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Mon petit observatoire – Réflexions

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Quel astronome amateur n’a pas rêvé un jour d’avoir son propre observatoire ?

Quand on voit certaines réalisations on se dit pourquoi pas moi ? Bien entendu il faut rester réaliste et réaliser un abri cohérent avec son matériel, son environnement, la place disponible et son budget

Je vous propose dans cet article de décrire mes réflexions sur la mise en place de mon future petit observatoire

Cet observatoire est destiné à abriter un télescope Celestron C11 EdgeHD monté sur une monture Losmandy G11 et destiné principalement à l’astrophotographie

Remarque : les dimensions données permettent d’avoir une idée de l’encombrement de l’ensemble, il faudra surement réaliser des ajustements lors de la réalisation

Situation

L’observatoire est situé dans mon jardin aux coordonnées suivantes :

  • Latitude : xx° yy’ zz » Nord
  • Longitude :aa° bb’ cc » Est
  • Altitude : 207 m

L’environnement n’est pas des plus idéal :

  • Des lampadaires assez envahissant
  • Situation en contre-bas qui limite la visibilité

Malgré ces contraintes l’installation d’un poste fixe présente pour moi beaucoup d’avantages, de plus le système étant surtout utilisé en photographie lunaire, l’influence de la nuisance des lampadaires a moins d’impact

Abri

N’ayant pas l’intention de me lancer dans un observatoire sophistiqué (compte tenu de l’environnement évoqué), et ayant vu la réalisation évoquée dans ce post de Webastro, j’ai décidé d’utiliser l’abri de jardin Nebraska

abri_1

Pour utiliser le télescope, l’abri sera déplacé sur une plateforme pour libérer complétement l’instrument

Le pied colonne

L’utilisation de l’abri ci-dessus et son déplacement pour libérer le télescope empêche l’utilisation du trépied de la monture, il reste donc la solution d’utiliser un pied colonne

On va d’abord déterminer la hauteur du pied colonne, ce qui permettra d’évaluer la visibilité en fonction de l’emplacement choisi pour le pied

La contrainte principale est que l’ensemble pied colonne + monture + télescope en position parquée (PWD) puisse passer par la porte de l’abri quand celui-ci est déplacé sur la plateforme

Pour installer la monture G11 sur une colonne il est nécessaire d’utiliser cet adaptateur :

abri_3

Ses dimensions :

  • Diamètre : 152 mm
  • Hauteur : 108 mm

Le schéma suivant va nous aider à déterminer la hauteur de la colonne :

abri_2

  • Ha :  hauteur de l’adaptateur
  • Hr : hauteur plaque + tiges filetées de réglage de niveau
  • Hp : hauteur passage de porte de l’abri

Pour passer sans problème j’ai pris :

Ht = Hp – 50 mm

On en déduit la hauteur du pilier :

Hc = Ht – (Hr + Ha + Hm) = Hp – (Hr + Ha + Hm + 50)

Pour mon système j’ai relevé les dimensions suivantes :

  • Ha = 108 mm
  • Hr = 100 mm
  • Hm = 880 mm
  • P1 = 500 mm
  • P2 = 500 mm
  • Hp = 1635 mm

J’ai ainsi une hauteur de pilier :

Hc = Hp – 1138 mm = 497 mm

J’ai arrondi à 490 mm

Cette hauteur est valable si le bas de l’ouverture de la porte se situe au niveau du sol, ce qui ne sera pas le cas, puisqu’il sera installé sur une plateforme, on ajoutera la surélévation correspondante

Emplacement

Il est important de choisir l’emplacement de la colonne pour obtenir la meilleure visibilité, ainsi que de déterminer l’orientation de la monture

Orientation

Il faut déterminer le Nord vrai : pour cela on utilise une boussole qui indique le nord magnétique que l’on corrige avec la déclinaison magnétique déterminée avec un calculateur de déclinaison magnétique comme celui-ci, une déclinaison ouest sera négative (on retranche du nord magnétique), une déclinaison est sera positive (on ajoute au nord magnétique).

Le 28/10/2014 la déclinaison de mon lieu d’observation : 0°10.1′ Est

Variation de la déclinaison : 7.4′ par an vers l’Est

C’est négligeable par rapport à l’amplitude de réglage en azimut de la monture G-11 : ±8.5°

Visibilité

A partir de l’emplacement choisi on détermine la zone visible du ciel, pour cela j’ai utilisé un télescope positionné à l’endroit choisi avec la monture réglée à une hauteur  Hc + Hr + Ha

Pour les relevés j’ai utilisé le dessin suivant :

Abri_4

Pour chaque position horizontale espacée de 30°, on détermine l’angle minimum de visibilité sans obstacle par rapport à l’horizon : chaque cercle concentrique est espacé de 10°, le cercle extérieure représente l’horizon, le centre le zénith.

Voici le relevé que j’ai fait à l’endroit choisi pour établir mon poste fixe :

Abri_5

Visuellement on obtient :

Abri_6

Conception du pied colonne

Schéma de principe

Pour réaliser le pied colonne je vais utiliser un tube de PVC de 300 mm de diamètre que je posséde. Le schéma suivant montre l’implantation du pied colonne

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Plaque d’ajustement du niveau

Cette plaque sur laquelle est fixée l’adaptateur destiné à recevoir la G11, permet de régler le niveau de la monture

Abri_23

Abri_41

L’idéal serait une plaque en inox, sinon alu ou acier, ou contreplaqué marine

Elle comporte un trou central de Ø 13 mm pour fixer l’adaptateur de la G11, et trois trous de Ø 16.5 mm pour fixer les tiges filetées de Ø 16 mm et de longueur 320 mm

Les écrous anti-rotation sont soudés aux tiges filetées : on peut remplacer les écrous par des ronds de Ø 16 mm, de longueur 100 mm et soudés aux extrémités des tiges filetées

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L’une des tiges filetées sera orientée vers le Nord céleste, on tracera l’axe entre le trou correspondant à cette tige filetée et le centre de la plaque, ceci permettra d’orienter l’adaptateur G11 de façon à ce que la monture soit alignée au plus près du Nord céleste lors de sa fixation sur l’adaptateur

L’ensemble est monté avant d’être fixé à la colonne

Préparation

Afin d’aménager l’organisation des câbles il est intéressant d’intégrer dans la colonne deux gaines

  • Une gaine pour les câbles d’alimentation
    • Alimentation de la monture
    • Alimentation caméra imageur
    • Alimentation Hub alimenté
    • Alimentation du PO
    • Alimentation boîtier de contrôle des résistances chauffantes
  • Une gaine pour les câbles de données
    • Câble USB du HUB alimenté
    • Câble USB caméra imageur
    • Câble Ethernet

Prévoir des gaines d’au moins 40 mm

Le Hub USB permet d’accueillir les câbles suivant

  • Câble USB caméra auto-guidage
  • Câble USB du PO

On adoptera la taille des gaines au nombre de câbles à passer

Les gaines sortent en partie basse de la colonne suivant une pente inférieure à 90° pour éviter une éventuelle stagnation d’eau, on peut réaliser un support pour accueillir l’ensemble des câbles

On peut éventuellement utiliser des tubes PVC à la place des gaines

Emprise au sol de l’abri

Les dimensions de l’abri Nebaska sont les suivantes :

  • Dimensions parois intérieures (P x L x H) : 1780 x 1110 x 1920 mm
  • Dimensions sol intérieur (P x L) : 1740 x 1070 mm
  • Épaisseur des parois : 16 mm
  • Dimensions base extérieure (P x L) : 1860 x 1190 mm , les quatre coins ont un côté de 90 mm et une épaisseur de 10 mm
  • Ouverture de la porte (L x H) : 610 x 1635 mm

L’emprise au sol de la base de l’abri donne le schéma suivant :

Abri_26

Dans mon cas l’abri est positionné de façon à faciliter son déplacement, la monture est alors orientée de 5° à l’ouest par rapport à l’axe de l’abri, on obtient la configuration suivante :

Abri_39

L’ouverture de la porte est orientée vers le Nord

Pour laisser le passage à la colonne quand on déplace l’abri il sera nécessaire de réaliser une découpe dans la base de l’abri

Conception de l’abri

L’abri va se déplacer sur quatre roulettes :

Roulette

  • Diamètre de la roue : 100 mm
  • Largeur de la roue : 32 mm
  • Hauteur totale : 130 mm
  • Dimensions platine (L x P) : 80 x 105 mm

Ces roues sont fixées à l’aide de chutes de  lame de terrasse positionnées sous l’abri dans le sens de la longueur

Abri_35

D’autre part le sol intérieur de l’abri est recouvert de panneau OSB de 16 mm d’épaisseur, les lames de terrasse sont ainsi fixées à travers la base de l’abri et du panneau

Cela rajoute une hauteur de colonne de :

  • Hauteur roulette : 130 mm
  • Épaisseur lame de terrasse : 27 mm
  • Total : 157 mm

A cette étape on a une hauteur de colonne de 490 + 150 = 640 mm

Le panneau d’OSB sur le sol intérieur de l’abri va supporter une ossature en bois destinée à accueillir des étagères et rangements pour divers appareils et accessoires.

Cette ossature est réalisée à l’aide de tasseaux de 44 x 44 mm

Tasseau

Abri_32

Abri_33

Abri_34

L’ossature bois est fixée au plancher OSB par des équerres, elle est également fixée aux parois de l’abri par des boulons traversant les parois et les montant ce qui permet de rigidifier l’ensemble

Les plateaux supérieurs d’épaisseur 16 mm sont vissés sur les montant pour accroître la rigidité

Fixation d’une poignée à l’arrière de l’abri pour le manipuler

Chemin de roulement

On doit d’abord déterminer sa longueur, on va s’aider du schéma suivant :

Abri_15

Les 30° correspondent à l’angle de visibilité dans le sens de déplacement de l’abri, dans mon cas c’est la direction Sud

La longueur ainsi déterminée est un minimum

Conception

L’abri va se déplacer sur une plateforme réalisée avec des lames de terrasse fixées sur une ossature bois

Abri_36

Abri_40

L’ossature bois (B) est réalisée à l’aide de  poteaux, ancrés dans le sol à l’aide de supports (C) enfoncés dans le sol

Cette ossature est recouverte de lames de terrasse (A)

Pour guider l’abri, on fixe des  tasseaux le long de la plateforme, on fixera des butées d’une part pour éviter que l’abri sorte de la plateforme, d’autre part pour positionner l’abri par rapport à l’instrument

On voit que la plateforme ajoute une hauteur de 155 + 70 +21 = 246 mm, on adoptera alors une hauteur de colonne de 890 mm

Ancrage de l’abri

Quand l’instrument n’est pas utilisé, il est indispensable d’ancrer l’abri au sol, ceci afin qu’il ne soit pas renverser par un fort coup de vent

Pour cela on va utiliser le système suivant : des T d’acier plat de 5 cm de largeur, de 5 mm d’épaisseur sont fixées sous les morceaux de lattes sur lesquelles sont fixées les roues

Sur chaque extrémité qui dépasse on a percé un trou de ∅ 16.5 mm

L’image suivante montre la vue de dessous :

Abri_50

Vue de dessus :

Abri_44

Les pièces (A) :

Abri_51

Il y a une erreur sur la quantité : 4 suffisent

Les pièces (B) représentent les platines de fixation des roues

L’abri sera alors solidarisé à la plateforme par le système suivant :

Abri_42

Voyons le système plus en détail :

Abri_43

  • A : barre d’acier plat de largeur 50 mm, d’épaisseur 5 mm, percée d’un trou de Ø 16.5 mm
  • B : cornière acier en L, de largeur 50 mm, d’épaisseur 5 mm, de longueur 70 mm, sur laquelle est soudée un écrou de 16 mm. Il y a quatre cornières fixées sur l’ossature latérale de la plateforme, chaque écrou correspond à un trou des barres (A)
  • C : écrou de 16 mm soudé sur la cornière (B)
  • D : tige filetée de Ø 16 mm, de longueur 230 mm
  • E : écrou + rondelle de 16 mm soudées sur la tige filetée (D)
  • F : rond d’acier de ∅ 16 mm, de longueur 60 mm

Divers et aménagements

Afin de bien aérer l’abri quand l’instrument n’est pas utilisé, ceci pour tempérer la chaleur de l’été et diminuer l’humidité l’hiver, on installera un ventilateur qui ventile l’air de la base vers le haut, il sera alimenté par un panneau solaire installé sur le toit de l’abri

Ce panneau solaire devra être capable de maintenir la charge d’une batterie installée à demeure dans l’abri pour alimenter par exemple une station météo

Réalisation

On trouvera dans ce paragraphe quelques réflexions autour de la réalisation

Réalisation de la colonne

On évalue d’abord la quantité de béton nécessaire

  • Volume du trou : 80 x 80 x 70 cm = 448000 cm3 = 448 dm3
  • Volume colonne au-dessus de la chape : 3.14 x 15 x 15 x 89 = 62879 cm3 = 63 dm3

Soit au total 510 dm3 (j’ai arrondi)

Avec ce béton tout prêt, il faut compter 2 kg de béton par dm3, cela donne 1020 kg de béton, soit 34 sacs

  • On creuse un trou carré de 80 cm de côté sur 80 cm de profondeur
  • On coule un béton de propreté sur une épaisseur de 4 cm environ, on la laisse sécher 2 à 3 jours
  • On pose la semelle de ferraille de 75×75 cm, sur des cales : on ajuste l’épaisseur des cales de façon à la rendre la plus horizontale possible
  • Le chainage carré 15×15 cm est maintenu en place dans le tube PVC par deux fers à béton de 70 cm, Ø 6mm, positionné en croix de 90°
  • L’ensemble tube PVC et chainage est posé sur la semelle de ferraille
  • On remplit le trou de béton jusqu’à une hauteur qui laisse environ 10 cm libre qui sont comblés avec de la terre, ceci permet de limiter l’effet thermique dû à la chape en béton. On vérifie l’horizontalité de la surface supérieure du tube de PVC
  • On laisse sécher 2 à 3 jours
  • On remplit le tube PVC
  • On introduit l’ensemble plaque de mise à niveau avec les trois tiges filetées : pour que la plaque soit de niveau on s’aide du système montré sur le schéma suivant : Abri_48
  • Entre la colonne et la plaque on dispose d’un tasseau de 80 mm d’épaisseur environ, on vérifie avec un niveau l’horizontalité de la plaque
  • On laisse sécher 2 à 3 jours
  • On enlève le support et on fixe la plaque d’ajustement de niveau

Pour que le béton se répartisse bien, il faut le vibrer : tapoter avec une masse sur l’extérieur du tube PVC de la colonne

Bonne consistance du béton :

  • Aplatir la surface à la truelle
  • Strie avec la tranche de la truelle
  • Si la strie ne s’effondre pas, c’est OK

 

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