Réfracteur à lentille unique du XVIIe siècle

[ovi_astro]

  Dans ce sujet, j’aimerais explorer le monde fascinant des réfracteurs à lentille unique du XVIIe siècle et de leurs répliques modernes, ainsi que partager des observations réalisées à travers ces instruments. Ces premiers réfracteurs ont été utilisés du début du XVIIe siècle jusqu’au milieu du XVIIIe siècle, et étaient célèbres pour leurs focales extrêmement longues, conçues pour minimiser l’aberration chromatique.  
Au cours des dix dernières années, j’ai construit une grande variété de télescopes à lentille unique, avec des focales atteignant jusqu’à 12 mètres, en versions sans tube et à tube fermé. Mon objectif principal est de recréer des objectifs du XVIIe siècle en utilisant des méthodes historiques authentiques, soigneusement combinées avec des techniques modernes.  
Cette année, j’ai commencé mon plus grand projet de reconstruction optique à ce jour — devenant, à ma connaissance, le premier à polir des lentilles sur papier en utilisant de la poudre sèche de CeO₂, exactement comme décrit dans les sources du XVIIe siècle. J’ai travaillé sur ces lentilles avec une intensité et une minutie extrêmes afin d’obtenir une bonne qualité optique à la fin.  
La reconstruction de ces instruments est extrêmement difficile. Au XVIIe siècle, les opticiens gardaient jalousement leurs secrets de fabrication, laissant très peu de documents techniques détaillés. Mes recherches ont commencé par la quête de sources historiques rares. Grâce à mes collègues du forum ATS, nous avons trouvé des références datant de 1640 à 1650 décrivant le polissage des lentilles sur papier — la méthode principale après 1640, utilisée par des maîtres tels que Giuseppe Campani, Eustachio Divini, Christiaan Huygens et Giovanni Borelli.  
Mon premier ensemble de lentilles reconstruites avait un diamètre de 47 mm, avec des focales allant de 1320 mm à 3113 mm, et une ouverture utile de 40 mm, donnant un indice chromatique de 1,9 à 2, presque identique aux lentilles originales de Campani. Ces lentilles étaient très similaires à celles que Cassini avait utilisées à l’Observatoire de Paris.

 Au début du XVIIe siècle, les lentilles étaient polies sur du feutre et cette méthode, comme nous le savons, ne permet pas d'obtenir une bonne qualité optique ; c'est plutôt un polissage grossier. Ce furent les premières lentilles dont Galilée disposait pour faire ses découvertes. Sur un nombre de 50 à 60 lentilles, seulement deux ou trois étaient de bonne qualité.

 

Ci-dessous, polissage au feutre comme au début du XVIIe siècle, avec du tripoli humide.

 

 

 

Après 1640, le papier a été introduit dans le polissage, ce qui a entraîné un changement radical (entre 1600 et 1640, il y eut une période creuse en découvertes astronomiques), permettant de faire de nouvelles découvertes telles que les bandes nuageuses de Jupiter, la division de Cassini, la Grande Tache Rouge, etc.  
J'ai expérimenté le papier, il est bien meilleur et peut être moulé très précisément sur l'outil, assurant ainsi un bon contact entre la lentille et le papier. Le papier et le poix, puisqu'ils fournissent des surfaces de polissage rigides, tendent avec le temps à effacer ces zones et donc à produire des surfaces sphériques. Le feutre ne provoque pas ces zones (d'après mon expérience). Mais il efface peu ces imperfections car le feutre offre une surface de rodage souple. Il suit toutes les erreurs de surface, qui ne disparaissent donc pas avec le temps.  

 

Ci-dessous, polissage au papier utilisé au milieu du XVIIe siècle avec du tripoli sec.

 

 

 

Et voici les télescopes que j'ai construits au fil du temps

 

[joker0247]

Magnifique travail !

Je suis très curieux de savoir ce que donnent ces instruments en visuel 🙂

[ovi_astro]

Merci beaucoup à tous pour ce début, voici quelques vidéos prises à travers mes instruments d'observation.

32/1530 mm Campani réplique réfracteur 122x, caméra tenue à la main au niveau de l'oculaire.

 

https://www.youtube.com/watch?v=QjpbAU4hjBk

 

Et la vue à travers l'objectif du télescope aérien, diamètre 46 mm, distance focale 3240 mm, à 160x, oculaire tenu à la main + support pour smartphone.

https://www.youtube.com/shorts/KiPeCIpwhEI

https://www.youtube.com/shorts/3HEfZBuxT68

 

Voici la lune avec l'objectif réplique Campani 34/1836mm

 

https://www.youtube.com/watch?v=tyuzbF1TYmY

https://www.youtube.com/watch?v=ZJTtmqA-RQ8

[joker0247]

Impressionnant de qualité ! 🤩

Le suivi n'est pas trop sportif pour filmer en même temps ?

Le chromatisme a l'air très bien maîtrisé 👍

[Michel Boissel]

Bonjour,
Ma première lunette que j'ai construite, il y a maintenant plus d'un demi-siècle, était composée d'une très bonne lentille simple de 30 mm d'ouverture utile et de 1 m de focale (une bonnette photo d'une dioptrie). À F/D 33, le critère de Condary était parfaitement respecté. Malgré son faible diamètre, avec un bon oculaire Ramsden de 25 mm, les images étaient très bonnes, surtout sur les reliefs lunaires ainsi que sur le Soleil. Saturne se présentait comme un petit ovale. Cet instrument devait être déjà largement supérieur à ceux utilisés par Galilée ! 

[ovi_astro]

La vidéo est réalisée à la main avec la caméra dans ma main.

 

Enfin, mes lentilles ont été testées à l'aide du test de Ronchi, et il est remarquable que les résultats soient identiques à ceux obtenus avec les lentilles de Campani. C'est-à-dire que nous avons obtenu presque le même type de lignes de Ronchi que les lentilles de Campani, après polissage sur papier, sur environ 90% des lentilles, image ci-dessous.
La performance optique est similaire à celle des lentilles de Campani.

Ce sont les meilleures lentilles que j'aie jamais fabriquées, ce qui devient même étrange.

 

 

Au départ, je voulais une longueur focale de 1,4 m et 1,5 m, puis j'ai opté pour une longueur focale comprise entre 1890 mm et 1800 mm.

La lentille nr 1 est une copie de la lentille de Campani du Museo Galileo, ayant les mêmes paramètres et diamètre, principalement 47 mm de diamètre total et une longueur focale de 1890 mm.

 

Mon test de Ronchi pour lentille

 

Lentille originale Campani Museo Galileo Test de Ronchi

Le verre est vert et la différence est que mes lentilles sont plus épaisses comparées à celles de Campani.

La lentille nr 2 a une longueur focale et un diamètre identiques à ceux de la lentille de Campani de la collection Willach, principalement une lentille de 47 mm et une longueur focale de 1836 mm.

Seule l'épaisseur de ma lentille est plus grande, précisément de 7 mm.

 

 

La lentille nr3 a une longueur focale de 1800 mm et c'est la meilleure qualité utilisée à un diamètre de 34 mm.
Toutes les lentilles présentent un Ronchi similaire à celui de la lentille de Campani de Kassel et également similaire à celui de la lentille de Campani du Museo Galileo ayant les mêmes paramètres.
C'est pure chance.

 

[SMASHY]

Bravo !

Quel merveilleux travail. Très intéressant également sur le plan historique.

Je vous admire.

[VNA]

Bonjour, très intéressant et impressionnant, merci pour le partage.

[ovi_astro]

 

Observations de Cassini avec des télescopes sans tube à l'Observatoire de Paris et tests des lentilles Cassini à l'Observatoire de Paris en 2009. Le principal fournisseur de lentilles pour Cassini était Giuseppe Campani, qui était l'opticien le plus habile de l'époque et dont les lentilles étaient prisées à travers l'Europe, mais d'autres opticiens étaient également présents : Borelli, Octans, Eustachio Divini, Hartsoeker, etc.  
Dans les archives de l'Observatoire de Paris, j'ai téléchargé la plupart des observations et dessins de 1672 à 1740.  
Nous analyserons cela dans un autre sujet.

 

 

 

 

La liste des télescopes à l'observatoire de Paris en 1673. 

Notez que la longueur focale est en anciens pieds parisiens, appelés pieds ; par exemple, pour le télescope Campani de 35 pieds, cela correspond à 324,48 x 35 = 11,356 m.

 

 

 

 

[astrocg]

Géant !

[ovi_astro]

J'ai eu d'énormes surprises avec les nouveaux objectifs que j'ai fabriqués, avec des focales de 2,2 et 2,1 m et un diamètre utile de 47 mm.

Tout d'abord, le test de la lentille polie au poix sur tout le diamètre.

Comparons maintenant les lentilles polies selon différentes méthodes.

1. Objectif Tavi F. 47 mm de diamètre total et 40 mm de diamètre utile, focale de 2030 mm, polie au poix.

 

 

 

 

2 Tests d'autocollimation en double passage.

2. Lentille polie sur papier à 37 mm de diamètre et 2 200 mm de focale, 5,24 lignes/mm de ponctuation Ronchi, LED à lumière blanche, miroir plan de 83 mm de diamètre.

 

 

 

 

 

3. Et la grande surprise est la lentille polie feutre de 37 mm de diamètre et utilisant un quadrillage Ronchi de 5,24 lignes/mm, une LED à lumière blanche, un miroir plan de 83 mm de diamètre.

 

 

 

 

 

Ces objectifs sont pleins de surprises !

J'ai appris que le secret réside dans la rectification de l'objectif. Le problème avec les premiers objectifs de 52 mm et de 3,5 et 3,4 mm de focale, c'est que je n'ai pas appliqué une rectification fine, ce qui donne des répliques plutôt inefficaces, mais de bonne qualité. Le problème principal réside dans la distorsion (le renflement) au centre, c'est-à-dire une rectification inadéquate.

Après avoir consulté mon journal, les meilleurs objectifs sont ceux que j'ai rectifiés avec de l'oxyde d'aluminium, et qui se révèlent être les meilleurs.

Il en va de même pour les objectifs de 2,2 mm : le dernier, poli sur flet, a subi une rectification plus poussée que les objectifs précédents n° 2 et 1, qui ont le même Ronchi.

La prochaine fois que je fabriquerai d'autres objectifs, j'insisterai davantage sur la rectification fine, et je rectifierai sur une durée/face beaucoup plus longue.

Même avec un contact correct entre le papier et la lentille, les lignes de Ronchi sont identiques sur les lentilles n° 1 et n° 2.

Malgré cela, chers amis, l'image du disque aéré central avec les lentilles polies au feutre est blanche, ce qui diffère sensiblement de celle obtenue avec la lentille polie au papier.

Avec la lentille polie au papier, le disque aéré est beaucoup plus jaunâtre et le premier anneau de diffraction est rouge. On observe également une aberration chromatique combinée de vert et de bleu.

 

 

Ici, nous avons des lentilles de 1630 polies sur feutre:

 

 

 

 

Nous avons ici un très petit réfracteur de poche de 1627:

 

 

 

 

 

 

 

 

Le plus vieux télescope du monde 1617

 

 

 

Jusqu'en 1640, les lentilles du XVIIe siècle étaient polies sur du feutre, du tissu ou de la peau de daim. Ce matériau était appliqué provisoirement sur le moule métallique sur lequel la lentille était meulée, ce qui affectait gravement la surface globale de la lentille. Le polissage était donc effectué sur une broche rotative, un procédé très difficile à contrôler. La différence réside dans le fait que je polissais mes lentilles manuellement plutôt que mécaniquement, ce qui est plus long, mais laisse une belle surface.

L'important est de meuler la lentille correctement et uniformément pour que le flet produise un bon effet. Cependant, au final, ce n'est pas comme du papier. Le papier a tendance à épouser la courbure de la lentille, tout comme la poix.

L'image des étoiles est différente : avec la lentille polie, les disques aérés sont blancs et le contraste est moins bon. Le disque aéré présente un premier anneau de diffraction rouge entouré d'un halo bleu/vert. Le disque aéré est brillant. Les images globales des planètes et de la Lune sont bonnes, y compris celles des étoiles doubles. La Lune est superbe avec mon objectif Flet poli de 1,3 m et 25 mm à 80x.

En revanche, l'image du disque aéré avec l'objectif Flet poli est beaucoup plus nette. Le disque aéré est jaunâtre et présente un premier anneau de diffraction rouge, entouré d'un halo bleu-vert. Tout comme avec l'objectif Flet, le contraste est meilleur et le disque aéré est plus prononcé.

 

 

[astrocg]

Énorme 

Enormissime 

[ovi_astro]

L'objectif n° 3 de 2140 mm est l'un des objectifs en feutre les plus qualitatifs jamais fabriqués.

Utilisé avec un diamètre de 34 mm, j'obtiens un disque parfaitement aéré avec trois anneaux concentriques après le premier anneau de diffraction.

Il a été soigneusement poli après avoir appris le secret en imbibant le feutre d'eau et en utilisant du Ceo2. Le contact est très agréable, avec des lignes de Ronchi parfaitement droites.

J'ai repoli aujourd'hui l'objectif n° 3 de 1,3 m, car il nécessitait un polissage supplémentaire. Grâce à la nouvelle technique, la qualité optique s'est améliorée. Après cela, les lignes de Ronchi sont bien droites, sans courbure, tout comme celles de 2,1 m. Je pense que je vais le laisser tel quel, car il est parfaitement poli.

Il y avait une légère courbure dans les lignes de l'objectif de 2,1 m, intrafocale mais superficielle. Après un repolissage aujourd'hui au feutre imbibé, les lignes sont maintenant plus droites, une légère amélioration. Les mouvements de polissage doivent être très bien contrôlés. À 25 mm de diamètre et 1,3 m de focale, les images sont limitées par la diffraction : aucun rayon ne sort du disque aéré.

L'objectif n° 3, 2140 mm, produit des images limitées par la diffraction à 34 mm de diamètre, avec des lignes de Ronchi intrafocales droites et extrafocales. Le disque aéré est rond, sans rayons, et présente de très beaux anneaux de diffraction concentriques. Même à 37 mm de diamètre, c'est bon, mais j'ai constaté que les diamètres de 34 et 35 mm offrent les meilleures images avec un bon contraste.

 

 

1. Essais optiques sur lentille polie sur feutre au diamètre complet de 46mm et à la focale de 2140mm, autocollimation double pas, réglure Ronchi 100 LPI, led lumière blanche, miroir plan diamètre 83mm.

 

 

 

 

 

Maintenant objectif nr.3 sur flet - distance focale de 2140mm au diamètre utile de 34mm :

 

 

 

 

 

 

 

2. Essais optiques sur lentille polie sur feutre à diamètre complet 46mm de diamètre et focale 1300mm, autocollimation double pas, réglure Ronchi 100 LPI, led lumière blanche, miroir plan diamètre 83mm.

 

 

 

 

 

Maintenant l'objectif 1300 mm au diamètre utile de 25 mm

 

 

 

 

 

 

 

Voici les résultats optiques. J'espère que vous les trouverez intéressants. Ma curiosité et mon enthousiasme sont désormais de pouvoir faire tourner ces tubes dans le ciel.

En meulant soigneusement sur un disque surdimensionné, puis en polissant soigneusement, que ce soit sur du feutre ou du papier, on devrait généralement obtenir un front d'onde sphérique avec des lentilles.

Ce que j'ai essayé de dire, c'est que ce n'est PAS le feutre qui endommage la figure. Le feutre est trop spongieux et souple pour affecter la figure de manière significative (en général). Une zone ou une figure endommagée provient plutôt du meulage.

J'ai constaté ce phénomène avec mon objectif 52 mm 3,5 m poli sur du feutre et du poix. Il s'agit donc d'un meulage très rapide, sans passer suffisamment de temps à améliorer la surface avec des oxydes d'aluminium. Ce meulage rapide signifie que la longueur de la lentille de 52 mm diminue très rapidement sur un outil de 95 mm de diamètre (185 fois le diamètre), contre 47 mm de diamètre sur un outil de 95 mm deux fois le diamètre de la lentille.

La qualité optique est excellente et comparable à celle des meilleures lentilles polies sur feutre du XVIIe siècle. On peut également comparer cette qualité à l'une des meilleures lentilles polies sur feutre provenant d'une lunette de poche du XVIIe siècle.

Image ci-dessous.

 

 

 

 

 

Voici une image du dioptre de l'un des plus anciens télescopes du monde, datant de 1617.

Lunette singulet 17 mm, 960 mm de large, 1617.

 

 

 

Ces télescopes terrestres du XVIIe siècle n'étaient pas conçus pour l'astronomie. Ils étaient construits uniquement pour le plaisir et l'argent. Nombre d'entre eux étaient produits en série à 90 % et n'offraient pas la qualité requise. Certains télescopes étaient uniquement conçus pour leur conception, et non pour l'astronomie.

Les lentilles de Galilée sont à l'opposé : leur diffraction est limitée et leur qualité est très supérieure à celle des autres télescopes de l'époque, produits en série.

Nous ne disposons pas de lentilles de Fontana, Gassendi, Grimaldi, Schinder ni d'autres de cette époque, à mesurer et à évaluer. Seules des lentilles d'Evangelista Torriceli ont été produites de la même manière sur un moule métallique rotatif et polies sur un feutre rotatif, ou sur le même moule que celui utilisé pour la rectification de la lentille, mais sur lequel on a appliqué un feutre ou une peau de daim imbibée de tripoli pour le polissage.

 

Test des objectifs Evangelista Torricelli ici : Objectif 1 Torricelli Objectif 111 mm 6 m

 

 

 

 

 

 

 

On peut observer les caractéristiques du polissage au feutre sur ces lentilles Ronchi, semblables à des zestes de citron, mais les défauts de surface sont dus à un meulage médiocre, et non à un polissage sur un outil surdimensionné. De plus, il s'agissait d'un système mécanique. Le meulage est très difficile à contrôler, et l'homogénéité du verre pose également problème. Cet objectif est énorme pour une focale de 6 m et un diamètre de 111 mm ; il a sûrement été réduit à 60 mm seulement sur la partie centrale. C'est l'objectif Torriceli le plus mauvais.

 

 

Objectif 2. Evangelista Torricelli. Diamètre de l'objectif : 84 mm et focale : 5970 mm. Musée Galilée, 1643 inv 2571.

 

 

 

 

 

 

Cet exemplaire est bien meilleur que le premier à 84 mm de diamètre complet, il est grand et également arrêté à 60 mm de diamètre, il aurait des images relativement bonnes.

 

Nous avons examiné une lentille fabriquée par Torricelli, conservée à l'IMSS sous le numéro d'inventaire 2571. D'après une note sur l'étiquette d'accompagnement, cette lentille avait été utilisée en 1660 comme objectif de télescope pour l'observation de Saturne et pour clarifier l'apparence de cette planète. Cette même lentille a été étudiée en 1923 par Ronchi pour en évaluer la qualité, en utilisant le nouveau test qui porte désormais son nom.14
Nous avons utilisé un interféromètre à déphasage de type Fizeau à la longueur d'onde de 632,8 nm ; la transmission de la lentille sur l'ouverture utile a été examinée. L'aberration du front d'onde est de 0,48 PV crête à vallée.
Les principales contributions à l'aberration sont l'astigmatisme et l'erreur de la figure trilobée. Les mêmes défauts sont observés dans les réflexions sur la surface presque plane après soustraction de la puissance. On suppose que la lentille a probablement été polie sur un tour dont la broche présentait de légères anomalies de rotation. En ce qui concerne la finition de surface, c'est du Nomarski typique.

Hormis quelques taches et rayures irrégulières, la surface est quasiment sans relief. Globalement, cette lentille témoigne de la capacité de Torricelli à contrôler la configuration et la finition de la surface lors du polissage, probablement effectué sur un tour avec des polissoirs à grain fin. Les propriétés observées aujourd'hui concordent avec une description des opérations de l'atelier donnée par Torricelli lui-même dans une lettre à un correspondant à Rome.

 

Singlet refractor 17mm 960mm FL 1617 18...jfif

[yapo]

J'imagine qu'à cette époque, il n'y avait aucun protocole de test (autrement que de constater la qualité de l'image), si ?

[ovi_astro]

Il ne fait aucun doute qu'il n'y avait pas de tests des lentilles ; Torricelli mentionne une méthode de test des lentilles objectives consistant à projeter la lumière d'une bougie sur un morceau de papier afin d'évaluer la qualité de la lentille. De nombreuses lentilles de Campani souffrent d'aberrations asphériques des surfaces de la lentille, causées par un contact imparfait entre la lentille finement polie et la surface de polissage, c'est-à-dire le papier fin collé au moule de meulage. Si Campani remarquait, lors de ses tests sur les étoiles, une image imparfaite, cela lui indiquait que la lentille à l'intérieur de l'ouverture n'était pas sphérique. Il la retaillait donc et fabriquait un nouvel outil de polissage. Il répétait ce processus jusqu'à ce que les images des étoiles deviennent parfaites. De plus, si la lentille n'avait pas un bon contact avec le papier, il changeait le papier jusqu'à ce que la lentille soit parfaitement polie sur toute sa surface. J'ai découvert dans mes expériences que le meulage est très important : si la lentille n'est pas bien meulée sur l'outil surdimensionné, la qualité finale après polissage sera réduite, peu importe la qualité du polissage et de la correction de la forme de la lentille lors du polissage. Il faut meuler uniformément la lentille pour obtenir une bonne qualité.

[Michel Boissel]

Il y a 3 heures, ovi_astro a dit :

De plus, si la lentille n'avait pas un bon contact avec le papier, il changeait le papier jusqu'à ce que la lentille soit parfaitement polie sur toute sa surface. J'ai découvert dans mes expériences que le meulage est très important : si la lentille n'est pas bien meulée sur l'outil surdimensionné, la qualité finale après polissage sera réduite, peu importe la qualité du polissage et de la correction de la forme de la lentille lors du polissage. Il faut meuler uniformément la lentille pour obtenir une bonne qualité.

 

Bonjour,
Je ne comprends pas bien ce que tu veux dire. Quand tu parles de meuler, c'est bien de la mise en forme avant le polissage ?

 

Comment réalises-tu cette mise en forme ?

 

 

 

 

Modifié 27 octobre par Michel Boissel

[Moot]

Il y a 6 heures, ovi_astro a dit :

Torricelli mentionne une méthode de test des lentilles objectives consistant à projeter la lumière d'une bougie sur un morceau de papier afin d'évaluer la qualité de la lentille.

 

Quand on sait que la distance minimale entre l'objet et l'image vaut quatre fois la focale de la lentille, ça rend le test difficile (et même impossible en plein jour tellement l'image doit être faible).

[Michel Boissel]

il y a 10 minutes, Moot a dit :

Quand on sait que la distance minimale entre l'objet et l'image vaut quatre fois la focale de la lentille, ça rend le test difficile (et même impossible en plein jour tellement l'image doit être faible).

 

Oui, mais à l'époque, on ne vivait pas dans un studio de 20 m² !

[ovi_astro]

On 10/27/2025 at 11:58 AM, Michel Boissel said:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On 27/10/2025 at 11:58, Michel Boissel said:

 

Bonjour,
Je ne comprends pas bien ce que tu veux dire. Quand tu parles de meuler, c'est bien de la mise en forme avant le polissage ?

 

Comment réalises-tu cette mise en forme ?

 

 

Le meulage des lentilles fines est généralement effectué sur un outil surdimensionné, 2 fois ou jusqu'à 1,8 fois plus grand que la lentille. Passé ce délai, la lentille dispose d'un espace réduit pour le meulage sur l'outil.
Le meulage standard est généralement 2 fois plus grand. Au XVIIe siècle, les lentilles étaient meulées dans des disques de métal concaves taillés au tour.
Ma méthode de meulage est dite de Nuremberg, utilisée par Hartsooker à la fin du XVIIe siècle, qui utilise des outils en verre 2 fois plus grands que la lentille pour meuler la surface.

Le meulage consiste à façonner le disque de verre en une forme incurvée. Mes lentilles sont biconvexes et symétriques, meulées sur les deux faces.
Si le meulage n'est pas effectué uniformément avec tous les abrasifs, la lentille sera déformée lors du polissage.
Un polissage uniforme ou au papier n'éliminera pas les erreurs, car je meule trois lentilles par ordre chronologique sur chaque face. Donc toutes les lentilles doivent être bien meulées sinon lors du polissage vous aurez des distorsions comme un gros trou au centre ou un gros renflement au milieu à cause d'un meulage incorrect avec des grilles plus fines. Chaque fois que vous polissez la lentille, vous devez tracer une ligne au marqueur permanent sur toute la longueur de la lentille, au centre (voir photos), lorsque les lentilles sont sèches. Cela permet de voir, pendant le polissage, comment la trace du marqueur disparaît. Si elle disparaît uniformément, cela signifie que la lentille est polie sur toute la surface. Mais parfois, ce n’est pas le cas, car une fois que vous avez poli une lentille et que vous passez à la suivante, celle-ci aura un rayon de courbure plus petit que la lentille polie précédemment. Vous remarquerez alors que la trace ne s’efface pas uniformément, mais de la bordure vers le centre. Au fil du polissage, lorsque la trace disparaît complètement, cela signifie que cette face de la lentille est polie uniformément. Vous pouvez ensuite la retourner sur l’autre face (deuxième face) et la polir de la même manière.

 

 

[ovi_astro]

Cette méthode de meulage sur des moules plus grands que la lentille a été inventée et utilisée à la fin du XVIIe siècle par Hartsoker. On sait que Hartsoker meulait les lentilles à la main et considérait les machines à meuler comme imprécises. Ainsi, lui et sa femme meulaient de grandes lentilles, dont la focale pouvait atteindre plusieurs dizaines de mètres et le diamètre pouvait atteindre 20 cm, sur du papier sec avec du tripoli.
Bien sûr, sa femme a fourni un travail infernal d'aide de seconde main lorsque Hartsoker n'en pouvait plus.
C'est ainsi que ses lentilles étaient d'une qualité supérieure.
Bien sûr, si le meulage n'est pas bien fait et que les mouvements sur le moule ne sont pas contrôlés, la lentille ne sortira pas bien, quels que soient les efforts déployés pour le meuler et le corriger.
Le travail de meulage est difficile, mais il faut tenir compte du fait que le meulage sur de grands moules entraîne une progression rapide. Je peux donc meuler trois lentilles et terminer en deux jours, voire en un seul si je suis ambitieux. Je suis sûr que mes doigts ne pourront pas en faire autant (ils gonflent) et me piqueront. De cette façon, je prolonge le meulage sur plusieurs jours pour un résultat optimal.
Pour les miroirs de télescope, le temps de meulage est beaucoup plus long.
Je peux meuler des lentilles jusqu'à 52 mm de diamètre maximum sur des moules de 96 mm de diamètre brut. Si la lentille est plus grande, la gestion et le contrôle deviennent extrêmement difficiles et les lentilles ne pourront pas être meulées uniformément sur toute la surface.
La règle est également claire pour les moules en métal et en verre de 2x ou 1,86x le diamètre.

[Michel Boissel]

Merci pour ta réponse très documenté. L'outil est donc bien plus grand que la pièce à travailler. C'est ce que je voulais savoir.

[ovi_astro]

Je pense qu'il est possible qu'il s'agisse du télescope Campani de 34 pieds (les 34 pieds avec lesquels Cassini a découvert l'espace entre les anneaux de Saturne et la lune Rhéa) représenté en bas à droite du tableau « Colbert présentant les membres de l'Académie royale des sciences à Louis XIV en 1667 ».

« Colbert présentant les membres de l'Académie royale des sciences à Louis XIV en 1667 » est une peinture de l'artiste français Henri Testelin. L'œuvre représente un événement historique : Jean-Baptiste Colbert, ministre français, présente les membres de la toute nouvelle Académie royale des sciences au roi Louis XIV. L'original est conservé au musée d'Histoire de France, au château de Versailles.

Date : L'événement représenté a eu lieu en 1667, mais le tableau a été achevé vers 1680.

Au départ, prenant le titre « Établissement de l'Académie des sciences et fondation de l'observatoire. 1666 » au pied de la lettre, j'ai supposé que le tableau avait été créé peu après l'événement mentionné dans le titre. En l'étudiant, j'ai acquis de nouvelles connaissances et… Je suis désormais convaincu que mon hypothèse initiale était erronée. En me basant sur plusieurs éléments plus ou moins indépendants du tableau et sur des événements liés au développement de l'Académie, j'ai rassemblé des preuves d'une date de création bien plus tardive, ainsi que d'une interprétation légèrement différente de sa signification. Autant de raisons de célébrer les nombreux accomplissements de l'Académie et sa fondation.

Sur le tableau, au centre et en bas à droite, vous apercevrez deux télescopes.

En bas à droite, il s'agit probablement du télescope Campani de 34 pieds.

 

 

 

 

 

 

Au centre de l'image dans la cour de l'observatoire se trouve le télescope Campani de 17 ou 20 pieds, celui avec lequel Cassini avait découvert Japet, la grande tache rouge sur Jupiter, les ombres des lunes de Jupiter sur le disque de la planète, et avec lequel il avait mesuré la rotation de Jupiter et de Mars, image ci-dessous.

 

 

 

Al van Helden a indiqué (communication personnelle du 22 décembre 2004) que le télescope au premier plan ressemblait à l'instrument de 10 mètres que Campani avait fabriqué pour les Médicis au milieu des années 1660. Campani avait envoyé un télescope de 10,4 mètres à Cassini en 1671 ou 1672, dont l'objectif est toujours conservé (dans l'ancien observatoire). Celui de Florence mesure 202 cm de long et 14,5 cm de diamètre. Il a suggéré qu'il pourrait s'agir du télescope Campani de 10,4 mètres représenté dans le tableau de l'artiste français Henri Testelin, conservé à l'Académie royale des sciences, ci-dessous.

 

 

 

Voici le télescope Campani de 11,1 m, fabriqué pour les Médicis en 1665, conservé au Musée Galilée de Florence (avec son cache-objectif).

On peut observer sa ressemblance avec le télescope Cassini de 34 pieds, de conception similaire (sans cache-objectif).

Il me semble que seule la partie avant du tube est visible sur le tableau.

 

 

 

Le télescope de 34 pieds de l'observatoire parisien du XVIIe siècle, illustration de 1680 

 

 

 

Le télescope de 34 pieds de l'observatoire parisien du XVIIe siècle, illustration de 1693

 

 

 

En effet, lors d'un voyage en Provence en novembre 1672, Cassini, impatient, se rendit en personne au bureau de douane de Marseille pour récupérer une lunette que Campani avait fabriquée pour lui avec son habileté coutumière. Cassini la décrivit comme « une excellente Lunette de 35 pieds » (environ 11,4 m).

Le fait que 35 pieds correspondent à environ 11,4 mètres indique que Cassini utilisait le pied français (35 × 32,48 cm = 1136,8 cm). Les 36 pieds mentionnés par Huygens suggèrent l'utilisation du pied rijlandais (36 × 31,4 cm = 1130,4 cm), ce qui semble concorder avec le fait que les lettres susmentionnées étaient adressées à ses frères Lodewijk et Constantijn. D'après la date mentionnée par Anna Cassini, on peut déduire que ce nouveau télescope Campani n'a pu apparaître dans le tableau de Versailles qu'après novembre 1672. Les télescopes de 35 et 34 pieds désignent un seul et même instrument.

 

 

Des dessins remarquables des planètes et de la Lune, réalisés à travers le télescope Campani de 34 pieds (11 m), par Cassini et d'autres astronomes à la fin du XVIIe siècle.

 

 

[astrocg]

De grands moments d'histoire astronomiques brillamment commentés 

 

Trop bien 😀 

[ovi_astro]

La fabrication de ces lentilles exige de la patience et de nombreuses recherches et expérimentations.

Pour polir les lentilles, il faut trouver le papier adéquat, et c'est là toute la difficulté.

Comme nous ignorons quel type de papier Campani utilisait pour polir ses lentilles, il nous faut trouver du papier ancien, mais pas trop. Du papier du XVIIe ou du XVIIIe siècle conviendrait, certes, mais pas trop. Ce serait dommage d'abîmer de si vieux papiers, car il est impossible de savoir si le polissage sera efficace. Il y a de fortes chances que cela ne fonctionne pas et vous auriez gâché un précieux document ancien. Les vieux livres des années 50, 60 et jusqu'aux années 90 sont donc parfaits : ils ne contiennent ni glucose ni cellulose et leur procédé de fabrication est beaucoup plus naturel que les produits chimiques utilisés aujourd'hui.

Tests et expérimentations sur différents papiers pour le polissage.

J'ai trouvé de vieux livres des années 40, 50 et 92 avec des feuilles fines et lisses, idéales pour le polissage des lentilles. Pour l'instant, je n'ai pas encore commencé le polissage des grandes lentilles de 10 m de focale ; elles sont au stade expérimental. Je polis ici quelques disques plats pour tester la qualité du papier : le meilleur papier pour le polissage des lentilles est indiqué ci-dessous.

Voici ce qu'il faut considérer :

1. Les papiers à motifs fins, lisses et fins de 1979, impression -13, sont les meilleurs. Ce sont les derniers papiers utilisés pour un polissage optimal, ils ne servent donc qu'à la fin.

2. Les papiers à motifs fins de 1992, impression -21,5, sont identiques à ceux utilisés lorsqu'on les frotte entre les mains pour obtenir une surface lisse et fine.

3. Les papiers à motifs fins de 1955, avec des feuilles de 50 g/m², sont bien adaptés pour un premier polissage. Je commence donc avec ceux-ci et, une fois la moitié du travail effectué, je passe aux papiers ultra-fins. Ces derniers, de 50 g/m², sont plus duveteux et moins fins et lisses que les papiers utilisés pour la finition. Voir les photos. Ces informations se trouvent généralement en dernière page, parfois en première, ou à la fin du livre.

Polisser des lentilles de type Campani est simple. Il faut d'abord nettoyer le moule concave et appliquer une fine couche d'adhésif. « La colle habituellement utilisée pour fixer le papier ou la toile fine aux moules est à base d'amidon ou de farine de blé très fine ; cependant, n'importe quelle colle convient, pourvu qu'elle soit appliquée fermement et qu'on la laisse sécher avant de nettoyer » (ouvrage de Manzini).

J'utilise une colle à l'eau pour loisirs créatifs qui épouse la forme du moule et du verre ; le résultat est donc le même.

Je commence par appliquer une couche d'adhésif que j'étale au pinceau. Ensuite, je découpe un disque de papier moderne et le colle sur le moule. Je retire le papier et la couche d'adhésif est parfaitement lisse. J'applique ensuite le papier de polissage, puis j'appuie la lentille sur toute sa surface et je la polis en utilisant uniquement son poids. J'attends ensuite 4 à 5 minutes. J'applique une fine couche de poudre sèche CEo2 sur le papier, je place la lentille, j'appuie dessus et je commence le polissage. Je continue jusqu'à ce que de minuscules micro-trous apparaissent sur le verre ; c'est le signal pour arrêter, nettoyer et retirer le papier. Il faut remplacer le papier une fois son effet dissipé.

La pression exercée lors du polissage est importante : en contact parfait, la lentille devient très dure et s'appuie fortement contre le papier. Il faut donc avoir les doigts robustes. L'effet est puissant et le polissage sur papier est très rapide avec le bon papier, bien plus rapide qu'avec du poix ou du feutre.

 

 

 

[Moot]

Le 22/11/2025 à 08:12, ovi_astro a dit :

Les vieux livres des années 50, 60 et jusqu'aux années 90 sont donc parfaits : ils ne contiennent ni glucose ni cellulose

 

C'est du papier de chiffons ? Parce que le papier à base de bois est essentiellement constitué de cellulose.

[ovi_astro]

11 hours ago, Moot said:

 

Is it rag paper? Because wood-based paper is essentially made of cellulose.

Le papier utilisé provient de vieux livres et le papier moderne contient trop de cellulose, ce qui rayera la surface et ne permettra pas d'obtenir un bon polissage ; seul le vieux papier convient.

 

Le travail investi dans ces lentilles est immense, surtout si l'on considère la nécessité de rechercher des sources du XVIIe siècle sur la fabrication optique – une époque où la plupart des maîtres opticiens gardaient jalousement leur savoir-faire. Cela rend la recherche de documentation fiable d'autant plus difficile. De plus, je dois produire des lentilles offrant une qualité optique élevée et d'excellentes images astronomiques. Venons-en donc à leur fabrication. Ces lentilles sont façonnées à l'aide de techniques de meulage modernes – les finitions sont directement issues de manuels d'optique contemporains – seule la phase de polissage est historiquement authentique. Le meulage sur un outil surdimensionné, deux fois le diamètre de la lentille, est une méthode utilisée à la fin du XVIIe siècle, connue sous le nom de méthode de Nuremberg.

D'accord, rectifier des lentilles de même diamètre avec le même outil est difficile et long. En revanche, rectifier les lentilles avec un outil surdimensionné, 2X à 1,86 fois plus grand que la lentille en question, présente un avantage considérable.

 

Une fois la rectification effectuée, le résultat est lisse et rapide. On peut rectifier 3 ou 4 lentilles sur la même face de l'outil, la lentille étant placée dessus, et obtenir une excellente qualité optique, sans zones irrégulières, à condition de rectifier uniformément.

Le polissage sur papier a également une longue tradition, employée tout au long du XVIIIe siècle et jusqu'au début du XIXe par ceux qui n'avaient pas accès au poix. Plus récemment encore, à l'époque communiste, les lentilles étaient polies sur du feutre, et au XXe siècle, j'ai même entendu parler de miroirs de télescope polis sur du papier. Le papier offre la meilleure qualité optique, surpassée seulement par le poix. Le brai reste donc la référence absolue pour le polissage, suivi du papier. On peut utiliser du papier de vieux livres – lisse et fin – de 50 g, 40 g, 13 g ou 21,5 g selon le type ; tous les papiers ne conviennent pas. Les images de diffraction sont bien plus nettes et mieux définies avec des lentilles polies au papier qu’avec du feutre – c’est garanti et testé à 100 %. Le papier ne produit pas le brillant miroir du feutre, mais il offre une surface optique de qualité supérieure. Le feutre ne peut atteindre ce niveau, même s’il produit un brillant impeccable et est plus facile à utiliser, car il s’agit d’une méthode de polissage grossière.

 

Le feutre présente toutefois un avantage majeur : il permet de polir la surface optique extrêmement bien, à condition d’être fin, de bonne qualité et parfaitement collé à l’outil (c’est-à-dire de former un moule parfait). Cependant, le polissage au feutre est grossier et s’effectue uniquement avec de l’eau et du CeO₂ ou de l’oxyde de fer rouge – il s’agit donc d’un polissage humide, le feutre étant entièrement saturé d’eau et d’oxyde de cérium. Le feutre consomme une grande quantité de CeO₂, mais présente l'avantage considérable de permettre le polissage de trois lentilles sur leurs deux faces avec le même feutre, sans qu'il soit nécessaire de le remplacer, contrairement au papier. Le feutre s'use moins vite que le papier et offre un polissage très brillant. Certes, le polissage sur feutre est plus long – le temps de travail augmente avec le diamètre de la lentille par rapport au papier. Mais le feutre ne permet jamais d'obtenir un moule aussi parfait que le papier. Lors de tests optiques et d'observations astronomiques comparatives entre lentilles polies au feutre et lentilles polies au papier, le papier se révèle nettement supérieur. Même si les lentilles polies au papier n'ont pas un brillant parfait, elles produisent des images de diffraction de la plus haute qualité – avec un contraste plus élevé et une amélioration d'environ 10 % de la qualité d'image par rapport aux lentilles polies au feutre.

 

Il y a donc des avantages et des inconvénients.

Le plus gros problème réside dans le polissage des lentilles à courte focale sur papier. Les sources historiques sont formelles à ce sujet – et elles ont raison : les lentilles à courte focale sont extrêmement difficiles à polir avec du papier. Polir des lentilles de 1,5 m et 1,3 m de focale s’avérait extrêmement ardu ; même imparfaitement polies, elles conservent une légère teinte blanchâtre, ce qui est tout à fait normal. Cependant, avec un contraste très élevé et une belle figure de diffraction, le polissage sur papier offre un résultat supérieur à celui obtenu avec du feutre. À partir de 2 m de focale, le polissage sur papier devient plus aisé ; et plus la focale est longue, meilleur et plus rapide, le contact lentille-papier s’améliorant considérablement. Le polissage à 2 m de focale est uniforme, mais à 1,5 m et 1,3 m, il se complique car il faut appliquer davantage d’adhésif, ce qui n’est pas idéal. Plus on ajoute d’adhésif, plus il est difficile de former un moule parfait. Cette méthode fonctionnerait mieux pour des lentilles taillées sur le même diamètre, mais même dans ce cas, des difficultés surgissent. Pour les courtes focales, le feutre reste la meilleure option. Elle permet un polissage très uniforme, mais laisse une légère texture granuleuse en surface. Le brai, en revanche, est la solution idéale pour le polissage des objectifs à focale courte, car il peut être moulé avec une grande précision pour épouser la courbure de l'objectif.

 

 

Polissage du feutre à l'eau et au Ceo2

 

 

 

 

 

 

 

 

Polissage à sec du papier avec de la poudre de Ceo2

 

 

 

 

 

 

 

Le polissage sur papier a une influence significative sur le motif de Ronchi. Après environ deux minutes de polissage sur les deux faces de la lentille, les lignes de Ronchi se modifient progressivement grâce au contact entre le papier et la lentille, ce qui détermine la qualité optique finale. C'est un travail complexe car les lentilles sont petites et l'outil volumineux ; il est donc difficile d'obtenir un contact parfait.

Il est important de noter que lors du polissage, seuls 90 % de la surface de l'outil sont utilisés, et le polissage se concentre principalement sur la partie centrale afin d'éviter les bords concaves. Le bord de l'outil étant plat sur environ 6 mm pour les lentilles de 47 mm et 4 mm pour celles de 52 mm, cette fine surface concave conserve la réflexion du verre d'origine car elle n'est pas meulée.

Lors du meulage, il faut positionner la lentille de manière à ce que son bord soit en contact avec celui de l'outil, sans débordement, afin d'éviter les distorsions. Enfin, lors du polissage, les mouvements doivent être centrés.

[yapo]

Juste une petite question, c'est du plan-convexe ou du biconvexe pour les lentilles-objectifs ?

[ovi_astro]

42 minutes ago, yapo said:

Just a quick question, are the objective lenses plano-convex or biconvex?

 

Les lentilles sont biconvexes symétriques, tout comme les lentilles Campani.

[BEGNAT996]

Là, c'est impressionnant!!!! Bravo sur ce savoir que nous apprenons en lisant ce post.... 

Merci

[ovi_astro]

1 hour ago, BEGNAT996 said:

Là, c'est impressionnant!!!! Bravo sur ce savoir que nous apprenons en lisant ce post.... 

Merci

 

 

Merci beaucoup pour vos compliments, cela me touche beaucoup. Le travail accompli pour atteindre ces objectifs est intense.

J'ai commencé à travailler sur les lentilles biconvexes symétriques de 10,4 mètres (34 pieds) inspirées de celles de Cassini, une réplique du télescope avec lequel le grand Cassini a découvert la division de Cassini. Les images montrent le dégrossissage à l'abrasif en carbure de silicium grain 340.

Je vais d'abord fabriquer deux lentilles, puis trois autres de même focale, entre 10 et 11 mètres.

La lentille de Cassini avait une focale de 10,8 mètres ; j'essaie donc de reproduire cette focale.

Certaines de ces lentilles seront mises en vente pour les amateurs à un prix proportionnel au travail et à l'investissement qu'elles représentent. Une seule lentille sera destinée à l'observation personnelle.

 

 

 

 

 

 

 

Modifié Mercredi à 17:57 par ovi_astro