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Usinage haute précision pour le miroir du TMT

Usinage haute précision pour le miroir du TMT

Un miroir de 30 mètres de diamètre composé de 492 pièces

© DR

L’usinage des facettes qui constitueront le miroir principal du télescope de trente mètres (TMT) va débuter. Il demandera une précision extrême issue de la fabrication des lentilles des appareils photos.

Le Thirty Meter Telescope (TMT - télescope de trente mètres) entre cette année dans sa phase de construction à plus de 4 000 m d’altitude près du sommet Mauna Kea, à Hawaii (Etats-Unis). Il devrait être inauguré au début des années 2020. Ce projet lancé dans les années 90 sous le nom de California Extremely Large Telescope (CELT) et rebaptisé TMT en 2003 par ses nouveaux parrains (Canada, Chine, Inde, Japon, Etats-Unis) va aboutir à un télescope Ritchey-Chrétien. Celui-ci disposera d’un miroir primaire de 30 m de diamètre renvoyant la lumière vers un miroir secondaire de 3 m offrant un champ visuel de 20 minutes d'arc. Enfin un miroir tertiaire plan dirigera la lumière vers les instruments scientifiques

Le TMT, grâce à une monture azimutale, pourra se positionner sur n'importe quel objet céleste en moins de 5 minutes avec une précision de 2 secondes d'arc et le suivre avec une précision de quelques millisecondes d'arc. La masse mobile de l’ensemble sera d’environ 2 000 tonnes.

Le miroir de 30 m est constitué de 492 facettes, miroirs élémentaires hexagonaux de 1,44 m pour 45 mm d’épaisseur, séparés de 2,5 mm de leurs voisins. La forme de chaque facette et sa position par rapport aux facettes voisines seront contrôlées par un système dit ‘‘d’optique adaptative’’ agissant en temps réel, afin de corriger les turbulences atmosphériques et d’améliorer la qualité des images obtenues.

Un puzzle de 492 pièces

La réalisation du miroir nécessite la fabrication de 82 facettes différentes en 6 exemplaires chacune (7 si l’on inclue les rechanges). Elle été répartie entre les différents partenaires. Ainsi le Japon va fabriquer environ 30 % des 492 facettes (574 si l’on inclue les facettes de rechange). Les fabricants japonais sont placés sous la houlette de Canon, qui va utiliser les technologies de meulage et de polissage, ainsi que de mesure, mises au point pour réaliser les lentilles de ses optiques photos.

Les facettes sont usinées dans des barreaux de verres dont les faces avant et arrières sont mises en formes par meulage et polissage. L’état de surface demandé correspond à une rugosité de 2 µm, ce qui rapporté à la surface d’un terrain de football correspondrait à 0,2 mm. Les facettes rondes ainsi réalisées sont découpées sous forme d’hexagones, puis percées et enfin montées dans un Segment Support Assembly (SSA), un mécanisme qui autorise un ajustement précis de la forme et de la position de chacune d’entre elles.

Canon présentera un prototype d’une facette ainsi réalisée à l’International Broadcast Equipment Exhibition (Inter BEE), qui se tiendra du 19 au 21 novembre près de Tokyo

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.tmt.org/

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