Lutter contre la buée

La buée est un fléau pour les astronomes amateurs. Elle s’insinue partout et recouvre lentement miroirs et lentilles jusqu’à empêcher toute lumière de passer. Heureusement il existe des moyens pour en ralentir la venue, voire la stopper.

Comment se forme la buée

L’eau est toujours présente dans l’air qui nous entoure. Elle s’y trouve sous forme de vapeur invisible, et il peut y en avoir d’autant plus que la température de l’air est importante. Mais, lorsque la température baisse, la vapeur se retrouve en excès et ne peut plus rester sous cette forme gazeuse. L’excédant change de phase pour devenir liquide, soit en se déposant sur les surfaces froides, c’est la buée ou la rosée, soit restant en suspension dans l’air sous forme de microgouttelettes qui forment la brume ou le brouillard. C’est la condensation.

L’intuition nous ferait croire que la température d’un objet laissé au repos dans un environnement calme atteindrait petit à petit la température de cet environnement. C’est vrai dans une chambre close et bien isolée, mais c’est complètement faux dehors sous un ciel étoilé. La chambre du télescope est délimitée par le sol en bas et par l’espace au-dessus, et l’espace est particulièrement froid.

Une paroi exposée au ciel va perdre ses calories, comme si elles étaient aspirées par le froid de l’espace. Elle peut devenir bien plus froide que l’air ambiant. Vous vous en rendez compte quand le pare-brise de votre voiture est couvert de givre alors que le thermomètre extérieur indique une température positive.

Je passe sur les maths et la physique, mais une température appelée « point de rosée » permet de savoir si les conditions sont propices à l’apparition de la buée. Si la température de la paroi est inférieure au point de rosée, on aura de la buée, si elle est supérieure, il n’y aura pas de buée.

En pratique, on n’a aucun contrôle sur le point de rosée mais on peut influer sur la température de la paroi avec des moyens passifs et actifs.

Les moyens passifs

Le pare-buée

Le pare-buée est un tube de longueur adaptée pour empêcher la lentille ou le miroir d’être trop exposé au ciel, et d’un diamètre intérieur suffisant pour ne pas créer de vignettage.  Les pare-buées sont surtout adaptés aux lunettes astronomiques et objectifs photo, mais ils peuvent être tout à fait bénéfiques sur les réflecteurs.

Plus la lentille voit de ciel (en plus de la zone observée) plus ses calories sont aspirées rapidement et plus sa température baisse rapidement. On place donc un pare-buée pour réduire la portion de ciel qui est visible depuis la lentille.

Le matériau importe peu. Il faut juste qu’il ne réfléchisse pas la lumière à l’intérieur. Les tapis de sol de gymnastique sont bien adaptés, souples, faciles à découper, solides, généralement disponibles en noir, légers, ne craignant pas l’humidité et pas chers.

Isoler le support du secondaire

Le miroir secondaire des réflecteurs est généralement la pièce qui reçoit en premier la buée. Le support est en effet directement exposé au ciel et va refroidir rapidement, entrainant avec lui le miroir secondaire qu’il porte.

On peut couper le flux de calories entre le secondaire et le support en intercalant une couche isolante entre les deux. Plus facile à dire qu’à faire, cette action est à réserver aux bons bricoleurs. Le matériau doit être isolant et rigide pour que la collimation du secondaire soit stable. Ça peut être une plaque de liège, ou un isolant rigide plastique en polyuréthane…

Jouer avec l’émissivité

Une paroi perd d’autant plus rapidement ses calories qu’elle a un fort pouvoir d’émissivité dans l’infrarouge lointain. Toutes les surfaces peintes se comportent de la même façon dans l’IR lointain, ou presque et la couleur importe peu. Que le télescope soit rouge, blanc ou noir, il se recouvrira aussi rapidement de buée.

Par-contre les surfaces polies en métal nu ont une faible émissivité. C’est une propriété à exploiter pour lutter contre la buée. Certains laissent le tube de leur lunette ou télescope en métal brut, juste poli. Mais le poli est fragile, c’est donc une solution assez difficile à rendre pérenne.

Une autre solution est de recouvrir les parties les plus importantes avec de la couverture de survie. Sur les Newton ce sera le support du secondaire et les pattes de l’araignée, sur les lunettes, ce sera le tube autour des lentilles. Il faudra faire attention à ce qu’aucune partie réfléchissante ne soit visible depuis le porte oculaire (un coup de peinture noire matte fera le job).

Je vous laisse choisir le côté argenté/doré qui sera orienté vers l’extérieur. L’écart d’émissivité entre les deux est très faible (idéalement il faudrait mettre le côté doré dirigé vers l’extérieur, voilà, c’est dit).

J’avais fait ça sur mon télescope, un Newton 200/1000 et n’ai jamais eu de problème de buée sur le secondaire… enfin si, mais quand j’en avais, l’eau dégoulinait de partout et il était préférable de ranger le matériel pour ne pas risquer les courts circuits.

Sur le primaire

Le miroir primaire peut aussi être sujet à la buée. Comme son dos est orienté vers le sol et que le sol est systématiquement plus chaud que l’air ambiant, on doit rendre son dos le plus émissif possible en le recouvrant d’une surface émissive, donc de la peinture. Ainsi le primaire « aspirera » la chaleur du sol et se réchauffera. C’est la théorie.

Mais en pratique, ce revêtement pourrait induire des contraintes dans le verre, au risque de dégrader l’image. Le mieux est donc de laisser le primaire en l’état.

Les moyens actifs

Résistances chauffantes

On peut placer des résistances chauffantes autour de la lentille, ou au dos du secondaire. L’effet est immédiat, quand ça chauffe il n’y a plus de buée.

Attention, en chauffant trop, on favorise des convections thermiques dans le champ de vision et l’image sera dégradée. C’est pourquoi les systèmes les plus aboutis mesurent en permanence les paramètres ambiants et ajustent la température des résistances pour être juste un peu au-dessus du point de rosée. Non seulement on économise de la batterie, mais en plus on ne chauffe que ce qui est nécessaire.

Ces solutions coûtent malheureusement cher si on veut un système tout fait (par exemple chez Kendrick Astro). Ceux qui manipulent le fer à souder peuvent fabriquer leur propre contrôleur, il existe plein de tutoriels sur Internet. D’autres solutions sans contrôleur de point de rosée sont bien plus abordables.

La zone chauffante sera placée autour de la lentille ou au dos du miroir à protéger de la buée.

Pour les objectifs photo et les petites lunettes de moins de 80 mm de diamètre, on trouve des bandes chauffantes alimentées par USB qui suffisent largement à prévenir l’apparition de la buée. Une simple batterie powertank 10 000 mAh suffit pour alimenter la bande chauffante plus d’une nuit.


Merci à François E. de la SAH pour la relecture et la correction d’imprécisions 😉