La
description suivante décrit étape par étape la construction
du tube et des divers éléments de la première version du
coronographe que nous avons construit. Elle ne prétend pas résoudre
tous les problèmes de construction, mais proposer quelques solutions,
plus ou moins judicieuses, et certainement améliorables.
Voir à ce sujet la description de la construction
du second coronographe.
Pour toutes questions ou remarques, n'hésitez pas
à nous contacter, mais allez aussi voir la seconde
version du coronographe
Caractéristiques du coronographe :
Lentille O1 : ménisque de diamètre 50mm, focale 1500mm Ref. Melles-Griot : 01LMP055
Lentille O2 : plan convexe de diamètre 30mm, focale 200mm Ref. Melles-Griot : 01LPX268
Diaphragme : de 1 à 20mm de diamètre Ref. Melles-Griot : 04IDC007
Filtre H-alpha : filtre interférentiel
centré sur la raie H-Alpha (656 nm) de bande passante 10nm.
Ref. Melles-Griot : 03FIR006
Voir les remarques à propos du filtre dans les conclusions.
Objectif O3: objectif issu
de jumelles (diam=50mm, f=240mm)
13 Avril 1998
Fabrication du support de la lentille O2 (diamètre 30mm) selon le plan suivant :
Les deux plaques
sont en Duralumin d’épaisseur 4mm.
Il y a trois perçages
à 120° pour assembler les deux plaques entre elles (une plaque taraudée
à 4mm et l’autre percée à 4mm), et trois autres (de diamètre
4mm) pour fixer l’ensemble dans le tube.
Le même jour, premiers essais de perçage d’un
trou de 6mm de diamètre dans du verre. L’outil est constitué d’un
petit tube de laiton creux de 6mm de diamètre au bout duquel ont été
réalisées 6 encoches.
L’outil est placé dans le mandrin de la perceuse sensitive et le bras de la perceuse a été lesté de façon à exercer une pression suffisante (mais pas trop !) sur le verre (environ 100 grammes pour un bras de levier de 30cm ; à évaluer suivant le cas…).
Les échantillons d’essai, préalablement enduits de vernis à ongles ont été scotchés à une plaque de bois. Le perçage se fait avec du corindon 180 et assez d’eau (jamais à sec !). Le débouchage semble ne pas poser de problèmes, puisque les écailles ne dépassent pas le millimètre. Il est ensuite possible de biseauter le bord du trou avec du corindon et en prenant comme outil un écrou borgne (pris également dans la perceuse).
18 Avril 1998
Perçage de
la lentille O2 :
L’opération se fait d’abord dans l’une des rondelles
du support, avec un jeton de duralumin percé au centre de manière
à bien centrer le trou. Une fois le trou marqué, on enlève
le support et le jeton et on perce directement le verre, sur une planchette
de bois, en ajoutant souvent eau et abrasif (corindon 180) ; Il est tout à
fait possible de relever l’outil pour remettre de l’abrasif en cours de perçage.
On perçoit nettement le bruit de l’usure lorsque le
corindon agit. L’opération prend en tout environ trois quarts d’heure
(avec arrêts pour faire refroidir le moteur).
Lorsque la pièce est percée, le trou est douci
sur les bords à l’aide de l’outil hémisphérique, en tenant
la lentille à la main.
Une fois la pièce terminée, on la lave afin
d’enlever tout reste d’abrasif. Le vernis s’est soulevé par endroits
laissant rentrer du corindon (sans dommages apparents). Le vernis est enlevé
au solvant et la lentille nettoyée à l’eau puis à l’alcool.
Afin d’éviter le soulèvement du vernis, il faudrait peut être
ne pas vernir la partie à percer (pour éviter de casser la couche),
et ne pas faire trop sécher le vernis afin qu’il ne soit pas cassant.
Le trou a un diamètre légèrement plus
grand que 6 mm, sauf sur la face débouchante, où l’on a exactement
6 mm.
19 Avril 1998
Fabrication du système
d’occultation :
Ce système est
constitué de 3 éléments principaux: Le cône,
le disque occulteur et la tige filetée du support.
Le cône : Il est réalisé dans un rondin d’aluminium de 12mm de diamètre, percé puis taraudé à 4mm de diamètre, puis tourné avec un angle au sommet de 90 degrés (attention à la profondeur du trou qui ne doit pas excéder dans ce cas 3mm); On laisse un petit tronçon cylindrique.
La tige : Elle est issue d’une tige filetée de 6mm de diamètre, tournée puis fileté à 4mm à son extrémité (en laissant une partie lisse au niveau du changement de diamètre). Après filetage, un écrou a été brasé à l’étain sur la tige de 6mm afin de servir d’appui pour l’ensemble occulteur. Ultérieurement, nous avons remplacé la tige filetée par une tige lisse que nous avons nous même filetée aux extrémités.
Les disques occulteurs : Ils ont été tournées dans…des pièces de 10 centimes ! Nous les avons percés en leur centre à 4mm, puis planés à la lime et installés sur un boulon de 4mm afin de les tourner à différents diamètres. Nous en réalisons trois : 13.75mm, 13.98mm et 14.22mm. Ils sont biseautés de manière à ce que le diamètre utile soit épais de quelques dixièmes. Nous planons préalablement la face interne (celle du côté de la lentille O2). A cause du boulon de serrage, cette face possède près du centre une ‘marche d’escalier’, dont la hauteur varie suivant le disque. Afin de ne pas être gêné ultérieurement par celle-ci, nous réalisons une petite gorge sur l’écrou de la tige support, de façon que ce soit la face planée du disque qui repose sur l’écrou.
Le tout peut être assemblé, en plaçant en plus une rondelle entre le cône et le disque.
Le même
jour, je découpe des rondelles (pas très rondes toutefois !) dans
du mica, fraisé au centre et coupé au ciseau à l’extérieur.
En principe, elle sont bonnes, mais plutôt irrégulières
(on doit pouvoir trouver du meilleur mica, ou bien faire des rondelles de plomb
ou de téflon).
Photo des disques (10
centimes pièce !…) et de la tige (sans disque occulteur).
26 Avril 1998
Réalisation de plusieurs pièces mécaniques :
Support du filtre H-alpha :
Il est réalisé dans des rondelles en Duralumin suivant le plan suivant :
Les trous sont réalisés
avec un espacement de 120° ;
Les trois trous extérieurs serviront à fixer le porte filtre sur
une plaque de contreplaqué à l’intérieur du tube optique.
Support de l’objectif O1 :
Il est également réalisé dans des plaques de dural ; l’objectif est pris en sandwich entre une plaque de 4mm d’épaisseur (fixé sur support de contreplaqué) et une plaque de 2mm.
Support de la lentille O3 :
Cette lentille est issue de l’un des objectifs d’une paire de jumelles (f=240mm) ; On profite du support fileté de l’objectif pour réaliser une simple plaque filetée sur laquelle il vient se visser.
1er Mai 1998
Fabrication du support du diaphragme
Il est composé également
de 2 plaques prenant le diaphragme en sandwich, en laissant une place à
la commande d'ouverture de celui-ci (latitude de réglage de 120°).
2 Mai 1998
Nous avons fait découper dans
du contreplaqué de 10mm :
11 plaques de 130x130mm
2 Plaques de 130x2500mm
2 Plaques de 150x2500mm
qui constitueront le tube et les différentes parois servant à
supporter les éléments optiques et mécaniques.
Les 11 plaques ont été trouées à un diamètre
allant de 40mm à 60mm, suivant leur utilisation.
Puis nous avons placé 3 des 4 longues planches de façon à former un U, en plaçant à chaque extrémité 2 plaques carrées et 2 autres entre les lentilles O1 et O2, de manière à rigidifier l’ensemble. Les autres plaques ont ensuite été fixées.
Voici l’ordre et la fonction des 11 plaques (échelle non exacte):
1.
Du côté de la lentille principale, une plaque servant à
rigidifier l’extrémité, et qui pourra supporter ultérieurement
un diaphragme ou un filtre ou rien du tout…
2. La plaque supportant la lentille O1 ; cette plaque est amovible, puisque
elle est maintenue entre 2 carrelets en bois de 10mm de côté (nous
avons ensuite ajouté d’autre carrelets en avant et en arrière
pour pouvoir déplacer légèrement la lentille si nécessaire.
3. Une plaque servant à rigidifier
le tube (et tenant lieu de diaphragme), à environ 50cm de la précédente.
4. Une plaque identique à
environ 1m de celle de la lentille O1.
5. Une plaque vissée au tube qui servira à régler la position de l’ensemble O2-cône occulteur grâce à des tiges filetées (voir schémas plus loin) ; Cette plaque à été bien sûr trouée, mais aussi fendue de manière à pouvoir enlever la tige porte–cône si nécessaire plus facilement.
6. La plaque supportant la lentille O2 et le porte-cône (mobile, tenue à la précédente par tiges filetées).
7. Une plaque fixe, identique à la n°5, servant à régler la position du diaphragme.
8. La plaque supportant le diaphragme, reliée à la précédente par des tiges filetées.
9. La plaque supportant le filtre H-alpha ; cette plaque est amovible (même système de carrelets que pour la lentille O1).
10. La plaque supportant l’objectif O3, vissée au tube (l’emplacement de cette lentille n’a pas à être précis au mm près, dans notre montage).
11. La plaque (la dernière !) sur laquelle sera vissé le porte oculaire ou tout autre système d’observation.
Après placement des différentes
plaques et réglage des distances théoriques, nous avons mis les
éléments optiques afin de vérifier le bon fonctionnement
(test sur des peupliers à 400m de distance) : tout semble correct et
conforme à ce que l’on attendait…Ouf !
Le tube peut maintenant être terminé ; on enlève les éléments
optiques, on ponce légèrement les 11 plaques de manière
à ce que le couvercle se plaque bien ; le couvercle est découpé
en 2 morceaux (séparation au niveau de la plaque n°4) munis de taquets
de positionnements et de fermoirs.
Puis c’est le passage en peinture : le tube est enduit de noir mat à
l’intérieur, au pinceau, et les supports de Duralumin des divers éléments
optiques et mécaniques sont démontés et peints à
la bombe noire.
Une journée bien remplie !…
3 Mai 1998
Aujourd’hui,
peinture de l’extérieur du tube avec une première couche de peinture
blanche (à poncer avant deuxième couche), et fabrication d’un
couvercle rabattant muni d’un filtre (vitre de soudeur) à l’avant du
tube. Il servira lors du pointage sur le Soleil.
Deuxième couche les jours suivants.
Egalement fabrication du support du filtre de densité (filtre de soudeur
rectangulaire) réalisé en fraisant une plaque de bois pour l’y
inclure ; il est maintenu par 2 morceaux plats d’aluminium vissés à
la plaque. Nous réalisons également un levier permettant d’assurer
l’ouverture et la fermeture de cette plaque depuis l’autre extrémité
du tube grâce à une cordelette.
Essais et premieres observations
15
Novembre 1998
Nous
avions effectué deux essais au cours de l'été, qui nous
avaient permi de regler les distances des optiques, nottament du bloc O2+Cône
occulteur, mais nous n'avions pas reussi a voir de protubérances; nous
avons attribué cela à la qualite mediocre du ciel d'été
et à l'activité moyenne du soleil a cette période.
Nous avons donc retenté quelques mois plus tard,
et en reglant correctement l'ouverture du diaphragme, l'image est apparue. Voir
à l'oculaire pour la première fois un tel spectacle est vraiment
fascinant et c'est un spectacle qui mérite à lui seul de
se lancer dans cette aventure! L'activité solaire n'était
pas à son comble, mais plusieurs protubérances étaient
alors visibles et présentaient des details bien visibles dans leur structure.
J'ai également ressorti l'instrument le lendemain,
et j'ai pu observer une protu assez importante qui s'étendait le long
du bord solaire. J'ai également assisté à une éruption
assez rapide: en quelques minutes, une colonne s'est élevée pour
finalement se détacher et former un point lumineux séparé
du bord solaire, comme suspendu dans le ciel.
Premieres conclusions
Tout d'abord,
je dois dire que cette aventure est extremement motivante: arriver à
recréer cet instrument et faire ses premières observations est
véritablement jubilatoire!
Au niveau du filtre, son emploi est indispensable dans
le cas d'un ciel de plaine, cependant, il peut y avoir plusieurs "écoles"
quand au type de filtre à utiliser:
-Il est inutile de prendre un filtre tres resséré,
de moins de 1 Angstrom de bande passante, car alors, les protubérances
apparaitront sans coronographe...et finiront par disparaitre si le filtre est
trop serré. De plus ces filtres sont très chers (plus de
10000F...) et s'usent assez rapidement.
-Nous avons utilisé un filtre interférentiel
de 10nm (100Ä), ce qui semble un bon choix d'apres nos premières
observations. Il est bien moins cher (un peu plus de 1000F). CEPENDANT:
ce type de filtre doit etre de bonne qualité (variable selon les marques)
et nécéssite un ciel excellent... mieux vaut sérieusement
considérer d'investir dans un filtre de 1nm
-Pierre Bourge recommande dans son livre un filtre compris
entre 30Ä et 5 Ä, c'est mieux, mais c'est plus cher.
-Enfin, on peut signaler que J-M Roques avait fabriqué
en 1960 un coronographe muni d'un simple filtre rouge Wratten n°70
(environ 100nm de B.P., et près de 100F) avec des résultats tout
à fait bons (voir l'Astronomie, 1961 p.67-72)
Il sera également tres interessant de réaliser
des photos et de perfectionner l'appareil par l'ajout de diaphragmes ou l'utilisations
de meilleures optiques.
C'est pour cela que la seconde version du coronographe
utilise un doublet achromatique (diamètre 90mm), dont la focale est plus
courte (1000mm). Nous avons réalisé quelques améliorations
dans les diverses parties du coro, décrites dans la
page suivante:
Notre seconde version definitive
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