Le Test de Foucault photographique
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1. Principe
2. Mise en œuvre
3. Avant de procéder au test
4. Où se procurer un appareil de Foucault photographique ?
 

 
1 Molette de déplacement du couteau
2 Oculaire
3 Boîtier contenant la lame séparatrice
4 Objectif de 50 mm, fixé au boîtier 
au moyen d’une bague de type « inversion » montée sur le pas de vis porte-filtre.
5 Bague d'adaptation.
6 Boîtier photographique

Conception et réalisation de l'appareil : Sébastien Debruyne

1. Principe

Son principe est très simple. Une source située à l'infini optique (étoile) donne une image ponctuelle au foyer (si l'on excepte la diffraction qui ne joue pas un grand rôle ici) et le front d'onde issu du miroir est plan au foyer de celui-ci. Si l'on interpose au foyer un obstacle rectiligne (biseau dit "couteau" de Foucault), l'image "s'éteint". Si l'on prend une photo, l'image est une "teinte plate" uniformément grise.

Si l'instrument présente des défauts, ceux ci apparaîtront de manière d'autant plus contrastés qu'ils ont une pente importante. Ce procédé fournit donc des images faciles à interpréter et a l'avantage de produire une preuve matérielle objective de la qualité de l'instrument dans ces conditions réelles d'utilisation.

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1 axe optique
2 faisceau issu de l’optique à tester
3 Plan focal
4 Objectif photo
5 Couteau
6 Lame séparatrice
7 Oculaire
8 Film photographique ou détecteur CCD
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2. Mise en œuvre

Elle est relativement aisée. L'investissement pour la réalisation d'un appareil de Foucault photographique est négligeable comparé au coût d'un grand miroir. Il faut consacrer le temps nécessaire à plusieurs poses (de l'ordre d'une dizaine de minutes par pose) et au développement. Une nuit peut être consacrée à la fin de laquelle on aura un résultat irréfutable sur la qualité de l'instrument.
Choisir une étoile la plus brillante possible. Si l'on ne dispose pas d'un équatorial, prendre l'étoile polaire et corriger au fur et à mesure en déplaçant le couteau à l'aide de la molette. On peut aussi fabriquer une étoile artificielle : l'idéal est d'éclairer une bille avec un laser. Mais on peut faire beaucoup plus simple : notre première étoile artificielle improvisée (à cause d'une météo défavorable) consistait en une cartouche type "camping gaz" vide et découpée à la base de manière à faire entrer une lampe halogène… (voir la remarque).
Utiliser un boîtier photo muni d'un objectif de 50 mm de focale en pleine ouverture. Avant de visser l'avant de l'objectif sur l'appareil de Foucault (par l'intermédiaire du filetage porte filtre), régler la distance à la focale du miroir à tester. La mise au point doit en effet se faire sur la pupille d'entrée, c'est à dire à la distance focale du primaire si on teste un "Newton", et à la distance focale résultante si on teste un "Cassegrains" ou un "Schmidt-Cassegrain". (Utiliser un mètre à ruban et faire la mise au point sur un mur).
  • Le diamètre de l'image du miroir sur le négatif est égal à la focale de l'objectif photographique (50mm) divisée par le rapport F/D du télescope.
Centrer l'étoile et faire la mise au point, puis mettre le Foucault au foyer de l'instrument. L'image du miroir doit apparaître. Celle-ci doit être centrée. Parfaire la mise au point et tenter une première coupe. Celle-ci doit se faire à 50% pour un maximum de contraste sur l'image finale (La surface des plages sombres doit être égale à celle des plages claires). Lorsque les défauts de l'optique sont importants, ils apparaissent visuellement : un bord rabattu est reconnaissable à un liseré clair à l'opposé d'un liseré sombre, une zone apparaîtra de même par contraste. Les cellules de turbulence sont parfaitement visibles. Mais la turbulence sera de toute façon moyennée dans le temps pour ne laisser sur l'image que les défauts propres à l'instrument.

la coupe doit être contrôlée pendant la pose grâce au viseur. Utiliser la molette du couteau ou la raquette de commande du télescope.
 

Nous donnons les temps de pose en fonction des différents paramètres entrant en jeu. Ne pas hésiter à pratiquer plusieurs temps de pose autour de la valeur nominale et à doubler tous les clichés: "griller" une pellicule de TP 2415 s'il le faut. Le suivi doit être contrôlé et si la mise en station est bonne, seul le couteau devra être actionné de temps à autres.
Développer dans du HC 110 (dilution B : 1+9) pendant 12 minutes à 20°C.
Un bon miroir ne doit laisser apparaître que des zones très faiblement contrastées et doit être exempt de bord rabattu. Il est très rare d'obtenir une teinte plate, même sur une excellente optique, tellement le test est sensible.
  • Le Foucault photographique est Le Test à pratiquer indépendamment du fournisseur à la réception d'un instrument. Il valide tous les test d'atelier [3][9]. Il est préférable, pour les temps de pose, de le pratiquer miroir aluminé.
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3. Avant de procéder au test

La pratique du test de Foucault photographique demande un peu d'expérience. Il est impératif de contrôler avant chaque cliché les points suivants :
 
 
  • Propreté : les optiques les plus proches du film photographique (objectif photographique et lame séparatrice) doivent être d'une propreté irréprochable. Sinon les poussières et salissures apparaîtront sur l'image (vérifier au besoin dans le viseur du boîtier photo). Attention aussi à la buée sur les optiques primaire et secondaire (les temps de pose et la qualité de l'image en seront affectés)
  • Ouverture : Le diaphragme est ouvert au maximum. Une très faible rotation de la bague au cours des manipulations peut ruiner toute une série de clichés.
  • Mise au point : La mise au point du boîtier photo est faite sur la distance focale résultante de l'instrument.
  • Colimation : l'instrument doit être parfaitement colimaté. Utiliser l'oculaire le plus fort possible muni d'une barlow.
  • Centrage : l'étoile à foucaulter doit être parfaitement centrée avant d'introduire l'appareil de Foucault dans le porte oculaire.
  • Suivi : L'étoile doit  rester centrée pendant une durée équivalente au temps de pose.
  • Temps de pose : pour obtenir le contraste optimum et donc une image utilisable, celui-ci doit être optimum (c'est un paramètre très sensible de cette méthode). Ne pas économiser la pellicule !
  • Au développement, utiliser des produits neufs et respecter les durées et la température.
  • 4. Ou se procurer un appareil de Foucault photographique ?
     

    • La société Optique et Vision (6 avenue de l'Esterel, 06160 Juan les Pins, tél 04 93 61 18 83) a fait réaliser une petite série de cet appareil suivant les plans de Sébastien Debruyne (voir photo). Il y a peut être encore quelques unités en stock. Contact pour prix et disponibilité : Franck Valbousquet.
    • Ceux qui veulent se lancer dans la construction peuvent se procurer la lame séparatrice chez Melles Griot : Parc du mérantais, 1 rue Guynemer, 78114 Magny-les-Hameaux. (environ 500 F H.T.). Un schéma coté se trouve dans Réalisez votre télescope (seconde édition), page 289.


    L'investissement pour un tel appareil n'est pas négligeable mais ne représente qu'une petite fraction du prix d'un télescope de grand diamètre.

    Il serait intéressant que les clubs qui ont une activité optique puissent mettre à disposition un appareil ainsi que l'expérience acquise par leurs membres. Nous réfléchissons à cette éventualité et nous le ferons savoir sur ce site.

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