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ABC Astro : Observer le Soleil avec un hélioscope de Herschel.

Popularité : 21 %


Publié le : jeudi 10 janvier 2008, par  Georges COMPTAER





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Hélioscope installé sur une lunette - 28.5 ko
Hélioscope installé sur une lunette
vue de dessous
Observer le Soleil fait partie des joies de l'observation et procure beaucoup de plaisir. Mais cette observation peut devenir dangereuse si elle est mal conduite.

Pour observer le Soleil en toute sécurité, voici quelques régles que je vous conseille de suivre :
-  Si vous observez avec des enfants, ne les laissez jamais sans surveillance à côté de l'instrument.
-  N'installez pas les chercheurs (ou a défaut fixez solidement les bouchons avant ET arrière).
-  Employez un dispositif fiable, qui diminuera l'intensité lumineuse du Soleil de 99,999% : soit avec un hélioscope de Herschel, soit avec un filtre pleine ouverture*, ou en utilisant la méthode de la projection solaire*, mais NE JAMAIS utiliser un filtre d'oculaire** « SUN » sous risque de cécité.
-  Vérifiez toujours avant de commencer l'observation, l'état du filtre et/ou du dispositif.

Filtres SUN, attention DANGER  - 12 ko
Filtres SUN, attention DANGER

Nous allons aborder dans cet article l'hélioscope de Herschel. Deux autres articles* traitent des autres dispositifs d'observation.

Hélioscope Baader  - 28.8 ko
Hélioscope Baader
en situation, avec un oculaire
Ce dispositif est depuis une dizaine d'années un peu tombé dans l'oubli, ce qui est dommage car d'après certains spécialistes de l'observation solaire, l'hélioscope de Herschel permet les plus belles images du Soleil.
Je me permettrai un peu d'humour en écrivant que sa désaffection nous vient des américains.
L'offre en télescopes a évolué, les astronomes possèdent de plus en plus des Cassegrain (ou dérivés) et ce type d'instruments ne permet pas son utilisation.
Et ce sont des compagnies américaines qui produisent ces Schmidt-Cassegrain…
Depuis une dizaine d'années sont apparus des filtres solaires pleine ouverture*, abordables et très pratiques et même si leurs qualités ne sont pas toujours des meilleurs, ils rencontrent un vif succès.
Et d'où viennent principalement ces filtres ?…

L'hélioscope fut conçu par William Herschel, astronome d'origine allemande qui émigra en Angleterre.
Schéma n°1 - 4.2 ko
Schéma n°1
hélioscope simple

Sa forme la plus commune est un renvoi coudé qui utilise une lame de verre à faces non parallèles.
Il utilise la réflexion vitreuse (comme notre reflet sur une vitre) qui renvoit 4% de la lumière du Soleil vers l'observateur (schéma n°1).
Quand un rayon de lumière passe dans différents matériaux qui ne possèdent pas le même indice de réfraction une partie du flux est réfléchie [1] C'est ce qui se passe avec une vitre comme avec un hélioscope.
Mais si cela se produit à l'entrée, cela se produit
Hélioscope Baader - 6.2 ko
Hélioscope Baader
vue de dessous
et du réflecteur
aussi à la sortie : c'est pour ne pas avoir une image dédoublée (image fantôme) que les deux faces de la lame de verre ne sont pas parallèles. Le reste de la lumière est rejetée à l'extérieur de l'hélioscope via un réflecteur qui la dirige vers le sol.
Hélioscope japonais - 6.3 ko
Hélioscope japonais
coulant 0,96"
attention, sans réflecteur
a rajouter

Je me permets de porter à votre connaissance que, dans le passé, ont été vendus des hélioscopes sans réflecteur, je vous recommande si vous en utilisez un, d'en rajouter.
Comme 4% de lumière du Soleil, c'est encore trop, on ajoute un filtre gris neutre sur l'oculaire ou devant le système photographique.
La densité du filtre varie suivant le diamètre de l'instrument…le grossissement ou si l'on fait une photo...
Il est aussi possible d'utiliser deux filtres polarisants linéaires et de les croiser, mais cela n'est pas une bonne solution car la lumière du Soleil n'est pas polarisée de manière homogène sur toute sa surface.
Contrairement au filtre SUN** il n'y a plus de risque d'éclatement du filtre grâce à l'hélioscope
Schéma n°2 - 6.2 ko
Schéma n°2
hélioscope pentagonal

Une variante existe. C'est l'hélioscope à prisme pentagonal qui permet une double réflexion. Le résultat est que seul 0.16% de la lumière du Soleil est transmise (l'ajout d'un filtre GN est toujours nécessaire).

L'hélioscope n'est utilisable qu'avec une lunette soit parce qu'il y a un risque d'échauffement interne du tube comme pour un Cassegrain (ou dérivés : Schmidt, Maksutov…) soit par manque de sortie d'image comme pour un Newton.

Pour l'anecdote la firme française Clavé avait commercialisé un dispositif hélioscopique utilisable avec un télescope Newton, mais son principe était légèrement différent et sa réalisation plus complexe.

A l'heure actuelle nous trouvons encore des hélioscopes d'Herschel. Voici trois fabricants : la firme allemande Baader, la firme russe Intes et une dernière anglaise Astro Engineering.

Il est aussi possible de fabriquer soi même un hélioscope avec un renvoi coudé à prisme à 90°, en retournant le prisme.
Hélioscopes Intes - 6.9 ko
Hélioscopes Intes
coulant 2" & 1"1/4


Pour une observation en toute sécurité je vous conseille d'ajouter un filtre anti-infrarouge et anti UVs sur l'oculaire.
Les UVs étant fortement absorbés par le verre vous pouvez choisir à la limite un filtre uniquement anti-infrarouge.
Cette précaution est aussi valable lors d'une observation solaire avec un filtre pleine ouverture*.
Les établissements Baader Planétarium produisent un filtre interférentiel (UV/IR-Cut) qui convient parfaitement, il coupe les infrarouges et les UVs sans véritable dominance, de plus son prix est raisonnable.

*Liens pour accéder à des articles traitant de l'observation solaire : ABC Astro : Observer le Soleil avec un filtre pleine ouverture., ABC Astro : Observer le Soleil avec la méthode par projection., L'observation du Soleil (Règles de sécurités).

**Pourquoi ne pas utiliser ces filtres :
On fixe ce filtre SUN sur le coulant de l'oculaire, donc près du foyer de l'instrument, là où est concentré toute la lumière récoltée par l'instrument.
La chaleur au foyer est bien plus importante que celle focalisée par une loupe qui brûle sans problème un morceau de papier. Cette chaleur chauffe le verre noir du filtre qui se dilate et se voit contraint par sa monture. Il finit par se fendre.
Cette destruction du filtre ne demande que quelques dizaines de secondes, au plus, une fois fendue la lumière du Soleil passe et brûle l'œil.
Il y a une exception, la firme Lichtenknecker Optics propose(sait) un filtre à oculaire le NG 10 + KG3 qui, lui, peut être utilisé sans danger.
En réalité c'est un filtre double. En premier on trouve un filtre qui rejette la lumière du Soleil par réflexion (1/1000), donc très peu d'échauffement puis en deuxième position un filtre gris neutre. Même si le premier casse, l'autre protège l'œil de l'observateur.
Hélioscope d'Astro Engineering  - 21.5 ko
Hélioscope d'Astro Engineering
coulant 2" avec adaptateur de coulant 1"1/4
et filtre gris additionnel (polarisants croissés)



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[1] pour en savoir plus ABC Astro : Le traitement antireflet.



Auteur :



Georges COMPTAER

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