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