All the good things

Bon alors ce week-end, ça a été du grand n’importe quoi au niveau des retouches…Pour mémoire, j’avais une bosse sur les zones 4 et 5….Donc j’ai tenté une retouche avec des courses en infini sur la zone 0.7…Et du coup, j’ai creusé une dépression en zones 3 et 4 (lambda/3)…J’ai ensuite fait des retouches sur les bords et le centre…Et là , c’était l’inverse, joli trou au centre et bord rabattu (lambda/5)…Après diverses retouches, je suis repassé par lambda/6 puis lambda/4… Et finalement, j’ai décidé de m’attaquer au bord rabattu: plus de 2 heures à frotter miroir dessous avec des courses d’amplitude 1/4 D…Pour finalement me rendre compte que le bord n’était peut etre pas si rabattu que ça et qu’en réalité, les zones 4, 5 et une partie de 6 étaient trop plates…

Enfin bref, voici les bulletins de contrôle correspondant aux retouches. J’ai utilisé cette fois-ci le logiciel Foucault téléchargé sur le site de la SAF. Il propose d’autres options que Bullet, comme l’épaisseur de verre à creuser par zones, le lissage des courbes, la représentation du miroir entier…

Comme on peut le constater, le profil du miroir est inversé entre les mesures 1, 2 et 3…Ce qui signifie que les retouches ont été efficaces mais que le travail a duré trop longtemps.

Bon, oubliez tout de suite le cheval, le chapeau, le fouet et la belle blonde à la fin…la conquête du lambda se fait par terre, allongé sur la moquette dans le noir… Ouais c’est nettement moins fun tout de suite, hein ? Mais rassurez-vous c’est un défit qui vaut la peine d’être relevé.

Donc vendredi soir, à peine rentré chez moi, je pose le miroir sur son support, je vais manger en attendant et je reviens pour faire une petite mesure histoire de voir à peu près o๠j’en suis…Le miroir est en température, j’effectue 3 séries de mesures et je vais me coucher…Samedi matin, j’allume l’ordi, je lance Bullet et je rentre mes mesures, je visualise le buletin de contrôle : et la, l’impression d’être né pour tailler des miroirs remonte à la surface… Lambda/15 ! Bon d’accord, j’avais mesuré plusieurs fois le tirage sans le masque et étant arrivé à 5.3 mm dimanche, j’avais laissé le miroir en l’état.

Le miroir serait fini si l’on ne comptait pas un léger détail: je suis toujours à l’oxyde de cérium ! Il faut maintenant que je passe à l’oxyde de zirconium… Bon alors c’est parti, je mélange la poudre à l’eau; on dirait du lait… Je lis par ailleurs qu’il faut 2 à 3 heures pour faire disparaitre complétement le voile dû à l’oxyde de cérium (Ah bon, il y avait un voile?). D’accord, je frotte pendant 2 heures…et j’effectue à nouveau une mesure au foucault : Lambda/8.6…c’est moins bon, il faut diminuer le rayon de courbure des zones 1 et 2 : retouche envisagée : parabolisation par le centre en insistant avec le centre du miroir sur le bord de l’outil.

Troisième mesure : Lambda/6.8…Visiblement, c’était pas la bonne retouche à faire…Je réfléchis un petit peu (si, c’est possible !) histoire de voir là o๠ça coince… Toujours ce centre pas assez creux…Bon, on continue avec les mêmes retouches en insistant un peu plus…

Quatrième et dernière mesure du WE: Lambda/7.4 … avec un profil légèrement différent… En manipulant un peu les mesures, je m’aperçoit qu’en rajoutant 0.2 mm de tirage à la zone 4 et 0.4 mm à la zone 5, on arrive à Lambda/15…L’idée est donc d’effectuer une retouche sur la zone de hauteur 0.7 x le rayon du miroir en réalisant des courses miroir dessus avec insistance sur le centre de l’outil ainsi que miroir dessous en W avec amplitude 1/3 de diamètre.

Prochaine mesure prévue vendredi soir si la SNCF le veut bien…

Et pour infos, voici quelques captures d’écran des autres fenêtres du logiciel Bullet:

Après plus de 13 heures passées à polir le miroir, il est temps de passer à l’étape suivante : La parabolisation. Tout d’abord, un dernier contrôle s’impose; il faut s’assurer qu’il n’existe plus de piqures de gris à la surface du verre. Un petit microscope de poche grossissant 30x permet de se rendre compte que tout le gris à disparu. On peut noter l’apparition de quelques filandres qui s’estomperont je l’espère au cours de la parabolisation.

La parabolisation est l’étape ultime de la réalisation du miroir. Elle consiste à rendre optiquement utilisable le miroir. En effet après mes 13 heures de polissage, la surface est toujours assimilable à une portion de sphère. Or un miroir sphérique ne peut être utilisé en astronomie car il ne permet pas de renvoyer la lumière qu’il reçoit des étoiles en un seul point. L’image serait donc floue. Pour que les rayons incidents parallèles soient renvoyés en un seul point focal, il faut que la surface du miroir soit un paraboloà¯de de révolution. Nous allons donc continuer à frotter le miroir mais cette fois-ci en utilisant des courses particulières dites “de parabolisation”.

L’écart entre la sphère et la parabole est très faible: de l’ordre de 1 µm. Cet écart est situé au centre du miroir qui est plus creux et au bord du miroir qui est plus évasé. Ainsi, le rayon de courbure des zones centrales est plus court et celui des zones externes est plus long. Pour mesurer ces infimes variations, on utilise un appareil spécialement conçu pour l’occasion: l’appareil de foucault. Il permet d’amplifier 1 000 000 de fois les défauts à la surface du verre.

Une lanterne fournit une source lumineuse; cette lumière est renvoyée par le miroir et un couteau intercepte l’image formée au centre de courbure. La fente lumineuse est à gauche dans notre cas. Si le couteau est en avant du RC, il intercepte les rayons venant de la droite, s’il est en arrière il intercepte ceux de gauche. Au centre de courbure, on observe une teinte plate si le miroir est sphérique et des zones noires et brillantes complémentaires si le miroir est parabolique. On utilise un masque de Couder afin de connaitre les rayons de courbure de chaque zone. Par calcul, on connait le tirage qu’il faut avoir pour une zone donnée. Ainsi, on continue à frotter tant que ce tirage n’est pas atteint.

Ma première mesure m’a donné une amplitude du tirage de 0.16 mm alors qu’il faut un peu plus de 5 mm entre les zones centrale et externe. J’ai donc continué à frotter et j’en suis actuellement à environ 5 mm…C’est donc presque bon… Il faut continuer à paraboliser un peu et commencer à faire des mesures précises avec l’écran de Couder… La suite au prochain épisode.

Samedi après-midi, Tim est passé chez moi et on est allé faire un tour aux cascades du Hérisson…Donc départ à 14 hres, on met le CD de Donavon “Move by yourself” et on décolle. Première surprise en sortant de Poligny: on grimpe les monts de vaux et arrivés au dessus…plein de neige…Ensuite, on coupe un peu par des petites routes pour raccourcir le trajet et après 2 demi-tours sur des chemins non déneigés, on arrive au lac de Chalain…On continue sur une poignée de km et on arrive aux cascades…Finalement, c’était pas si loin, ça a duré “un Donavon”.

On commence l’ascension dans la neige…avec des chaussures pas du tout adaptées mais c’est pas grave, on dira que c’est un challenge… Sur notre droite se trouve une première cascade: la tuffière qui se jette dans le ruisseau en contrebas (le Hérisson). On continue et on arrive face à une grande cascade de 65m qui porte le nom d’”éventail”. On grimpe encore et on arrive au sommet de la cascade… Le panorama est superbe… On enchaine avec la suite… Un petit pont métallique pour traverser et plus loin, c’est le “grand saut”, une cascade de 60m… A partir de là , on remonte le ruisseau et on trouve une série de petites cascades et de gours. On n’est pas loin du sommet et l’épaisseur de neige est d’une quinzaine de centimètres. Le soleil se couche et il faut commencer à rentrer… Donc demi-tour, et là le plus drôle nous attend… Monter une pente gelée ça passe encore mais la descendre, c’est autre chose…Bon on arrive finalement à pas se casser une jambe. Arrivés sur le parking, on a droit à un crépuscule pas mal du tout…

Finalement, c’était une super journée, on peut rentrer avec les appareils photos remplis, on a même essayé de prendre en photo les highland cattle (vaches écossaises avec des grands poils laineux) dans le pré d’à côté mais il faisait trop sombre… Donc en route, et “un Donavon” plus tard, on était rentrés…

Après avoir construit le polissoir la semaine dernière, il était temps de s’y mettre pour de bon…Fini de jouer…Les choses sérieuses peuvent commencer, faisons briller ce morceau de verre.

Tout d’abord, il a fallut presser…eh oui, presser le miroir sur le polissoir pour que les carreaux de poix soient tous en contact avec le miroir. Au départ, j’ai effectué le pressage avec une feuille de papier sulfurisé, c’était une erreur car le papier sulfurisé se gondole à l’humidité…à‡a m’apprendra à ne pas faire assez la cuisine pour le savoir…Enfin bref, du coup le papier a imprimé ses bosses sur la surface de la poix. Mais ce n’est pas bien grave, ça ne diminue pas trop la surface de frottement.

Ensuite, pour bien faire les chose, il a fallut rogner les carreaux de poix qui s’étaient affaissés durant le pressage. Sur un écart initial de 10 mm entre carreaux, il ne restait par endroit que 3 à 4 mm et certains se touchaient carrément (ce qu’il faut éviter sinon le rognage devient très pénible). La méthode est alors simple, il suffit de poser une arrête tranchante (une lame de rabot par exemple) sur le bord du carreau à tailler et donner un léger coup sec bien verticalement. La poix étant froide, casse comme du verre. Le seul inconvénient est que les nombreux éclats de poix se collent partout. Il convient donc de nettoyer les rainures à l’aide d’un pinceau et de passer le polissoir sous l’eau.

On represse à nouveau le polissoir à froid à l’aide d’une feuille de papier calque cette fois-ci afin d’éviter les bosses. On peut dès lors préparer le mélange à polir dans un verre: 1 volume d’oxyde de cérium pour 4 volumes d’eau. 2 cuillères d’oxyde sont suffisantes pour une bonne séance de polissage. On se propose de commencer le polissage miroir dessus afin de voir par transparence si tous les carreaux de poix sont bien en contact avec le verre. On étale donc du cérium sur le polissoir et on commence les courses en W d’amplitude 1/3. On peut ensuite inverser toutes les demi-heures la position des disques. Au bout d’une heure de travail, le miroir commence à briller. Au bout de 3 à 4 heures selon la pression appliquée sur les disques, le gris (aspérités en surface laissées par le doucissage) diminue pour atteindre une dizaine de piqures par mm carré.

Durant le doucissage, une fine rayure était présente sur le bord du miroir. Celle-ci ne paraissant guère plus profonde que le gris lui-même, je pensais qu’elle disparaitrait d’elle-même durant le polissage, c’était encore une erreur. Bilan: la rayure est toujours présente. Eh oui, c’est énervant. Après 6 hres passées à polir, j’hésite à revenir en arrière et refaire quelques séchées au W6…J’y réfléchirai pendant la semaine et prendrai ma décision ce WE…

Affaire à suivre.

Près de deux mois se sont écoulés depuis les dernières nouvelles du miroir…et il y’a des tas de choses à dire. Petit rappel: dans les articles précédents, je décrivais d’abord le début du doucissage au W240 ainsi que la rectification du dos du miroir afin de ne pas avoir d’astigmatisme au moment du polissage. J’ai même oublié de préciser qu’ au moment de l’ébauchage, il a fallu recoller un étage de carreaux en céramique sur l’outil car ceux du bord étaient vraiment devenus très fins.

Durant ces deux derniers mois, j’ai pu apprendre par moi-même les choses à faire et à ne pas faire au moment du doucissage:

Tout d’abord, j’ai continué les courses au W240. La surface paraissait douce et uniforme au bout d’une bonne vingtaine de séchées mais il restait des piqures. Je continue jusqu’à ce qu’elles disparaissent. La moitié du pot d’abrasif y passe. Je crois que c’est bon, je passe donc au carbo 400. Après une quinzaine de séchées, la surface semble bien régulière. Je me dis alors: “chouette, c’est facile en fait”. Cependant, après un examen rapide devant une lampe, j’aperçois une grosse piqure de presque 1/2 mm, largement visible à l’Å“il nu. Je décide alors de continuer encore quelques séchées…Voyant que la piqure ne diminuait pas, je décide de repasser au W240. La deuxième moitié du pot y passe pratiquement (une cinquantaine de séchées en tout). J’espère ne pas avoir à revenir en arrière à nouveau. Il faut alors recommencer toute la procédure qui consiste à nettoyer l’outil, la pièce, le poste de travail pour ne laisser aucun grain de W240 susceptible de rayer le miroir. Au passage, l’outil perd 2 carreaux en bordure.

Le travail peut alors recommencer au carbo 400. Une trentaine de séchées est nécessaire pour venir à bout des dernières piqures… contrairement aux 10 à 15 annoncées pour info dans les livres.

J’enchaine avec le W6. Au bout de 5 ou 6 séchées, l’état de surface devient très lisse et commence à refléter la lumière quand on observe la surface avec un faible angle d’incidence. La plupart des livres préconisent 6 séchées minimum…J’en effectuerai 36 à cause d’une piqure récalcitrante. La dernière séchée est effectuée miroir dessous et dure plus longtemps afin de raffiner l’abrasif et ainsi préparer le polissage.

Les principales leçons que je tire de ma propre expérience du doucissage sont:

1. qu’il ne faut pas passer à l’abrasif suivant tant qu’il subsiste des piqures anormale.
2. qu’il faut étaler l’abrasif avec le doigt en le diluant dans l’eau au lieu de la saupoudrer avec une cuillère et le répartir à l’aide du miroir car ça risque de créer des piqures.
3. qu’il faut alléger le disque supérieur en le faisant bouger jusqu’à ce qu’on n’entende plus de grains susceptibles de rayer le miroir.
4. qu’il ne faut pas trop appuyer sur les disques surtout au début des séchées.

La deuxième grande étape a été la construction du polissoir. La méthode est la même que pour l’outil en céramique à la différence près que le polissoir bénéficiera du rayon de courbure du miroir.

On commence d’abord par envelopper le miroir dans du film étirable. Je vous conseille alors de mouiller légèrement le miroir et de commencer par étaler le film en partant du centre afin de chasser les bulles d’air. On place ensuite une bande de carton (le lino marche très bien) autour du miroir et on coule notre plâtre synthétique. On attend puis on démoule.

A la surface du polissoir, on ne mettra pas des carreaux de céramique mais des carreaux de poix. La poix est une résine sécrétée par certains conifères scandinaves. Elle a l’apparence du goudron et elle colle tout autant. On l’utilise car au cours du polissage, on ne raye plus le verre mais on fait de l’abrasion à l’échelle moléculaire. La chaleur provoquée par le frottement va déplacer une fine couche de silice appelée couche de Beilby. La poix est donc utilisée car elle est dure mais ne raye pas et est assez plastique pour incorporer les grains d’oxyde de cérium.

On peut donc commencer à tracer sur le polissoir l’emplacement des carreaux de poix. Ceux-ci mesureront 25x25x10 mm et seront espacés de 10 mm. Au centre du miroir ne doit figurer ni une rainure, ni le centre d’un carreau afin d’éviter les défauts en anneau.

D’un autre côté, on prépare le moule à poix. Il s’agit d’une planche recouverte de papier sulfurisé et de baguettes de sections 10×10 mm recouverts eux aussi du même papier espacées de 25 mm. On casse la poix comme on peut sans en mettre partout. Etant livrée en pains de 1kg, il faut tapper dessus avec un marteau pour en détacher des morceaux. Personnellement, j’ai gardé la boite fermée et je l’ai pressée dans l’étau avant de l’ouvrir…Ca marche très bien. On fait ensuite fondre la poix sur une plaque électrique sans la faire bouillir. Evitez les brûleurs à gaz car la poix relâche des solvants inflammables.

Il est conseillé de vérifier la dureté de la poix avant de la couler. Personnellement n’ayant aucune expérience préalable et ayant lu qu’il fallait laisser la poix telle qu’elle, j’ai coulé directement la poix dans le moule. Après 3 à 4 heures de refroidissement, on peut démouler les bandes et les découper en carrés à l’aide d’un couteau chauffé sur une bougie. C’est l’étape la plus “collante”. Il ne reste plus qu’à coller les carrés sur le polissoir en les chauffant sur la bougie. On place ensuite une feuille de papier sulfurisé sur le polissoir puis on pose le miroir par dessus et on presse afin d’égaliser la surface des carreaux. Il peut être utile de chauffer légèrement les carreaux avant pressage.

Voilà pour les dernières nouvelles à propos du miroir… Ca avance doucement, mais ça avance. Prochaine étape, le polissage et le contrôle de l’état de surface à l’appareil de foucault.

Pas de ponçage de pyrex le week-end dernier mais quelques jours passés dans le sud, à Perpignan. Timothée et cyril sont rentrés d’indonésie o๠ils ont passé 5 mois à étudier la faune et la flore locale. ils ont donc pris un apart ensemble au Crous pour préparer leur soutenance. Et comme ils ont encore l’apart jusqu’à fin septembre, ils m’ont invité à passer quelques jours chez eux.

On a donc passé une très bonne semaine en visitant quelques coins sympa: Pour commencer, on est allé faire un tour sur les rochers vers Banyuls. Le coin est très sympa et l’eau était très claire. On a ensuite visité les ruelles de Colioure pour finir à la terrasse d’un café le long de la plage.

On avait prévu de retourner faire une rando aux lacs des bouillouses mais la météo nous en a empéché. Mais c’est pas grave, parce que quand il fait mauvais, y’a toujours l’apéro et les guitares pour faire des petits concerts improvisés aux invités…

On s’est quand même rattrapé en allant aux gorges de Galamus…Un endroit superbe avec un monastère taillé dans la roche et un petit ruisseau en contrebas. Une rando pas très longue mais bien épuisante avec des sentiers très raides et des panneaux “chemin dangereux”.

Finalement, ça aura été une super semaine avec du soleil (j’ai même bronzé un petit peu), des gens sympa, une bonne ambiance étudiante et quelques projets pour l’avenir…

Ce week end, pas grand chose de nouveau pour la face optique du miroir. En revanche le dos à été aplatit afin d’éviter au maximum le risque d’astigmatisme au cours du polissage. Le dos possédait une bosse en forme d’arche de plus d’un millimètre d’épaisseur. Celle-ci a donc été éliminée après une dizaine d’heure de travail à grands coups de carbo 60, puis 80 et enfin 120 sur une vitre. Il en ressort une surface plane, finement dépolie qui permet aux mains de ne plus glisser lors du travail au doucissage.

Il ne restait plus que dimanche après-midi pour terminer les courses de doucissage au W240. Après 22 séchées, il subsiste quelques fines piqures qui devraient disparaitre au bout de 3 séchées.

Pas de photos pour cette étape mais cette photo au cours de l’ébauchage montre assez bien la déformation initiale du morceau de pyrex.

A la fin de l’ébauchage, la flèche est presque atteinte mais la surface des deux disques est assez irrégulière. Il faut donc effectuer des retouches afin que le miroir et l’outil possèdent le même rayon de courbure. Cette opération s’appelle le réunissage. On veillera au cours de cette étape à conserver la flèche désirée en travaillant alternativement miroir dessus et dessous. Les abrasifs utilisés pour cette étapes sont le carbo 80, carbo 120 et carbo 180. Dans mon cas, le réunissage a pris peu de temps car les disques étaient déjà réunis à la fin de l’ébauchage. Il a donc suffit d’affiner l’état de surface du miroir avec les abrasifs de plus en plus fin.

Lorsque le réunissage est terminé, on nettoie tout l’atelier afin d’éliminer les éventuels gros grains de carbo qui trainent. On attaque enfin la phase de doucissage qui consiste à rendre la surface lisse et réfléchissante. On débute à l’aide de l’abrasif W240 par une vingtaine de séchée afin de supprimer les écailles sourdes qui risqueraient d’apparaitre plus tard. Actuellement 10 séchées ont été effectuées; la surface est déjà très douce et on note peu de piqures.

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Après avoir terminé la fabrication de l’outil (il restait quelques carreaux de céramique à coller), le travail sérieux va pouvoir commencer. L’outil est déposé dos vers le bas sur le poste à polir. On humidifie alors le carrelage et on saupoudre l’abrasif qui va servir à user une face du disque en pyrex. Pour cette phase du travail, on utilise un abrasif dont les grains mesurent 300 µm: le carborundum 60. La grosseur importante des grains permet d’user plus rapidement le verre.

On dépose ensuite le verre sur le carbo humide. On peut alors commencer à frotter. La forme des courses dépend du travail à effectuer. Dans notre cas, nous devons user le centre du miroir. Nous allons donc frotter le centre de celui-ci sur les bords de l’outil avec des amplitudes d’1/3 à 1/2 diamètre. Il faut alors prendre soin de tourner régulièrement le miroir dans ses mains et de se déplacer autour du poste dans l’autre sens: Ainsi, on évite les erreurs périodiques à la surface du verre.

On alternera le travail avec des courses centrées afin de réduire la différence de forme entre l’outil et le miroir. Dans ce cas, le centre du miroir passe par celui de l’outil et l’amplitude du mouvement est de 3/4 à 5/6 de diamètre.
Au cours du travail, le carborundum éclate en grains plus petits et de la poussière de verre se forme. Avec l’eau, il se forme une boue grisâtre qui devient inefficace après quelques minutes de frottement. On nettoie alors les disques et on recommence avec du carborundum neuf. On a alors réalisé un séchée.

Au début d’une séchée, on entend nettement le crissement des grains sur le verre, puis le son devient sourd et le miroir émet une sorte de vibration cristalline.

On alterne les 2 types de courses jusqu’à atteindre la flèche désirée. Dans le cas du Strock, le diamètre D du miroir est de 250 mm et la focale mesure 1250 mm. Le rayon de courbure R vaut donc 2×1250 = 2500 mm. On calcule alors la flèche e grâce à la formule suivante :

e = (D / 2)² / (R x 2) = D² / 8 R

La flèche vaut donc 3.25 mm dans notre cas.

Actuellement, la flèche obtenue n’est encore que de 2.5 mm. De plus, la surface du verre n’étant pas complètement plane, il subsiste 2 arcs sur les bords du miroir qui n’ont pas encore été attaqués par le carborundum. La prochaine étape consiste donc à user l’intégralité de la surface et à creuser le centre de quelques dizièmes de mm. Une fois la flèche atteinte, on pourra passer au réunissage…Mais celui-ci sera abordé dans un prochain article.

Une petite vidéo pour se mettre dans l’ambiance…

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