Comment régler son télescope avec méthode...

Participant depuis plusieurs années aux forums d'astronomie, j'ai constaté que parmi les questions qui reviennent le plus souvent, il y a celle du réglage des optiques, la fameuse "collimation". Les débutants sont souvent noyés dans les informations (plusieurs méthodes existent) et on oublie trop souvent de leur parler du processus global. Régler un instrument, ce n'est pas placer un laser dans le porte-oculaire et tourner les vis jusqu'à ce que la petite tache rouge soit centrée. Ça, c'est juste une étape à faire après certains préliminaires indispensables. Je me propose donc de parler du processus global : vérifier, régler. 

Avertissement : il existe pas mal de méthodes. 

1/ Les règles de base

R1 - Régler un télescope, c'est réaliser deux choses : 1° placer correctement les éléments optiques, 2° aligner les éléments optiques.

N'essayez pas d'aligner les éléments optiques s'ils ne sont pas placés correctement !

R2 - Il est interdit de régler les éléments optiques s'ils le sont déjà, autrement dit : on vérifie d'abord, on règle ensuite.

Ne commencez pas par collimater votre télescope : il l'était peut-être déjà, vous allez tout dérégler !

Cela dit, si vous maîtrisez le processus, vous avez tout intérêt à fignoler. Mais toujours en vérifiant d'abord.

R3 - Si l'image est floue, ce n'est pas forcément un problème d'alignement.

Ce n'est pas parce qu'une dizaine d'internautes sans imagination vous poussent à refaire l'alignement qu'ils ont raison. Si l'image est floue, ça peut venir d'une multitude de raisons. Il faut d'abord trouver la raison (réfléchir, vérifier) et ensuite seulement rectifier (agir). Donc vérifier l'alignement (entre autres).

R4 - Il existe plusieurs méthodes pour aligner les optiques. Il n'existe qu'une seule méthode pour vérifier l'alignement : sur une étoile.

C'est la règle la plus importante.

On ne vérifie pas l'alignement avec un laser, par exemple, ce n'est pas fait pour ça, c'est fait pour aligner des optiques lorsqu'elles sont en place.

2/ Les trois actes du réglage complet

Acte 1 : on vérifie le placement des éléments optiques.

C'est indispensable le jour où vous recevez votre télescope.

Où ? Au chaud, à la maison, de jour. Si jamais il y a eu un choc lors du transport, si on possède un télescope complètement démontable, si on a un doute ou si on a tout vérifié et que l'image reste floue, on peut bien sûr vérifier ça sur le terrain. Mais normalement ce n'est pas utile si on l'a fait avant de partir.

Comment ? En regardant dans le télescope.

Attention : il est interdit de sauter l'acte 1. Si vous procédez à l'alignement de vos optiques sans avoir vérifié leur placement, ne vous étonnez pas de galérer... Si les images sont floues, commencez d'abord par regarder si les optiques sont bien placées, ça ne sert à rien de faire une vérification pointue alors que le problème saute peut-être aux yeux si on regarde le télescope.

Acte 2 : on vérifie l'alignement des optiques.

Où ? Au froid, sur le terrain, de nuit. De préférence après avoir laissé le télescope se mettre en température.

Quand ? À chaque séance d'observation.

Comment ? En pointant une étoile.

Si les éléments optiques sont bien placés, on peut vérifier avec un laser. Mais s'il y a un problème, c'est interdit (car le problème peut venir du laser, ou d'une mauvaise manipulation de celui-ci...), il faut le faire sur une étoile.

Acte 3 : si nécessaire on réaligne les optiques.

« Si nécessaire » dépend de l'observateur. Un observateur expérimenté sera peut-être plus exigeant, un spécialiste de l'imagerie planétaire refera toujours l'alignement. Cela dépend aussi de la turbulence : si le ciel est stable, on peut réaliser un alignement très précis, inutile si le ciel turbule beaucoup...

Où ? Au froid, sur le terrain, de nuit. (Pas la peine d'aligner son télescope à la maison avec une précision de dingue si c'est pour ensuite le transporter dans sa voiture et franchir des ralentisseurs...)

Comment ? Il existe plusieurs méthodes.

Mais détaillons tout ça...

3/ Acte 1 : on vérifie le placement des optiques

De temps en temps, notamment la première fois, faites les vérifications de base (je suppose toujours qu'on a affaire à un Newton) :
- Y a-t-il un miroir primaire ? Est-il posé au fond du télescope plus ou moins à plat ? Est-il en bon état ?
- Y a-t-il un miroir secondaire ? Est-il fixé sur le support de l'araignée, dirigé vers le trou du porte-oculaire ? Si on regarde dans le porte-oculaire à vide, est-ce qu'on voit le secondaire ? Est-il en bon état ?
- Avez-vous trouvé les oculaires, savez-vous comment on les utilise ? (ça, c'est pour vérifier que l'observateur est bien réglé...)

Bon, à présent nous allons vérifier que les éléments optiques sont placés les uns en face des autres. C'est en quelque sorte un alignement approximatif. Si on ne le fait pas, on sera trop loin de l'alignement précis pour pouvoir utiliser efficacement les méthodes de l'acte 3.

3.1 L'araignée

Logiquement, le support de l'araignée est centrée par rapport au tube. Le miroir secondaire est collé sur ce support. Si le F/D du télescope est faible, il est possible qu'il soit collé de façon décentrée, c'est alors normal (et calculé). Mais le support, lui, est en général centré.

Vérifiez-le en mesurant les branches de l'araignée, ou en comparant leur longueur avec un compas. Normalement ce réglage est fait en usine et ne bouge pas. S'il y a un décalage de quelques millimètres, ne changez rien : ce réglage n'est pas critique. C'est seulement s'il y a un décalage notable qu'il faut replacer le support de l'araignée. Mais ce serait bizarre... (vous avez bien un Newton tout simple, hein ?)

3.2 Le porte-oculaire

Le porte-oculaire doit être perpendiculaire au tube. Vérifiez-le approximativement. Si ce n'est pas le cas (ça peut arriver par exemple s'il y a une bosse sur le tube), replacez-le à la perpendiculaire à l'aide de ses vis de réglage. S'il est à 89,9° au lieu de 90°, ce n'est pas grave, pour l'instant on vérifie juste qu'il n'y a pas un gros problème.

3.3 Le miroir secondaire

Jetez un oeil dans le porte-oculaire à vide (pas de Barlow, d'oculaires, etc.) Normalement, le miroir secondaire doit être visible en face du porte-oculaire, pas sur le côté, et doit pointer à peu près vers le porte-oculaire.

Deux réglages sont à vérifier (et éventuellement refaire) : la translation et la rotation. Dans les dessins qui suivent, le télescope pointe vers la gauche. On n'a représenté que le porte-oculaire et le miroir secondaire vu dedans.

Placez le tube à l'horizontale. (Attention : toute autre position entraîne, en cas de manipulation, le risque possible que le secondaire tombe au fond du tube, à son grand dam et au grand dam du primaire par dessus le marché...)

Rotation : le miroir secondaire est-il tourné vers le porte-oculaire.


1 = extérieur du porte-oculaire.
2 = intérieur du porte-oculaire.
3 = miroir secondaire.

Non, il est vu elliptique, donc il est mal tourné.


Oui, il est vu circulaire, ce qui indique une bonne orientation.

Si ce n'est pas bon, il faut tourner le miroir secondaire à la main jusqu'à voir un cercle parfait. Soyez minutieux : un cercle, c'est un cercle, pas une ellipse à peine allongée. Rappel : ne faites ça que si le tube est posé à l'horizontal, on ne sait jamais... Normalement la rotation du miroir secondaire ne nécessite pas d'outil ni de dévisser quoi que ce soit, mais vérifiez quand même dans le mode d'emploi.

Translation : le miroir secondaire est-il placé dans le tube en face du porte-oculaire ?


Non, il est placé trop vers l'avant, il faut le reculer.


Non, il est placé trop vers l'arrière, il faut l'avancer.


Oui, il est pile poil en face du porte-oculaire (ça se voit au fait que tous les cercles sont concentriques).

Rappel : s'il faut translater le miroir secondaire (vers l'avant ou l'arrière), faites-le en plaçant le tube à l'horizontale. Pour avancer ou reculer le support du secondaire, normalement il y a une grosse vis à desserrer (v. mode d'emploi). On la desserre, puis on pousse le support à la main (ou on le tire). Et on resserre.

3.4 Le miroir primaire

Fermez un oeil et placez-vous devant le tube, à une distance égale à sa focale (par exemple : à 90 cm d'un 130/900) de façon à voir le support du secondaire bien au centre. Ça doit ressembler à quelque chose comme ça :



1 = contour extérieur du tube.
2 = contour extérieur du miroir primaire au fond du tube.
3 = support du miroir secondaire.
4 = reflet du miroir secondaire dans le primaire.

Remarque : la bonne distance, c'est celle qui permet que le miroir secondaire et son reflet aient la même taille.

Sur l'image ci-dessus, le reflet du secondaire apparaît à droite, ce qui prouve que le primaire ne pointe pas selon la direction du tube. S'il pointait selon la direction du tube, le reflet serait confondu avec le secondaire.

Vous devez agir sur les vis de réglage du miroir primaire (v. mode d'emploi) pour obtenir ceci (tout est centré) :



(Ici je me suis placé un tout petit peu trop près exprès pour voir déborder le reflet du secondaire. Vous voyez le reflet ? Il dépasse à peine.)

Ce réglage étant vérifié (ou refait), le miroir primaire est à présent orienté convenablement. On peut fignoler, mais c'est déjà pas mal.

Remarque : une autre méthode consiste à se placer de façon à ce que le secondaire et son reflet se superposent. Le réglage est OK s'ils se superposent au centre du primaire. S'ils sont sur le côté lorsqu'ils se superposent, on joue sur les vis de réglage du primaire pour corriger ça.

3.5 Retour au miroir secondaire

Regardons à nouveau dans le porte-oculaire, mais plus précisemment. Nous devons voir quelque chose comme ça :



1 = extérieur du porte-oculaire.
2 = intérieur du porte-oculaire.
3 = contour du miroir secondaire, à présent face au porte-oculaire donc circulaire et centré.
4 = contour du reflet du miroir primaire vu dans le miroir secondaire (pas forcément centré).
5 = contour du reflet du miroir secondaire vu dans le miroir primaire lui même vu dans le miroir secondaire...
6 = reflet de l'oeil de l'observateur.

Ce n'est pas facile d'identifier tous les éléments... Pascalp avait imaginé une astuce pour ça en employant des cartons de couleurs : http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=23809 .

Le réglage consiste à centrer le reflet de l'oeil. S'il n'est pas centré, on joue sur les trois petites vis d'orientation du secondaire (v. mode d'emploi) pour recentrer le reflet du primaire et le reflet de l'oeil. Une fois que tout est centré, on s'éloigne de dix centimètres, puis vingt, trente, etc. tout en s'assurant que le reflet de l'oeil reste visible et centré (comme on s'est éloigné, on ne voit que le centre de l'image, donc que l'oeil). Dès qu'il disparaît, on le recentre avec les petites vis de réglage, puis on s'éloigne. Le but est de voir le reflet de son oeil lorsqu'on est éloigné d'un bon mètre du porte-oculaire.

Fin de l'acte 1 ! Notez que c'est beaucoup plus rapide à effectuer qu'à expliquer. D'ailleurs souvent, il n'y a rien à refaire.

Important : ces vérifiations très simples permettent d'avoir un alignement approximatif mais néanmoins suffisant pour profiter du télescope. On ne pourra pas faire de haute résolution planétaire ni étudier précisemment les paramètres des étoiles doubles, mais on pourra déjà bien s'amuser. Je pense que les débutants auraient intérêt à bien connaître ce premier acte avant d'aller plus loin.

4/ Acte 2 : on vérifie l'alignement des optiques

Pointez une étoile brillante à fort grossissement et centrez-la au milieu du champ (c'est important !). Vous devez voir quelque chose comme ça :



Bon, je vais grossir le dessin pour qu'on comprenne mieux, mais n'oubliez pas : le dessin est fortement grossi !



Maintenant, on va défocaliser un tout petit peu. J'insiste : un tout petit peu. S'il y a un léger défaut d'alignement, on verra quelque chose comme ça :



La tache blanche correspond à l'image du miroir primaire éclairé par l'étoile légèrement défocalisée, et le petit point noir à l'ombre du secondaire.

Rappel important : j'ai fortement grossi le dessin. En réalité, ce qu'on voit, c'est ça :



(Vous avez détecté le décentrage ?)

L'alignement est très bon si aucun décentrage n'est décelable. En fait, pour être encore plus précis (et c'est utile), il faudrait chercher un décentrage directement sur le disque d'Airy. Mais mon objectif est juste d'avoir un alignement correct, pas forcément parfait.

Il faut savoir que plus le décentrage est détecté loin de la mise au point, plus le défaut d'alignement est important. Si on ne détecte le décentrage que très proche de la mise au point, il suffira d'une légère retouche de l'alignement. Si par contre on le détecte à mi-chemin, c'est que l'alignement laisse vraiment à désirer.

Important : on ne doit pas juger le décentrage sur l'étoile complètement défocalisée (erreur courante). Si on détecte un décentrage dans ces conditions, c'est que l'alignement est complètement à côté de la plaque, et on aurait dû détecter le problème à l'étape précédente. 

Remarque : certains télescopes à court F/D et diamètre relativement grand ont un miroir secondaire décentré, c'est exprès et calculé, et dans ce cas là encore, on ne doit pas défocaliser à fond car on verrait alors un décentrage qui est normal. Encore une fois, pour conclure il faut se rapprocher le plus possible de la focalisation.

On trouve sur le site de Thierry Legault un article complet sur la collimation précise d'un Schmidt-Cassegrain ( http://astrosurf.com/legault/collim_fr.html ). J'y ai extrait cette image, bien plus réaliste que le dessin ci-dessus :



Il y a deux séquences qui montrent l'allure d'une étoile lorsqu'on est situé autour de la mise au point (attention : ces dessin sont fortement agrandis, car on a légèrement défocalisé, pas plus).

- Dans la séquence du bas, on décecte un léger décentrage. Il faut aligner les optiques (3è acte).

- Dans la séquence du haut, on ne détecte pas le décentrage. Cela signifie que l'alignement n'est pas mal du tout. On peut peut-être faire mieux, mais pour en juger il faudrait inspecter le disque d'Ariy (v. détails sur la page de Thierry Legault). Mais c'est déjà bien, surtout s'il y a un peu de turbulence.

Remarque importante : si l'on joue l'acte 2 au début de chaque séance d'observation (puis l'acte 3 si nécessaire), on n'aura jamais de gros défaut d'alignement (sauf cas particulier), autrement dit il suffira toujours de deux ou trois tours de vis - voire aucun - pour réaligner les optiques. C'est si on néglige de faire la vérification que le réglage va peu à peu se défaire, de sorte que le jour où l'on voudra s'y mettre, il faudra tout reprendre à zéro...

5/ Acte 3 : (si nécessaire) on réaligne les optiques

Rappel : l'acte 3, c'est à la fin, il ne faut pas jouer l'acte 3 si l'on n'est pas sûr des deux précédents.

Je ne détaille pas l'acte 3 puisqu'il est très bien expliqué dans les fiches de la WApédia sur ce site. Plusieurs méthodes existent pour ce dernier réglage : alignement sur une étoile, oeilleton de collimation, "cheshire", laser, laser + Barlow, etc. Mieux vaut ne pas les mélanger.

Il faut savoir que fignoler le réglage est très utile, surtout en observation planétaire. Il suffit d'un très léger défaut d'alignement pour que les surfaces planétaires apparaissent moins contrastées, et comme elles ne le sont déjà pas beaucoup, ce léger défaut peut suffire à rendre invisible ce qu'on cherchait (par exemple la Tache Rouge de Jupiter).

Mais ce fignolage est une étape supplémentaire après l'étape d'alignement "correct mais perfectible". Il faut donc d'abord maîtriser cet alignement "correct mais perfectible". Ainsi, il est inutile de chercher à régler avec précision l'alignement des optiques si on a oublié de simplement les placer correctement. Rappelons que les accessoires d'aide à la collimation ne permettent pas de vérifier que les préliminaires sont faits, puisque leur utilisation suppose que c'est le cas !

6/ Méthode à employer quand on a l'habitude

J'ai bien insisté plus haut sur le fait qu'on vérifie sur une étoile et, ensuite, seulement si ce n'est pas bon, on procède à l'alignement des optiques. En fait, une fois à l'aise avec ces méthodes, on peut aller plus vite, notamment à l'aide d' "outils de collimation".

- On joue l'acte 1 à la maison (à faire une fois de temps en temps, hein, pas tous les soirs).
- Si on prend l'habitude de toujours vérifier l'alignement des optiques, normalement il sera déjà pas trop mauvais (mais c'est le passage entre "pas trop mauvais" et "parfait" qui permet de profiter de la résolution et du contraste qu'offre potentiellement le télescope).
- On utilise son "outil de collimation" (je suppose ici qu'il marche bien et qu'on sait s'en servir) pour vérifier l'alignement. Par exemple, on place le laser et on regarde si le faisceau de retour coïncide avec le faisceau d'arrivée. Bien entendu, ce n'est pas une vraie vérification.
- Si l'alignement n'est pas OK, on corrige avec l'outil (ou sa méthode préférée - v. WApédia).
- Et on termine en vérifiant sur une étoile. Pas besoin de défocaliser à fond, juste un tout petit poil normalement. En général, la vérification confirmera que c'est bon, mais ça ne coûte rien de faire la "vraie" vérification, seule à même de détecter un problème. Si vous êtes pointilleux (et ça vaut le coup de l'être, surtout quand le ciel n'est pas turbulent), vous pouvez fignoler l'alignement directement sur le disque d'Airy - à faire quand on est expérimenté.

Remarque : commencer la séance d'observation par inspecter une étoile brillante est indispensable puisque ça permet de vérifier (éventuellement refaire) l'alignement du chercheur et la turbulence. Autant en profiter pour vérifier l'alignement des optiques au passage.

7/ Saperlipopette, les images sont floues, je fais quoi ?

--> Faites des hypothèses et vérifiez-les. On n'est pas des bourrins : on vérifie (réfléchit) avant d'agir.

--> N'ayez aucun a priori. C'est rigoureusement interdit. Ne dites pas « à mon avis c'est le réglage des optiques », taisez-vous et vérifiez-le réglage des optiques.

Si vous soupçonnez la turbulence, vérifiez si c'est la turbulence (défocalisez à donf sur une étoile brillante, regardez si le disque blanc bouillonne beaucoup ou peu).

Si vous soupçonnez la buée, allumez la lumière et regardez s'il y a de la buée sur les optiques (oculaires compris).

Si vous soupçonnez le réglage, refaites les vérification usuelles en commençant par l'acte 1, surtout si ça a l'air grave. (C'est très rapide : on allume, on regarde dans le tube, OK le primaire, OK le secondaire, etc.)

8/ Interrogation surprise !

Eh oui, j'avais prévenu... Répondez aux questions par oui ou par non :

1) Pouah ! L'image de Vénus est moche, floue, pâteuse... C'est sûrement l'alignement des optiques, n'est-ce pas ?

2) Youpi, je viens de recevoir mon nouveau télescope. Bon, je vais vérifier les réglages. Je peux le faire à l'aide d'un "outil de collimation", n'est-ce pas ?.

3) Je pointe une étoile, je défocalise à donf, je constate que l'image du secondaire est centrée : chouette, ça veut dire que les optiques sont alignées, c'est bien ça ?

4) Vénus est moche, pourtant j'ai aligné les optiques avec un laser, donc je peux affirmer que ce n'est pas un problème d'alignement, n'est-ce pas ?

C'est fini, rendez les copies !

Auto-notation : chaque question vaut 5 points. Chaque fois que vous avez répondu "non", vous gagnez 5 points, sinon c'est -5 points (eh oui, en plus je saque...)

Solutions :

1) Non. Si Vénus est moche, c'est peut-être à cause de la turbulence, d'un miroir abimé, de la buée sur l'oculaire, de votre mauvaise vue, de la qualité optique déplorable du télescope, etc.

2) Non. L' "outil de collimation" ne sert pas à vérifier les réglages mais à les effectuer.

3) Non. Ça veut dire qu'on ne peut rien conclure, à part que ce n'est pas la cata du siècle. Pour conclure, il faut inspecter l'image d'une étoile pas trop défocalisée.

4) Non, on ne peut rien affirmer tant qu'on n'a pas vérifié, or régler les optiques avec un laser n'est pas les vérifier. Ça se trouve c'est le laser qui est déréglé, ou le porte-oculaire qui est de travers : si c'est le cas, la méthode du laser est mise en défaut. (Ou même l'utilisateur qui s'est planté dans la procédure, ça arrive...)