Club d’Astronomie de Lyon Ampère

Lhires III : l’avant-garde de la spectrographie amateur

dimanche 23 avril 2006 par Francois Cochard

Vous avez pu suivre régulièrement dans ces colonnes le cheminement du petit groupe du CALA qui s’est lancé dans la spectrographie depuis maintenant quelques années (Dieu, que le temps passe vite !). Vous avez lu ou entendu parler de plusieurs réalisations et essais de spectrographes (à base de réseau Jeulin, de type Barèges, le DSS7 de SBIG, installation de MuSiCoS à St-Véran...), et de quelques moments forts (le premier spectre, dans la coupole à l’observatoire du CALA, le premier spectre d’étoile Be, le premier spectre avec Musicos, l’école d’astrophysique à Oléron, les stages à l’OHP, la première campagne d’observation coordonnée de Bêta Lyrae...). Cet article veut relater un nouvel épisode de la « saga du CALA » dans le monde naissant de la spectrographie amateur : le projet Lhires III

De quoi s’agit-il ? Il s’agit d’un spectrographe haute-résolution, destiné aux petits instruments amateurs (télescope de 200mm), et fabriqué... en série avec des moyens industriels. Ils sont fous au CALA ? Un peu, oui... mais ce sont des fous sympas ! Et ça a l’air assez contagieux.

Comment tout cela est-il arrivé ? Depuis quelques années, une poignée de pionniers (Christian Buil, Valérie Desnoux, Alain Klotz, les Rondi père et fils, les Morata père et fils...) ont montré qu’il est possible de faire de la spectrographie avec de petits instruments amateur. Faire de la spectro, c’est accéder à une dimension nouvelle de la lumière des étoiles, en la décomposant selon sa longueur d’onde. Se révèle alors une infinité d’informations - température, composition chimique, vitesse de déplacement intrinsèque ou relative... - qui ouvrent des horizons magnifiques de contributions à la recherche scientifique.

Chemin faisant, une petite communauté s’est constituée, qui a donné lieu à une école d’astrophysique organisée par le CNRS en 2003 à l’île d’Oléron, pour évoquer la collaboration entre amateurs et professionnels dans ce domaine. Il est alors apparu le besoin de deux types d’instruments : un premier (devenu depuis le « Barèges »), à basse résolution, destiné à embrasser tout le spectre visible en une seule pose. Un second, plus pointu techniquement, à haute résolution, permettant de « zoomer » sur une petite partie du spectre - par exemple la raie Ha, à 6563A, qui est toujours pleine de richesses !

Le schéma optique

Christian Buil, opticien (génial) de formation, et pionnier parmi les pionniers en spectrographie amateur, a réalisé successivement plusieurs prototypes, toujours plus performants. Il a baptisé ces différents instruments Lhires, pour « Littrow High Resolution Spectrograph » (Note : Littrow, c’est le type d’architecture optique, du nom de son inventeur, qui a été retenu). Arrivé à une solution à peu près satisfaisante sur le plan optique (et un pouvoir de résolution de 17000 pour les connaisseurs), s’est posée la question de la diffusion de cet instrument.

C’est là que la CALA intervient... Je suis mécanicien de formation, et je dispose, dans le cadre professionnel, des outils et du réseau industriel, pour transformer le prototype de Christian en un instrument fabriqué en série - et économique. J’ai donc entrepris de réaliser une version industrielle du spectro - qui deviendra rapidement le Lhires III.

Voyant que le projet devenait viable, on s’est donné avec Christian Buil et Olivier Thizy quelques challenges supplémentaires pour augmenter les chances de succès du produit :

  • Permettre l’installation du spectro sur une grande gamme de télescopes ou lunettes (en particulier grâce à un faible poids)
  • Permettre l’utilisation avec de nombreuses caméras CCD - et même des APN.
  • Offrir une réelle facilité de mise en œuvre (avec le Lhires III, il est plus facile de faire un spectre d’étoile qu’une belle image du ciel profond !)
  • Permettre un réglage facile de l’instrument
  • Offrir un dispositif de guidage simple, et permettant à terme l’autoguidage
  • Offrir une lampe de calibration intégrée (néon).
  • Offrir une qualité de réalisation professionnelle, sans concession sur la qualité.
  • Proposer une construction modulaire, pour favoriser les évolutions futures.
  • Offrir, enfin, l’instrument à un prix qui le rende vraiment accessible aux amateurs.

Après quelques cogitations, brain-storming, tâtonnements... on a réussi à faire tenir tout ça dans un instrument proposé sous forme de kit à 1200€.
La présentation du premier prototype fonctionnel (réalisé par des industriels grenoblois) au stage de l’OHP en août 2005 a montré qu’on était sur la bonne voie : une vingtaine d’acheteurs potentiels se sont manifestés !

Les schemas de conception

Nous avons alors décidé de lancer une souscription au travers de l’association AUDE - qui avait déjà lancé il y a une dizaine d’années la caméra Audine. L’instrument est vendu sans marge, et il est convenu que c’est l’association qui assume les frais de développement.
Olivier Thizy a pris en charge la communication (en particulier au travers du site web :). Et le message a été diffusé sur tous les canaux connus de l’astronomie amateur - et professionnelle.

Le prototype en vrai...

Résultats ?

  • Un nombre de commande complètement surréaliste de 75 unités...
  • Plus d’un tiers de ces commandes destiné à des observateurs étrangers ; en tout 14 pays couverts... dont la Chine, le Japon, l’Afrique du Sud...
  • Une dizaine d’instruments destinés à des institutions professionnelles (observatoires, universités).
  • Un budget de plus de 100k€.
  • 120kg de pièces à réaliser, collecter et expédier.

Au-delà de l’évidente satisfaction que procure ce projet, nous pouvons déjà tirer quelques enseignements :

  • La spectrographie, que l’on croyait encore dans une phase très embryonnaire, est en train de devenir une réalité dans le milieu amateur.
  • Le fait de disposer d’un instrument réalisé en série - qui devient donc de fait un standard - va nous permettre de fédérer nos actions (observations, améliorations, méthodologies et logiciels), dans une communauté à l’échelle mondiale.
  • Avec cette fabrication, la spectrographie va trouver tout ce qui fait la force des amateurs : ils sont nombreux, répartis géographiquement, réactifs... et peuvent donc réaliser, ensemble, des observations inaccessibles aux professionnels. Comme dans bien d’autres domaines de l’astronomie, la voie est maintenant ouverte à de nouvelles collaborations entre amateurs et professionnels !
L’assemblage des kits par Francois et Olivier

Evidemment nous avons encore beaucoup à faire pour que le Lhires III marque effectivement l’histoire de la spectrographie amateur. A commencer par un accompagnement fort de tous les souscripteurs au moment de l’assemblage et des premiers spectres. Il y a aussi à faire pour que la communauté des amateurs se constitue pour permettre de plus en plus d’observations coordonnées - ce sont elles qui peuvent aider à faire progresser la Science - et donner lieu dès les prochains mois, à des publications scientifiques. Mais nous avons de l’énergie, des idées, des projets... et maintenant, nous sommes nombreux !

Spectre de Béta Lyre
Spectre de Véga

Si vous avez, vous aussi, envie de succomber à l’appel du Lhires III, sachez que le CALA en a fait l’acquisition (disponible dans les prochains mois à l’observatoire), et qu’on se fera un plaisir de vous accompagner lors de vos premiers essais. Vous pouvez aussi consulter le site web, et vous inscrire sur la liste Spectro-L qui permet à la communauté des spectroscopistes de partager projets, observations, expériences et résultats.

Vous êtes tous les bienvenus - Vive la spectro !

le Lhires dans le Progrès de Lyon

Article publié dans le NGC69 numéro 80 de mai 2006.


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