avais conscience, mais ton barillet sous compense clairement le poids du miroir. La flèche associée à cette flexion est de l'ordre de 200nm PtV sur la surface.... Pour info les déplacements X et Y. Les valeurs sont identiques et symétriques à 1 ou 2nm près, dû je pense à la dissymétrie de la masse des points latéraux en Y (je dessine physiquement des petits plots). Cela me paraît tout à fait valide. Sur ton site tu parles de l'aberration de sphéricité, cette courbure de ton miroir, c'est voulu? Quel est l'intérêt? Je te disais que j'étais pas fan des points d'appui tout au bord, je reste sur cet avis, mais tu as sûrement une explication vu le détail de tes pages. Je n'ai pas encore simulé le miroir incliné, c'est plus long à faire. Alexandre
  12. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Bonjour, OK Olivdeso, je suis disposé à faire l'étude pour le TJMS à des fins d'alimentation du post. Il me faut la géométrie des points au dos et en latéral, les efforts des leviers et si tu as le matériau du miroir, ça sera plus précis. Je regarderai d'abord ce que donne uniquement les positions au dos avec un barillet classique et avec votre astatique. Ensuite je ferai un cas miroir incliné à 60° d'abord sans frottement latéral et avec un frottement lateral équivalent à 10% du poids exercé sur le point d'appui. Ca sera intéressant de comparer avec le cas réel, j'ai vu sur le post du T1000 de Jean Marc que vous aviez encore quelques doutes sur le réglage. La comparaison sera intéressante. J'attends tes infos. Alexandre
  13. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Absolument, mais il me semble que ce n'est pas une évidence pour tout le monde. En conséquence, les efforts des leviers des 2 couronnes ne sont pas identiques. On est bien d'accord. OK c'est possible, mais ce n'est pas tout à fait l'objet du post, si on prend ça en considération on tombe dans le cas par cas, je souhaiterais rester général. il est clair que si les fonctions de rotule et de balancier d'un barillet classique sont mal assurées mécaniquement, les appuis se feront mal et le miroir va en souffrir. PLOP optimise sur un critère de déformation minium de la surface. Il ne donne en sortie que les positions des touches d'appui, mais pas les réactions (efforts) associées à ces appuis. Ces données sont accessibles au travers d'une analyse éléments finis. Or pour quelqu'un qui veut faire un asta, ces données sont fondamentales. Quand je dis que c'est "transparent" avec un barillet classique, je veux simplement dire que que les appuis se chargent automatiquement des bons efforts (tout frottement / hystérésis négligé à ce stade), alors que pour un asta, il faut le régler, c'est donc un paramètre à maitriser. Les aspects hystérésis sont un autre sujet, qui viennent en plus des concepts de base. J'ai commencé à regarder en détail tes pages, il m'est possible de simuler un miroir incliné selon un certain angle, avec un effort de frottement lié aux appuis latéraux (via une force tangentielle exercée au point d'appui, comme sur tes schémas). Tu vas jusqu'à modifier en conséquence la position des points d'appui arrières, perso je n'irais pas jusque là, mais je suis curieux de voir sur un cas concret. Tu aurais les infos de ton 600 que l'on fasse ça sur un cas réel connu? Par contre les aspects déformations des supports, là on est plus dans le fait de perdre la position des miroirs, et donc d'impacter la collimation. Pour moi c'est encore un autre débat. Je souhaite rester sur des considérations d'erreurs de front d'onde liées à la déformation du miroir, et non son déplacement global. Bon à part ça, j'ai l'impression que notre petite discussion a fait fuir tout le monde...
  14. Barillets astatiques VS barillets classiques : on fait le point !

    Bonjour, et bien non justement, et c'est là tout le problème des barillets existants et la difficulté du dimensionnement d'un astatique, et qui n'a jamais été clairement mis en avant jusqu'à maintenant. Il faut partir d'une analyse avec des points d'appuis bloqués selon l'axe optique (équivalent d'un barillet classique), et regarder quelles sont les forces de réaction en jeu au niveau des appuis. On se rend alors compte que les efforts sur les couronnes internes et externes ne sont pas rigoureusement identiques, ce qui signifie que sur un barillet optimisé sous PLOP, la masse du miroir n'est pas rigoureusement répartie sur les N points du barillets. Et un asta qui serait réglé sur ce principe va présenter de l'astigmatisme, puisque le déséquilibre engendré va être compensé par le miroir lui même. Voir ci dessus la différence sur les efforts que je donne pour le cas d'un 760. On parle là uniquement du meilleur maintien quand le miroir pointe au zénith, donc abstraction faite des appui de la tranche et même des coeff de friction. C'est "juste" une histoire de répartition des masses et d'équilibrage, mais c'est pas facile à appréhender. Tout l'objet de mon message est d'attirer l'attention sur ce point. Sur la page Altaz, Fred cite : "Les calculs suivants proviennent du programme Hansi de Luc Arnold". il est probable que les calculs aient pris en compte un critère de répartition de masse homogène sur les appuis. Mais PLOP en tout cas n'optimise pas sur ce critère. Sinon sur la question de l'astigmatisme de pliure, je ne vois rien dans la page de Fred Géa qui explique comment le gérer. L'astigmatisme de pliure est dû au fait que le miroir va s'autoporter en conf horizontale, le haut du miroir (à midi pour une horloge) va tomber vers l'avant, les points à 3H et 9H vont avoir tendance à reculer. Il me paraît impossible d'optimiser un astatique sur un critère à la fois de meilleur maintien miroir pointant au zénith, et chercher à compenser cette déformation de pliure, qui impliquera un réglage spécifique des leviers. A mon sens les seuls moyens de compenser l'astig de pliure est de retenir au maximum le poids du miroir au plus près de la matière là où elle est : leviers tirants sur la tranche supérieure du miroir, levier asta sur des parois de nervures d'un miroir allégé, ou plots au dos collés, mais cette solution n'est pas à valider car elle présente d'autres problèmes. Ces questions sont applicables quelle que soit le diamètre du miroir. Bien sur un 400 aura souvent un ratio épaisseur /diamètre plus favorable qu'un 600 ou un 800. Donc un asta mal équilibré en masse et qui solliciterait le miroir en déformation, via sa raideur, aura moins d'impact sur un petit miroir que sur un gros. Un instrument précis de mesure sera dès lors d'autant plus utile pour faire la part des choses sur les contributeurs.
  15. Bonjour à tous, Je souhaite aborder ici un sujet qui paraît traité de longue date dans la littérature, et qui pourtant présente encore des lacunes dans la compréhension des phénomènes mis en jeu et leur interprétation, conduisant à des problèmes comme par exemple la présence d’astigmatisme dans certains télescopes. De par mes travaux sur le design des miroirs allégés, leur supportage et leur performance, mais également de par les instruments que j’ai été amené à tester, je me suis interrogé sur les avantages que présentaient les barillets astatiques, et les justifications techniques communément avancées sur le choix de ce concept. C’est pourquoi je souhaite partager avec vous le fruit de dizaines d’heures d’étude et de calcul, de vérifications et d’interrogations réparties sur plusieurs mois, qui m’ont permis de mieux appréhender les particularités d’un tel barillet, ses avantages, ses défauts et ce que cela implique pour l’amateur. Je vous propose d’aborder cela en détail. Les 2 grands principes de barillets : En astro, il existe 2 types de barillets : les conventionnels et les barillets astatiques. Les conventionnels sont constitués d’un ensemble mécanique plus ou moins complexe, incluant triangles, balanciers et rotules, le tout permettant un appui réparti de manière isostatique et uniforme sur n points (6, 9, 18 etc…). Ici l’exemple de mon propre 18 points sur mon 600. Le barillet astatique utilise quant à lui le concept de levier que l’on associe la plupart du temps à 3 points fixes pour la collimation du miroir. Les points fixes en contact direct au dos du miroir figent la position du primaire, les leviers venant alors soulager le miroir en chaque point d’appui. L’astatique est mis en avant comme étant plus adapté que le conventionnel pour les grands diamètres, car il ne nécessite pas d’empilement d’étages multiples comme sur un 18 ou 27 points classique, tout peut être ramené sur la face arrière de la structure du télescope, simplifiant ainsi la conception de l’ensemble, et limitant au maximum les jeux nuisibles à la précision. On constate par ailleurs au travers des différents posts sur le sujet que ce système est reconnu comme étant meilleur qu’un barillet classique pour un même nombre de point d’appui donné, sans que ses défenseurs ne sachent réellement expliquer pourquoi. Il est aussi admis que le revers de cet avantage est la nécessité d’un réglage « touchy » et pas à la portée de n’importe qui (mécanique de précision des leviers). Pourtant, de nombreux observateurs équipés de tels systèmes font état de présence d’astigmatisme dans leur télescope et de difficultés de réglage, sans qu’une réelle réponse n'ait été apportée à ce problème... Certains font même marche arrière et reviennent à une solution de barillet « classique ». Les différences : Prenons comme base de réflexion un barillet 18 points. Dans une configuration classique tel qu’illustré plus haut, celui-ci sera constitué de 6 triangles rotulés et solidaires 2 à 2 via 3 balanciers. Le miroir est alors posé sur un plan équivalent, immobile et stable, et son poids se répartit automatiquement sur les 18 points. La raideur de l’ensemble est apportée par la mécanique du barillet, le miroir ne subissant qu’une flexion locale entre les points d’appui. Enfin, les outils tels que PLOP permettent d’optimiser l’ensemble, en particulier la position des touches. Son « jumeau » en version astatique est constitué des mêmes positions d’appui au dos du miroir, mais à l’inverse du conventionnel, seuls 3 points seront fixes et solidaires de la structure. Ces 3 points forment également un plan, et l’inclinaison de ce plan permet de gérer la collimation du miroir. Associé à ces points fixes, 15 autres points sont rajoutés au dos du miroir, 6 au centre et 9 en périphérie, via des leviers. On applique alors un effort au dos du miroir grâce à ces leviers, cet effort étant sensé contrecarrer localement la gravité et soutenir le miroir. La littérature recommande de répartir peu ou prou équitablement le poids du miroir sur le nombre de points d’appui, certains « ajustant » parfois ce calcul de base en renforçant le soutien sur la couronne périphérique. A priori donc, pour le miroir, le système est équivalent à un système conventionnel, mais avec une mécanique plus simple que l’on peut même « ajuster » si besoin, à la première lumière de l’instrument. A noter enfin que différentes variantes sont possibles, barillet astatique 15 ou 12 points, sur ce même principe de 3 fixes + 9 ou 12 leviers, voire même y associer des triangles. Ici par ex un astatique 12 points. Dans son fonctionnement, les leviers sont alors sensés maintenir le miroir au moins de manière équivalente à ce que ferait un barillet conventionnel, puisque qu’un effort de soutien en son dos est appliqué en permanence, et ce, quelle que soit l’inclinaison du tube… Oui mais voilà… ce beau raisonnement n’est malheureusement que théorique, et ne tient pas compte de plusieurs facteurs, tels que l’équilibrage réel des masses sur les appuis et la sensibilité de l’ensemble. Question : Dans le cas d’un astatique, que se passerait il si l’on venait à appuyer sur la face optique du miroir pile au droit d’un levier ? Le miroir pourrait il « descendre » localement sous la pression de l’appui ? La réponse est OUI. Le pourrait il également avec un appui conventionnel? NON, impossible. Donc, si le miroir le voulait, l’astatique ne pourrait pas empêcher le miroir de descendre à une position plus basse qu’il ne le devrait normalement, puisque par principe même le levier présente une capacité de déplacement selon l’axe optique. A l’inverse, c’est impossible avec un barillet classique. Mais pourquoi cela se produirait il ? Cela signifierait que localement, ce point d’appui voit plus de charge qu’escompté, et que le contrepoids du levier ne suffit pas à compenser l’affaissement du miroir vers le bas. Le miroir ne peut pas peser plus lourd que ce qu’il ne pèse ! La réponse à cette question, et c’est là toute la subtilité du concept, tient dans le fait qu’il faut également tenir compte du balancement et de l’équilibrage des charges vis-à-vis des points fixes… OK, je m’explique. Prenons l’exemple d’un pont suspendu à haubans, type Viaduc de Millau. Le tablier, sensé rester le plus plan possible, est retenu via des piliers fixes sur lesquels il est partiellement posé, et via un ensemble de haubans tendus entre les piliers, haubans qui contrecarrent l’effet de la gravité et donc la déformation du tablier. A cela s’ajoute le fait que l’ensemble est géométriquement équilibré et uniformément réparti, un pilier donné supportant exactement la même masse sur son côté droit que sur son côté gauche. Dès lors, la seule déformation du tablier sera de la flexion locale entre 2 points de fixation des haubans. Qu’en est il maintenant si un des piliers était décalé, et qu’il supportait une masse plus importante d’un côté que de l’autre ? Dans ce cas, le déséquilibre de masse ferait pencher le tablier du côté du balourd, tout en soulevant la partie du tablier située de l’autre côté du pilier, via la raideur en flexion intrinsèque au tablier. Côté balourd, le tablier se retrouverait à un niveau anormalement bas, à une position stable d’équilibre, au prix d’une importante flexion de l’ensemble associée à une contrainte interne anormale. Le pilier voisin serait aussi impacté, et c’est finalement l’ensemble du tablier qui prendrait une nouvelle géométrie inédite de flexion, avec des amplitudes d’autant plus importantes que le déséquilibre vis-à-vis du pilier est important. A ce stade, la déformation en hauteur du tablier sera considérablement plus importante que la micro flexion locale acceptable entre 2 haubans. Notons enfin que dans cet exemple, la tension des haubans ne change pas (supposition de premier ordre). Par analogie, on peut appliquer ce même raisonnement à un miroir sur barillet astatique, dont 3 points seraient fixes et dont l’effort des leviers aurait mal été dimensionné. Les 3 points fixes constituent en fait 2 lignes d’équilibre, les fameux « piliers » du pont, lignes vis-à-vis desquelles les forces qui entrent en jeu sur le miroir vont chercher à s’équilibrer. Si les leviers contrebalancent mal l'équilibrage de part et d'autre des points fixes, un balourd va se créer, et c'est la raideur même du miroir qui va rentrer en jeu pour le compenser. Conséquence, le centre va s’affaisser et de manière non centrée, les leviers vont s’enfoncer et c’est finalement l'ensemble barillet + miroir qui va trouver une position d’équilibre, induisant par la même occasion une contrainte interne et une forte déformation de la surface du miroir, orientée perpendiculairement aux lignes rouges. Cette figure de flexion mécanique se traduit optiquement par un fort astigmatisme. Modélisée, cela ressemble à ceci : Ce que je cherche ici à vous faire sentir, c’est que le degré de liberté possible amené par les leviers fait que le miroir ne reste pas forcément dans la position espérée par le concepteur, contrairement au barillet conventionnel. Avec la géométrie ci-dessus, la répartition des plots a beau être circulaire, il faut raisonner plutôt selon un schéma en croix.. Autre point gênant : il existe en fait 3 positions stables pour ce cas de figure, comme l’illustre la vue ci-dessous. Cela signifie que l’astigmatisme peut aléatoirement tourner de 120° en fonction des déplacements du télescope...Bonjour le réglage... A ce stade, il est important d’insister sur le fait que cette figure n’est pas générique. On peut également avoir une figure majoritaire de tréfoil, dans le cas où l’effort des leviers serait nettement inférieur à ce qu’ils devraient être. Prenons maintenant un cas concret, celui d’un 760mm de 50mm d’épaisseur, F/d 3,2, percé d’un trou de 50mm en son centre. Le miroir pèse 48,5kg (masse CAO). Il est retenu latéralement par 3 touches à 120°. Avec un barillet classique, Plop donne pour un 18 points un RMS de 3.95nm pour un PtV de 35.2nm au centre (sans option refocalisation). La simu équivalente confirme la figure de déformation, avec un Pic To Valley « brut de calcul » un peu plus élevé (-48nm, à postériori de l'analyse je n'ai pas vérifié que le module d'Young et la masse volumique étaient identiques dans les 2 outils...) Dans le cas d’un astatique, un premier cas d’analyse est fait en considérant la masse équitablement répartie sur les 18 points pour le calcul de l’effort des leviers. Le miroir faisant 48,5kg, cela représente 2,694 kg par point d’appui, touches de collimation comprises, soit 26.428N par levier. La position des touches reste inchangée par rapport à ce qui précède. On obtient ceci : Le miroir présente une déformation à la fois positive au centre, et négative en bord, ce qui se traduit ici par du tréfoil. Les parties externes situées entre les 3 touches de collimation fléchissent sous l’effet de la gravité, la surface est marquée d’un Pic to Valley de 104nm, soit pour simplifier 2 fois plus que dans le cas d’un barillet conventionnel ! Qui plus est, les zones de fortes déformations ne sont pas cachées dans l’ombre du secondaire, donc la comparaison avec le barillet classique est encore plus sévère ! Prenons maintenant le cas où les leviers extérieurs présentent un effort 50% plus important que les leviers intérieurs. Cela donne un effort sur la couronne intérieure de 19.824N et sur la couronne extérieure de 29.736N. Cela donne ceci : Là c’est carrément plus de 330nm de déformation que voit le miroir, avec certes une grosse composante de courbure, mais on est clairement pas dans l’optimum. Alors justement, où se situe cet optimum ? A quoi correspond t il ? Et bien dans ce cas, il faudrait régler les leviers intérieurs à (environ) 25,5N et les extérieurs à 28N. Je dis "environ" car avec ces valeurs, on a encore 10nm de soulèvement local du miroir que l’on a pas avec un barillet classique, ce qui signifie qu’il faut encore pousser plus loin les runs d’analyse pour trouver le parfait équilibre équivalent à un barillet classique. Voici la déformation correspondante : Ici, et c’est fondamental, on arrive donc au fait que les touches au dos ne supportent pas rigoureusement la même portion de poids du miroir. L’écart peut paraitre faible (25,5N + 28N, VS 26,43N pour un poids équitablement réparti), cette différence n’en demeure pas moins suffisante pour que l’effet de l’équilibrage des masses présenté plus haut entre en jeu et déforme finalement le miroir. Et cela va très vite. La cause racine vient du fait que PLOP optimise la position des touches vis-à-vis de la déformée RMS et PtV du miroir, et non pas sur un critère de répartition homogène des masses. Or ce critère, s’il est automatique et complètement transparent dans le cas d’un barillet conventionnel, devient crucial dans le cas d’un astatique. Cela m’amène au dernier point pour traiter complètement le sujet : la sensibilité. Le réglage d’un astatique est en effet extrêmement sensible ! Avec le 760 ci-dessus, si l’on réduit de 75 grammes seulement la charge des leviers externes et internes, soit 27,25N ext et 24,75N intérieur, on quasi double la déformation PtV du miroir ! On s’éloigne alors rapidement d’un bon maintien. Cette sensibilité montre que les leviers doivent être calibrés précisément, et leur bon fonctionnement régulièrement vérifié sans quoi le maintien du miroir dérivera dans le temps. En conclusion, je tenais de longue date à partager avec vous ces analyses pour vous faire prendre conscience que les choix de conception initiaux sont cruciaux dans la performance d’un télescope et la qualité des images qu’il fournit. En particulier, le choix du type de barillet entre un conventionnel et un astatique doit être particulièrement pesé. Il existe malheureusement de nombreux gros télescopes d’observatoire sur le territoire équipés en astatique. Ce choix a été relativement à la mode dans les années 1990-2000. Nombreux sont les posts relatifs à ces télescopes de 500mm à 1 mètre qui relatent une qualité image perfectible. En l’état, un astatique ne peut pas mieux supporter un miroir qu’un barillet classique, et cela constitue même un graal à atteindre pour l'astatique. Selon moi, les 2 seuls avantages de l’astatique sont en effet une architecture mécanique du barillet plus simple, et éventuellement la possibilité de pouvoir compenser de potentiels défauts intrinsèques au miroir, relatifs à son polissage. Mais cela peut être au risque d’un mauvais réglage aux conséquences catastrophiques. Opter pour un astatique nécessite donc d’avoir une parfaite connaissance de son miroir d’une part, et un moyen de contrôle optique précis pour vérifier par mesure réelle la performance du télescope. Un Shack hartmann fait en soi très bien ce job. Par ailleurs, la mécanique doit être de l’orfèvrerie, les leviers calibrés à quelques dizaines de grammes près, et ne pas dériver dans le temps….On touche là du doigt le principe même de l’optique adaptative mise en œuvre sur les très grands observatoires professionnels... Personnellement, vous aurez compris que je ne suis pas fan des astatiques pour des télescopes amateurs classiques, même jusqu’au 800mm ou plus. Pour peu que le miroir soit un peu épais, un 18 points classique peut très bien convenir, et s’il est convenablement réalisé, vous n’aurez aucune question à vous poser quant au maintien de votre miroir. Cela n’est pas garanti avec un astatique, vous amenant à douter de son réglage lors des soirées, au risque de passer des nuits à « trifouiller » le barillet… Enfin, je ne rentrerai pas ici dans le détail des rares cas où un levier est la seule solution possible, comme par exemple des leviers tirants pour compenser des effets de gravité sur de très gros miroirs plans secondaires, ou sur les tranches des miroirs primaires. Ce sont ici des cas très particuliers qui relèvent d’une étude spécifique. Je terminerai en disant que chacun est libre de ses choix technos et de ses convictions. Je vois passer des projets jusqu’à 1,5m montés en astatique... J’attire toute l’attention de leurs concepteurs sur le fait même que réaliser des optiques maintenues dans leur barillet pendant les phases de contrôle peut présenter le risque "d'imprimer" dans le miroir les défauts du barillet (en négatif)… Voilà, j’espère que ce (long) post qui m’a demandé énormément de temps de préparation et d'analyse pourra en aider certains. Nous disposons en France des meilleurs artisans à même de fabriquer les meilleures optiques, et ces optiques méritent selon moi la meilleure mécanique qui soit. Et bien sûr les remarques ou commentaires constructifs sur le sujet seront les bienvenus. Alexandre