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Quel télescope acheter et pour quel usage ?

Le Celestron C5 SLT d'Aleksander Cieśla couvert de givre la nuit du 5 décembre 2010 en Pologne. La température extérieure était de -15°C. L'entraînement fonctionnait toujours bien que rugissant par moment.

Les accessoires (III)

La résistance et le pare-buée

Dans beaucoup de pays, l'astronomie et la photo se pratiquent aussi sous des climats humides, par temps froid et en hiver. Les optiques et en particulier les lentilles des oculaires et des objectifs, les lames de fermeture sans parler des pièces en métal exposées à l'air deviennent rapidement très froides et peuvent accumuler de la condensation ou se couvrir de buée. Même phénomène quand on expose dans de l'air chaud et humide du matériel optique relativement plus froid qui va se couvrir de buée. Pour 10° de différence et 80% d'humidité, l'équilibre thermique prend au moins un quart d'heure pour l'objectif d'un APN et une heure pour le miroir ou la lame de fermeture d'un télescope peu ventilé.

La situation empire en plein hiver où par des températures négatives tout le matériel exposé à l'air peut se couvrir de givre en moins d'une heure. Dans ces conditions, observer le ciel au télescope ou faire de l'astrophotographie emmitouflé dans sa doudoune avec bottines, bonnet et gants peut devenir un défi.

Comme on le voit à droite, un télescope pour encore fonctionner par temps très froid et très humide, dans ce cas ci par -15°C, 98% d'humidité et couvert de givre. Son propriétaire déclara que le télescope a toujours bien fonctionné sans résistance électrique mais le moteur faisait parfois d'étranges rugissements. Il eut des problèmes avec le givre qui se forma sur la lame de fermeture pourtant protégée par un pare-buée et sur l'oculaire qu'il dut retirer et conserver en poche.

N'oubliez pas que tout matériel répond à des spécifications techniques, notamment en terme de température d'utilisation. Celestron par exemple précise que ses "montures supportent les quatre saisons, de jour comme de nuit mais ne sont pas destinées à être utilisées dans des conditions "extrêmes" et ne sont pas spécialement conçues pour supporter des conditions environnementales sévères". Le cas de Cieśla compte parmi ces expériences "extrêmes" non recommandées qui risquent d'écourter la durée de vie du système.

Rappelons qu'en général une monture de télescope amateur de qualité - le haut de gamme - fonctionne sans problème entre -30 et +40°C et supporte facilement des écarts de température de 40° entre le jour et la nuit. En revanche, la monture des télescopes amateurs fabriqués en Chine notamment risque en général de ne plus fonctionner en dessous de -15°C. D'ailleurs à moins qu'il soit piloté à distance, par ces températures peu d'humains lui tiendront compagnie !

 Dans un observatoire ou un abri de jardin abritant un instrument d'astronomie, on peut également installer un déshumidificateur pour abaisser le taux d'humidité de l'air. C'est plus délicat pour les APN qui fonctionnent en général qu'entre 0 et +40°C et ne sont pas tous étanches. Une housse de protection même chauffante (~50 €) est donc parfois très utile. Enfin, les caméras CCD peuvent supporter une température de -10°C ou -25°C selon les modèles et certains photomètres professionnels fonctionnent jusqu'à -40°C.

A ce sujet, la page de Guillaume Dargaud montre photos à l'appui qu'on peut très bien utiliser des télescopes et des systèmes CCD amateur à la base de Concordia en Antarctique par -70°C si on prend la précaution de les équiper de résistances chauffantes.

A gauche, une résistance électrique (chauffante) AstroZap pour oculaires, objectifs et accessoires de 24 à 400 mm de diamètre. Au centre, un régulateur de puissance pour 2 résistances. Documents Maison de l'Astronomie et Pierre-Astro. A droite, une protection "cosy" pour APN de Kendrick Astro.

Même si ces appareils supportent des conditions extrêmes, lorsqu'ils sont exposés à une masse d'air chargée d'humidité, ils ne sont pas à l'abri de la buée ou du givre.

On peut éviter ce problème soit en exposant le matériel dans les conditions d'observation au moins une demi-heure avant la séance soit en fixant une résistance électrique autour de l'accessoire sensible à l'humidité et en plaçant un pare-buée (dew cap) à l'entrée du télescope, éventuellement doublé d'une résistance électrique. Ainsi, la plupart des lunettes astronomiques sont équipées d'usine d'un pare-buée mais rarement les viseurs. Certains oculaires grand champ disposent également d'usine d'un pare-buée en caoutchouc. Toutefois, par forte humidité et par grand froid, il arrive que le pare-buée et la résistance chauffante ne soient pas suffisants.

Certaines résistances électriques peuvent être connectées un régulateur de puissance. Ces accessoires requièrent donc une alimentation externe de 12 V. Une résistance électrique coûte entre 30 et 60 € selon sa taille et un régulateur de puissance revient entrre 30 et 150 € selon qu'il régule une, deux ou quatre résistances. Parmi les marques citons AstroZap et Kendrick Astro Instruments.

La batterie externe

Certaines consoles GoTo peuvent consommer jusqu'à 3Ah lors de balayages à 5°/s (SkySensor 2000PC). A ce rythme, les piles intégrées à la monture ou une batterie de 7 Ah sera vite épuisée. Parmi les accessoires exigeant une alimentation, citons la monture motorisée, la console GoTo, les résistances électriques, la caméra CCD, la roue à filtre, l'écran à flat field, le dérotateur, l'ordinateur portable, le StarSense AutoAlign, l'oculaire-réticulé éclairé, la caméra CCD de guidage, etc. Tout ce matériel parfois utilisé simultanément pour l'astrophotographie exige un accumulateur ou une batterie externe suffisamment puissante pour les alimenter en continu pendant plusieurs heures, y compris lorsque la température passe sous 0°C.

Orion Dynamo Pro 17

12 V / 17 A (144 €)

Sky-Watcher

12 V / 17 A (289 €)

Powerpack Kendrick

12 V / 33 A (299 $US)

Des cercles digitaux et une résistance consomment environ 130 mAh mais une monture GoTo avec une résistance chauffante consomme environ 0.5 Ah et si on ajoute une caméra CCD et un ordinateur, on arrive à environ 1 Ah si on limite le balayage du ciel à 2-3°/s. Dans ce cas, il faut donc une batterie 12 V d'au moins 5A (type moto), voire 3 fois plus puissante pour alimenter un télescope et plusieurs accessoires pendant plusieurs heures, d'où la commercialisation de nombreux modèles de batteries 12 V de 17 A. Certains modèles sont mêmes équipés d'une radio et d'une lampe-torche.

Pour rappel, une indication tel que "12 V / 75 Ah / 400 A" qu'on trouve sur les batteries de voiture signifie que la capacité de la batterie 12 V tient sa charge de 75 Ah pendant  1 heure à 20°C. Autrement dit, elle fournit un courant de 7.5 A pendant 10 heures. "400 A" signifie que la batterie de 12 V peut fournir un courant de 400 A par -18 °C pendant 30 secondes sans que la tension ne tombe en dessous de 1.4 V par élément.

Les systèmes anti-vibrations

Alors que vous êtes prêt à prendre une photo ou à filmer un objet céleste, une vibration peut survenir et réduire à néant votre prise de vue. Parfois ces vibrations passent inaperçues et on les remarque uniquement par la suite, sur l'écran de l'ordinateur ou sur les agrandissements.

Ces vibrations plus ou moins fréquentes et intenses ont plusieurs origines :

- l'instabilité générale de l'installation (trop légère, monture instable)

- l'imprécision des accessoires (par ex. de la crémaillère)

- l'instabilité du sol (les véhicules lourds circulant à proximité y compris le passage du train ou du métro)

- les rafales de vent si l'instrument n'est pas abrité

- du déclenchement de l'appareil photo ou de la caméra

- des touchettes parfois inconscientes sur la monture de l'instrument.

Passons en revue les différents problèmes et la manière de les résoudre.

Si les vibrations apparaissent lors de la mise au point, remplacez l'éventuelle crémaillère par un système de Crayford ou idéalement par un système de mise au point électrique.

Si les vibrations se produisent à la prise de vue et proviennent de l'appareil photo, certains APN réflex permettent de relever le miroir un instant avant la prise de vue pour éviter toute vibration.

Certains modèles d'APN y compris les compacts disposent même d'un stabilisateur (VR) incorporé soit dans l'optique (nouveaux modèles) soit dans le boîtier (anciens modèles) qu'il est utile d'activer pour les photographies instantanées. Selon Nikon, le stabilisateur d'image permet de gagner trois valeurs d'exposition (EV) ou de vitesse. En pratique, il permet de photographier à main levée jusqu'à 1/6e de seconde dans les meilleurs cas.

Patins anti-vibrations "RockStable" (ref.05155) proposés à $49 pour trois pièces chez Orion Telescopes & Binoculars.

Les vibrations peuvent aussi se produire au moment du déclenchement. Aussi, sauf exception, évitez d'utiliser le bouton de déclenchement et utilisez le déclencheur souple (télécommande filaire ou sans fil). Les APN compacts disposent bien d'un retardateur (2 s ou 10 s), mais il est inutilisable car on ignore à l'avance quelle sera la qualité de l'image quelques secondes plus tard. Dans ce cas, vous serez bien obligé d'utiliser le déclencheur mais avec souplesse. Si rien n'y fait, il faudra envisager l'achat d'une caméra CCD.

Enfin il y a les vibrations transmises par le sol. Si le sol est constitué de béton, de pavés ou de dalles, voire même d'asphalte, il offre le fâcheux désavantage d'être compact et de transmettre très facilement les vibrations des véhicules en mouvements, même lorsque la source est située à plusieurs dizaines de mètres de distance.

On peut réduire ces effets en installant des patins anti-vibrations sous le trépied ou sous la base de la monture tels ceux présentés ci-dessus.

Voici deux animations réalisées par Kazuyuki Tanaka (.AVI de 190 KB) montrant l'aspect d'une étoile, sans patins anti-vibrations (le trépied à même le sol en béton du balcon) et avec patins anti-vibrations. Ce n'est pas encore l'idéal mais c'est déjà beaucoup mieux.

Ces patins sont constitués de simples disques en caoutchouc-mousse très dense de 10 cm de diamètre et 2 cm d'épaisseur qui se placent sous chacune des jambes du trépied. C'est une solution temporaire.

Si on utilise habituellement du caoutchouc, voire de la mousse polyester ou de la frigolite (polyester expansé) pour amortir les vibrations, c'est avant tout pour des raisons d'économie et de commodité, ces produits étant largement répandus.

Il existe toutefois au moins quatre matières conçues spécialement pour absorber les chocs et les vibrations :

1°. L'Alpha-gel. Une épaisseur de 2 cm est capable d'amortir la chute d'un oeuf tombant de 18 mètres de hauteur ! Produit "high-tech", il supporte des températures entre -40 et +200°C et est insensible aux ultraviolets. Selon les modèles il supporte une force de tension entre 0.03 et 2.3 MPa et un rapport d'élongation de 73 à plus de 700% et reprend sa forme initiale.

Geltec propose différents modèles (disque, pied amortisseur, feuille, etc) que vous pouvez facilement adapter à votre télescope (sous le trépied ou sous la base de la monture) pour l'isoler des vibrations, en particulier les feuilles d'Alpha-gel (SN-sheet SN15 ou SN30) de 10x10cm (37 € la feuille). Geltec est représentée en Allemagne par KITAGAWA GmbH ainsi que dans plusieurs autres pays européens dont la France, par Skiffy.

A gauche, des disques en caoutchouc silicone (gummi) vendus par TYP. Au centre, une feuille de sorbothane vendue par Edmund Scientific. A droite, des feuilles isolantes (SN-sheet) en Alpha-gel vendus par Geltec (Kitagawa GmbH). Tous ces produits conviennent pour amortir les vibrations que pourrait subir un télescope, un appareil de mesure très sensible ou tout dispositif rotatif.

2°. Le caoutchouc ou polyuréthane silicone, de la famille des élastomères. On l'appelle parfois "gummi". Il est un peu moins cher que l'Alpha-gel et offre des performances mécaniques légèrement inférieures. La société suisse TYP représentée en France ainsi que dans plusieurs pays d'Europe vend cet isolant sous forme de disques de différentes épaisseurs et diamètres. Elle ne travaille que sur mesure à partir de vos plans ou esquisses.

3°. Le sorbothane. Vendu depuis les années 1970 par Edmund Scientific, c'est également un polymère vendu en feuilles de 30 cm de côté et 3 mm d'épaisseur ($20). Cette matière se découpe à n'importe quelle dimension avec de simples ciseaux. Elle a la texture du caoutchouc. Selon le fabricant elle absorbe jusqu'à 94.7% de l'énergie d'impact et reprend sa forme initiale.

4°. Le RockStable. Il s'agit d'une matière visco-élastique utilisée pour fabriquer des patins anti-vibrations, notamment pour les trépieds. Ils sont vendus par trois chez Orion Telescopes & Binoculars (72.79 € et 50 € pour les patins Kepler chez Optique Unterlinden), chez les revendeurs Celestron (79.58 € sur Amazon) et chez Médas (82 €) notamment. Notons qu'on trouve sur Amazon des patins anti-vibrations à partir de 2 € ou 8 € mais ils servent avant tout à isoler un appareil du sol. Il n'est donc pas  garanti qu'ils soient efficaces sur un télescope.

Les vrais patins anti-vibrations amortissent également les chocs donnés sur le tube optique ou l'effet des rafales de vent. Mais dans ce dernier cas, seul un coupe-vent ou un véritable abri pourra vous aider.

Quant aux touchettes sur le tube optique, la monture ou le trépied, vous devez apprendre à garder les bras près du corps et vous éloignez du télescope durant les longues prises de vue... Mais après avoir raté quelques belles photographies à cause des vibrations, on apprend vite la leçon !

Heureusement, à l'ère des CCD et des prises de vue instantanées, ces vibrations s'étalant sur plusieurs secondes passent souvent inaperçues. Reste à trouver une solution si la prise de vue dépasse une fraction de seconde.

C'est ici que le choix d'un site d'observation ainsi que la stabilité et la qualité de la monture sont des facteurs très importants à considérer si vous voulez obtenir des images de qualité et atteindre la haute résolution, même si le travail de traitement d'image reste souvent indispensable.

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