L'aluminure à la SAF
Que seraient nos miroirs de télescope sans une belle aluminure ? Assurément pas grand-chose. C’est pour cela que j’ai souhaité vous décrire les différentes étapes, qui vont permettre de déposer ces quelques dizaines de nanomètres d’aluminium qui vont transformer nos optiques, faisant ainsi passer de 4% à 89%, la réflectivité de leur surface.
Dans le cadre de la commission des instruments de la S.A.F. dont je fais partie, j’apporte ma modeste contribution afin d’aider les personnes souhaitant tailler et polir leur premier miroir. Cette activité se déroule au sein de la tour astronomique de la Sorbonne.
La commission possède également une cloche à aluminer dont je m’occupe, située dans un petit local rue de l’Eperon. Ainsi, cela permet d’aller jusqu’au bout de la réalisation de l’optique, ce qui je pense est très motivant et intéressant lorsque l’on taille son premier miroir. Je vais donc vous raconter le déroulement d’une séance d’aluminure.
Les séances se déroulent le samedi après-midi. La machine actuelle nous permet de traiter des miroirs d’un diamètre maximum de 260mm.
Cependant, je pense pouvoir bientôt pousser les limites de la machine à 400mm, ce qui serait un plus indéniable, étant donné la démocratisation des miroirs de grand diamètre.
La préparation
Les premières étapes, consistent à « préparer » la surface optique. En effet, il est primordial d’avoir une surface très propre, autorisant un bonne accroche de la couche d’aluminium.
Pour cela, il est nécessaire de réaliser les opérations suivantes :
– Retirer les résidus de poix à l’aide d’essence de térébenthine, ou dissoudre l’ancienne couche d’aluminium à l’acide chlorhydrique.
– Laver le miroir avec de l’eau savonneuse et le rincer
– Nettoyer la face optique à l’aide d’une bourre de coton et d’acide nitrique fumant pour éliminer les matières organiques. On parcourt la surface optique en combinant deux mouvements (pour ne pas laisser de traces). Le premier consiste à décrire des petits cercles (premier mouvement de base), et le second à décrire une trajectoire spiralante, en partant du centre vers le bord du miroir. Cette opération doit être répétée 4 à 5 fois.
– Rinçage et vérification de la mouillabilité de la face optique. Ceci s’effectue en observant la rupture du film d’eau, celui-ci ne doit pas se rompre, mais persister plusieurs secondes.
– Rinçage à l’eau distillée – Nettoyage à l’aide d’une bourre de papier optique (pour ne pas avoir de peluche) et d’alcool à 90° (séchage de la surface), de la même manière que pour l’acide nitrique. On répète également cette opération 4 à 5 fois.
– Mise à l’abri du miroir, en attendant l’ouverture de la cloche.
La mise en oeuvre
En parallèle de ces opérations, il faut préparer la cloche. On commence par installer des cavaliers d’aluminium pur (trois bouts de fil), sur les filaments de tungstène de la cloche.
Ce sont ces cavaliers qui vont être sublimés et venir se déposer à la surface du miroir.
Le nombre et la position des filaments ont été calculés afin d’obtenir une couche la plus uniforme possible en terme d’épaisseur, afin de conserver le profil parabolique (ou autre)
du miroir. Le volume d’aluminium à évaporer est déterminé en fonction de la distance séparant le miroir des filaments, avec pour objectif d’avoir une couche d’environ quatre-vingt nanomètres d’épaisseur, juste suffisante pour bénéficier de la réfléctivité de l’aluminium (89%), tout en minimisant les inhomogénéités
d’épaisseur.
La sublimation de l’aluminium. Observez l’incandescence du filament à travers l’étroite fenêtre juste sous le couvercle.
Un premier vide primaire (environ 10-2 Torr) est effectué à l’aide de la pompe à palettes. Celui-ci est ensuite brisé, afin d’ouvrir la cloche et d’y introduire le miroir. On effectue à nouveau un vide primaire, puis un vide secondaire (entre 10-4 et 10-5 Torr), grâce à une pompe à diffusion Il suffit pour terminer, de rompre à nouveau le vide, et d’ouvrir la cloche. Il est alors possible d’observer la mine réjouie du propriétaire du miroir récupérant son précieux bien, enfin prêt à lui renvoyer la lumière des étoiles.
Christian.
