Chronique de la construction d'un observatoire amateur à Saint-Camille, Québec, Canada

Martin Aubé Automne 2006

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L'idée de construire un tel observatoire remonte à plus de 20 ans alors que j'étais encore adolescent. Durant toutes ces années la condition essentielle à ce type d'installation n'était pas satisfaite soit l'accès à un ciel étoilé de qualité.
Mon déménagement dans la petite localité de Saint-Camille en Estrie a tôt fait de ranimer ce projet stimulant. Saint-Camille compte à peu près 450 habitants. Bien que 54 appareils d'éclairage sont installés dans le village, la qualité du ciel demeure relativement bonne. La Voie Lactée est aisément visible en l'absence de lune. Parallèlement au projet de construction de l'observatoire, j'ai entrepris l'inventaire des appareils d'éclairage à l'aide de ma fille Elsa. L'objectif de cet inventaire est de récolter les données nécessaires pour constituer un modèle de la contribution de chacun des appareils à la pollution lumineuse perceptible de l'observatoire. L'objectif à plus long terme de cette démarche est de permettre l'élaboration d'un plan d'intervention visant l'optimisation du parc d'éclairage afin de répondre au besoin de sécurité des citoyens tout en réduisant la pollution lumineuse à l'observatoire et en générant des économies d'énergie. Un tel plan d'intervention devrait permettre l'atteinte d'une intégrité environnementale tout en assurant une rentabilité économique à moyen terme.

Cliquez ici pour accéder à l'inventaire des appareils d'éclairage de Saint-Camille

Le télescope installé dans l'observatoire est un Newton de 16 pouces de diamètre (40 cm) avec une monture de type Dobson.

Dans un premier temps la monture sera utilisée de façon manuelle mais elle sera ultérieurement robotisée afin de permettre la correction du mouvement diurne. Pour assurer une certaine stabilité mécanique du télescope, la monture repose sur une assise indépendante de la structure du bâtiment. La base est supportée par 3 pieux vissés dans le sol à une profondeur de 1,2 m pour éviter les mouvements résultants du gel et du dégel.

Les trois points d'appuis de la fourche sont constitués de 2 roues et d'une plaque de teflon. Cette dernière permet d'éliminer le backlash. D'un autre côté la présence des roues permet de réduire le frottement par rapport à une base classique constituée de 3 plaques de teflon. Les deux roues sont soutenues par des dispositifs de nivellement.

Après avoir installé la base de la monture, la base de la structure du bâtiment a été construite. Une fois de plus cette structure est ancrée sur des pieux vissés (4). Des contreventements ont été ajoutés (voir photo ci-dessous) afin de réduire les torsions dans la structure.

Contreventement sur l'axe nord-sud

L'étape suivante consiste à construire la plate-forme. Elle est constituée de solives de 2x8x12pi recouvertes de contre-plaque BC Fir de ¾ pouces d'épaisseur. L'ensemble de cette structure est protégée des intempéries à l'aide d'un produit hydrofuge.

Plancher de la plateforme

Contreventement sur l'axe est-ouest

Des sections d'arc de cercle de 2 pouces de largeur taillées dans du contre-plaqué sont vissés dans le plancher le long d'un cercle imaginaire de ___ de diamètre. Ce cercle de contre-plaqué sert de guide aux roues supportant le dôme.Le concept retenu pour la construction de l'observatoire est celui du dôme géodésique icosahedre d'ordre 2. Cette géométrie approche la sphère de façon relativement acceptable tout en maintenant un nombre limité de pièces à assembler soit 30 triangles isocèles identiques et 10 triangles équilatéraux. Nous voulions fabriquer un dôme d'environ 12 pieds de diamètre avec un minimum de matériaux. Comme nous avons choisis le contre-plaqué de type BC Fir et que ce dernier est commercialisé en feuilles de 4 pi x 8 pi, une solution optimale a été obtenue en découpant 3 triangles isocèles et 1 triangles équilatéral par feuille pour un total de 10 feuilles. Le triangle isocèle doit avoir respectivement des cotés de 3.2874, 3.2874 pi et 3.7175 pi alors que le triangle équilatéral a un coté de 3.7175 pi. Idéalement les angles de coupes doivent différer d'un côté à l'autre mais compte tenu du peu de précision de l'outil de coupe utilisé (une scie circulaire), nous avons décidé d'adopter l'angle de coupe moyen pour toutes les arêtes soit 10 degrés. Avant de débuter la construction de la structure il est prudent de fabriquer une maquette du dôme à l'échelle.

Angle donné à la scie.

Les triangles isocèles sont d'abord assemblés en 6 pentagones à l'aide de fixations temporaires constituées de ruban métallique perforé. Le pentagone est stabilisé avec un petit pentagone de contre-plaqué ¾ pouces placé au centre de la structure.

L'étape suivante consiste à assembler les pentagones, avec l'une des arête posée au sol. Des triangles équilatéraux viendront combler les vides laissés entre les pentagones.

Les 5 premiers pentagones sont d'abord assemblés. Par la suite nous avons pris soin de niveler les coins d'appuis de la structure en insérant des piles de contre-plaqué.

Morceau de contre-plaqué pour niveler le dôme

À ce stade il se peut que la structure soit déformée étant donné que les fixations ne sont pas complètement rigides. Nous avons déformé la structure en poussant dans une direction ou une autre jusqu'à ce que les arêtes de l'ouverture du haut soient toutes dans le plan horizontal. Nous avons ensuite fixé des languettes d'appuis sous l'ouverture supérieure puis déposé le dernier pentagone ce qui complète le demi-dôme.

Languettes fixées temporairement au dôme et sur lesquelles repose le dernier pentagone (le pentagone de faîte).

Le dôme après installation du dernier pentagone.

Pour pouvoir accéder à l'intérieur de la structure, un triangle équilatéral n'a pas été complètement fixé.

Un seul triangle équilatéral n'est pas complètement fixé et fait office de porte temporaire.

Pour augmenter la rigidité de la structure, des hexagones aplatis en contre-plaqué de ¾ pouces d'épaisseur sont fixés à l'intérieur aux points de rencontre des pentagones. Les hexagones sont ensuite vissés solidement de l'extérieur. Des demi-hexagones sont aussi fixés au niveau du sol.

Gabarit de carton pour fabriquer les hexagones applatis en contre-plaqué 3/4 pouces d'épaisseur.

Hexagones et pentagones vus de l'intérieur du dôme

Des languettes de contre-plaque de 3 pouces par 2 pieds sont enfin fixés sur les arêtes intérieures du dôme.

Languettes intérieures pour joindre les arêtes solidement

L'étape suivante consiste à découper la fente. Cette fente sera fermée avec 2 portes à ouverture latérale. Des charnières seront disposées sur le côté de chaque porte.

Ouverture de 30 po. de largeur pratiquée dans le dôme (fente du dôme).

La bordure intérieure de la fente a été renforcée de deux épaisseurs de bandes de contre-plaque de 1/2 po x 2.5 po de largeur. Les interstices ont été remplies avec de la mousse d'uréthane.

Bandes de renfort de la bordure de la fente du dôme.

Bordure de la fente du dôme.

Porte supérieure de la fente du dôme.

Porte inférieure de la fente du dôme.

Un fois la structure complétée le dôme sera séparé en deux sections pour faciliter le transport vers le site de l'observatoire.

Séparation du dôme en deux pièces.

Nous procédons ensuite à la construction d'un cylindre approchés par 10 sections planes de contre-plaqué de ½ pouces d'épaisseur. Chaque face possède une largeur de 3.7175 pieds et une hauteur de 36 pouces. Les angles de coupes sont de 18 degrés pour les arêtes verticales alors que les arêtes horizontales sont perpendiculaires.

Pièces du cylindre

Le dôme viendra ultérieurement reposer sur ce cylindre. Des pièces de bois coupés à un angle de 144 degrés selon la longueur permettent de fixer les 10 faces du cylindre.

Pièces de bois reliant les rectangles formant le cylindre

Cylindre assemblé

Des languettes de 3 pouces par 3 pieds seront fixées aux arrêtes supérieures du cylindre (face intérieure). Elles permettront l'ancrage du dôme sur le cylindre. Avant de sortir le tout à l'extérieur, les faces extérieures ont été peintes avec de la teinture acrylique blanche. Les joints entre les différentes sections de la structures ont été scellées avec du scellant thermoplastique blanc.

Scellant thermoplastique sur les joints

Des supports à roulettes fabriqués avec des languettes de contre-plaqué 3/4 po par 4 po de largeur sont installés sur chaque face intérieure du cylindre.

Supports à roulettes

Les sections du cylindre et du dôme sont ensuite assemblées sur la plate-forme.

Assemblage du cylindre.

Les roues (10) sont ensuite fixées au dôme. Des arcs de cercle sont installé sur le plancher pour servir de guide au mouvement rotatif du cylindre.

Pose des roulettes et du guide circulaire.

L'assemblage du dôme a nécessité la participation de 4 personnes. Les photographies ci-dessous donnent une bonne idée des manoeuvres effectuées.