Claude PEGUET

Un miroir de télescope peut-il se déformer de façon permanente?

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J'ai dit dans un précédent post avoir contrôlé un miroir plan des frères Henry, vieux de 1 siècle et il était toujours plan au 1/10eme de frange.
Donc, tous les miroirs cinquantenaire ou centenaires ne fluent pas forcement, tout dépend des contraintes qui ont été exercés dessus durant leur vie.
Donc admettons que le 80, plus vieux que le 193 n’ai pas bougé (ce qui reste encore à voir même si ca n’a probablement pas bougé de manière catastrophique, puisqu’il fait encore des images) cela ne démontre pas que le 193 n’ai pas bougé, tout dépend des contraintes qu’il a subit pendant sa vie.
T’es têtu mais moi aussi… et on ne peux pas affirmer que le miroir n’ai pas bougé sans refaire un test optique et en comparant les résultats avec les mesures initiales après la fabrication. Bref, vu les conditions de turbu à l’OHP, sauf à dire que le miroir n’est pas trop pire que le R0 de l’OHP, et encore, ce qu’il donne quelques cm, voir 15 cm, loin des 193 cm du miroir, on ne peux pas dire si le miroir a bougé ou pas, et toutes tes pirouettes et suppositions diverses n’y changeront rien…

Pour les miroirs en caisse, c’est le problème que j’avais avec l’ancien 600, plus mince que l’actuel, de seulement 40 mm d’épais. Je le retournais et il était posé bord de la face optique sur 3 cales. Ca ratais pas, à chaque fois que je remettais le miroir dans son barillet pour observer, j’avais droit à des plages défocalisées triangulaires… l’effet diminuait gentiment pendant la nuit, et le lendemain les images étaient redevenues bonnes. J’ai fini par refaire une caisse ou le miroir reposait ce coup ci sur le dos et sur une mousse, je n’ai ensuite plus été gêné en utilisant le miroir tout juste sorti de sa caisse.
Maintenant que l’action brève d’un levier astatique montre un comportement parfaitement élastique du miroir avec une réponse immédiate, est parfaitement normal, car le miroir n’a pas subit de stress pendant un temps suffisamment long. Il faut quelques jours, et avec une forte contrainte, plus qu’un simple levier déréglé (miroir bridé en général ou ne reposant que sur 2 ou 3 point pour un miroir assez grand et mince) pour observer l’hystérèse.

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Bon, je me réponds :
D'après quelques infos trouvées sur internet, le fluage et la relaxation ne seraient que deux façons d'observer le même phénomène : l'un à contrainte constante, l'autre à déformation constante. Donc les métaux fluent à température ambiante (et sous forte contrainte)
Mais c'est hors sujet ça.

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Ah un détail qui me revient, l'instrument du 80 est plus vieux que le 193, mais pas le miroir, la fameuse affaire de Ferrenbach qui avait branché la résistance 12v (pour compenser une aberration sphérique) et qui l'avait branché sur du 220v, la résistance a alors chauffé beaucoup trop et avait fendu le miroir. Du coup Texereau avait refait un miroir de 80 pour cet instrument, et il me semble que c’était après le polissage du 193.
Par contre je ne sais plus si c’était encore en verre ordinaire ou en zerodur.

Le 120 a lui aussi été repoli, par contre je ne sais plus exactement quand, mais ca avait fait suite à un éclat assez gros sur le coté, qui avait fait prendre au miroir un astigmatisme important car les tensions internes dans ces vieux verres étaient loin d’être négligeable. Couder qui s’était occupé de ce miroir avait alors refais un chanfrein très large, pour effacer l’éclat, ce qui avait en grande partie supprimé l’astigmatisme puis avait procédé à un repolissage. Chronologiquement, si je ne dis pas de bêtise, ca doit être un peu avant l'affaire du 80, donc contemporain de la fabrication du 193, à quelques années près.

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Ulysse : non désolé, fluage et relaxation sont deux phénomènes physiquement différents et qui n'ont pas la même cause. Ils n'ont également rien à voir avec l'hystérésie ou la rémanence de déformation.

Pour l'hystérésie, c'est un phénomène lié à la mise en plasticité de la matière... C'est un endommagement. Lorsque la déformation sort du domaine élastique et atteint le palier plastique, un partie de cette déformation est rémanente (permanente)...

Pour la relaxation, c'est une PERTE de tension liée à une déformation constante et maintenue dans le temps... Ce phénomène n'est pas lié au vieillissement du matériau et il ne se termine pratiquement jamais contrairement au fluage. Lorsque l'on relâche la câble, la tension revient à zéro et il reprend sa longueur initiale aux phénomènes d'hystérésis près. Mais ce n'est pas parce qu'il y a eu relaxation qu'il y aura rémanence de la déformation... puisque la relaxation est une variation d'effort ou de contrainte, pas de déformation. Perturbant !

Il a été également cité plus haut le cas des câbles de pont que l'on doit retendre... En fait, on ne retend jamais les câbles du fait de la relaxation (et encore moins du fluage) mais parce que les câbles composés de torons se "dé-toronnent"... les différents fils glissent les uns contre les autres et alors le câble se détend... Tout le monde peut constater ça y compris sur une simple corde... Il y a aussi des phénomènes d'écrouissage par exemple sur les fils électriques en cuivre... Bref il ya énormement de phènomènes très différents qui produisent les mêmes effets mais il ne faut pas les confondre.

Souvent, effectivement, les deux phénomènes fluage et relaxation sont présentés ensemble mais c'est une erreur pédagogique !.. d'autant que, souvent, les matériaux qui présentent du fluage ne se relaxent pas et vice-versa... Par exemple, le "fluage" des aciers est complètement négligeable ou nul alors que leur relaxation est importante. Bien entendu ces deux phénomènes (et d'autres d'ailleurs) sont liés aux réarrangements à l'échelle microscopique (domaine de la "rhéologie" des matériaux) mais ce n'est pas deux expressions physiques du même phénomène...

La modélisation du fluage est par ailleurs incomparablement plus complexe que la relaxation puisque l'historique du chargement/déchargement (fluage et "retour" de fluage) et l'âge du matériau interviennent et interagissent. Au contraire, en relaxation il s'agit de superpositions d'états indépendants.

Pour ce qui concerne le fluage du verre, s'il est bien connu des opticiens au cours du polissage, il est mal connu des mécaniciens qui le négligent totalement pour ce matériau... d'où la difficulté de trouver des données physiques. Je vais voir du côté des fibres de verre puisque ce sont les seuls matériaux qui font l'objet d'études mécaniques mais ils sont réputés non fluants (par les mécaniciens) !

[Ce message a été modifié par Laurent (Édité le 05-03-2005).]

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C'est toujours dommage d'affirmer ce qu'on n'a pas pu vérifier,de critiquer l'instrument qu'on a pas essayé,etc...
Une idée folle qui me vient: Ne pourrait-on envisager,pour un miroir dont on connait bien les défauts,de le stocker dans une position bien déterminée,avec un nombre de points d'appuis bien calculé pour modifier temporairement sa forme lors de l'observation et améliorer ses performances?

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J'ai un miroir de 300mm qui a vraisemblablement subis ce phénomène pendant 20ans. Aujourd'hui il est astigmatique et à L/2. L'astigmatisme est évident même avec un grossissement de 150x. Je vais le retailler.

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Mais Gérald, qui dit qu'il ne l'était pas déjà voilà 20 ans ? Ce n'est pas au Foucault que l'on peut mesurer l'astigmatisme et à l'atelier à l'époque, c'était assez short, je crois.

Ce n'est qu'en faisant des mesures à l'interféromètre de Bath qu'on l'a vu, je t'ai proposé un test sur le ciel et tu as remarqué alors qu'il était vraiment astigmate. On n'aurait pas fait le test, l'aurais-tu remarqué ? En son temps, Couder s'était posé les même question sur le verre et n'avait rien trouvé...

J'espère surtout que tu ne crois pas à ces fadaises sur les verres de cathédrales qui fluent ! Supposons qu'en 800 ans le verre a flué de 0,8mm seulement, il flue donc de 1 micron par an, soit deux franges... Franchement les miroirs qui coulent comme le calandos, ça se saurait ! Mais mystérieusement le plomb qui tient le verres lui ne flue pas sous le poids du verre... C'est miraculeux mais normal compte tenu de l'endroit !!!

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Ce miroir n'a pas été fabriqué au labo de la SAF. Il a été terminé, parabolisé par un artisant bien connu dont je tairai le nom.
Je n'avais pas observé avec ce miroir récemment avant le test interférométrique. Après ton test, effectivement le phénomène est apparus tres évident. Tellement évident que je l'aurai remarqué quand il était neuf. Surtout avec de meilleurs yeux qu'aujourd'hui! Charles tu ne peux pas avoir ces souvenirs à ma place.

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Soit. Laisse donc reposer le miroir, c'est intéressant de voir s'il change. J'espère qu'il faudra pas attendre 20 ans...;-)

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Le débat est bien interressant.
Je pense que que tous les matériaux présentent les caractéristiques évoquées par beaucoup ici.
Si l'on prend le cas de l'acier, les mêmes phénomènes peuvent se produire mais à des températures que les forgerons connaissent.
Il y a aussi des alliages Ni Cr et autres éléments qui permettent de les voir se déformer sur un gradient de température au point que en faisant alterner des flux de liquides chaud et froid il pouvait y avoir sur un rotor une création de couple (une pompe thermique sans EDF).
Quant au verre à température ambiente, il a les caractéristiques d'un matériau fluide très hyper visqueux et il n'est pas si étonnant de le voir bouger dans le temps, même par son propre poids.
Voir une galette de 1.93m de quelques tonnes restée dans un état initial n'est pas credibilisable, car déja le bloc n'est pas en lui-même homogène, tout comme une très grande galette forgée en acier avec une hétérogénéité de structure avec toutes les précautions d'usage.
C'est donc qu'il y a des tensions internes difficiles à estimer même pour les aciers et mêmes avec tous les traitements prévus pour cela, tensions d'origine d'hétérogenéité de structure métallographique.
Il faut y mettre dans la chimie du chrome du molybdène et du nickel pour homogénéiser la structure et obtenir 0 tension interne, car avec une structure métallo homogène partout.
Juste une anecdote, je reviens sur le C8 avec son pb d'astigmatisme qui disparaissait à l'équilibre thermique, le star test montrait bien en évolution cette aberration:
la cause, un verre bien hétérogène et c'est curieux de le voir sur un 200mm déja.
Je ne suis pas un spécialiste des verres, il y tant de grades que si le verre flux et possède un effet d'hystérésis, il doit y en avoir aussi, des grades chargés en éléments additionnels qui vont en améliorer les caractéristiques dans un sens ou dans un autre.
Prenez les "verres" de pare brise d'auto, ce n'est pas du verre à vitre et il présente et s'apparente plutot à un plastique rigide, plutot a un comportement de.
Le verre chauffé peut faire de jolies lustres aussi par le verrier d'art.
Y a t'il ici quelqu'un qui travaillerait dans un labo d'industrie verrière, il pourrait nous dire de façon plus précise en quantifiant par des chiffres, et nous parler de cette "métallurgie" du verre.
Je ne suis pas vraiment surpris par les posts de MMr Vernet et Lecleire, le verre flux et hysterese, oui.
Stanislas.

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Bonjour David Vernet,

Je suis étudiante en PCSI, j'ai quelques questions à vous poser si vous avez un peu de temps. C'est important.

Bonne soirée.

Mona.

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