La construction d’un Dobson de 406 mm
© Guy et Timothée DELUBAC

   Pourquoi un Dobson ?
   Le choix de l’optique
   La conception
   La construction
   Les Tests

   « Telescope : Instrument inventé par les étoiles pour regarder notre œil »
         Hervé Bailly-Basin

Pourquoi un Dobson ?

Après avoir débuté l’astronomie avec une paire de jumelles et un Newton Ganymède 114/900 mm avec lesquels nous avions appris le ciel, les constellations et fait de la capture d’images en planétaire à l’aide d’une toUcam, se posait la question de quel instrument acquérir ensuite pour répondre à l’appel du ciel profond ?

C’est à l’occasion des RAP 2003 aux Monts du Pilat et notamment suite à la rencontre avec Guillaume Cannat et son Starfinder transformé en Dobson 406 mm que nous avons résolument privilégié l’observation visuelle. L’astrophotographie, autre alternative très attractive nous est apparue techniquement plus contraignante et plus coûteuse… Nous avions encore le désir de pouvoir observer à l’oculaire les nombreux objets du ciel profond parfaitement résolus. L’acquisition d’un Dobson de la marque Obsession très convoitée n’était pas à notre portée, ceci malgré un dollar faible mais que venaient entièrement compenser les frais de douanes et de transports des USA.

Disposant d’un budget de 2500 € environ, nous avons pris la décision début 2005 de nous lancer dans la construction d’un Dobson 406 mm, après avoir longtemps challengé notre capacité à traiter l’ensemble des différents aspects techniques. Nous disposions des plans très détaillés pour la partie menuiserie de Guillaume Cannat et du livre en anglais de David Kriege et Richard Berry « The Dobsonian Telescope – A Practical Manual for building Large Aperture Telescopes ». Enfin nous bénéficions d’un local prêté par un ami parqueteur avec l’ensemble de l’appareillage nécessaire pour travailler le bois. Ce dernier point a été fondamental car au final nous y aurons passé plus de 400 heures.

Le choix de l’optique

Quelques heures passées sur le net à arpenter les bonnes adresses et liens de nombreux sites pour finalement aboutir sur celui d'Olivier Ruau qui nous conseille le fabricant de miroir américain John Lightholder basé en Californie. John nous propose un miroir de diamètre 16 pouces d’ouverture 4.6, d’épaisseur 1,625 pouces réalisé dans un verre pyrex 7740 pour un coût de 1950 $. Nous aurions préféré une focale de 4 plus ouverte qui nous aurait permis de gagner 20 cm sur la hauteur totale et ainsi éviter l’utilisation d’un escabeau… Finalement les bonnes caractéristiques du miroir proposé par John nous satisferont :

• Focal lenght 74.485 inch (1892 mm)
• Strehl ratio 0.99
• Wavefront P-V Error 1/21
• Wavefront RMS 1/66

Par sa qualité de contact et sa gentillesse, John nous proposera de traiter pour nous l’achat aux USA du miroir secondaire, de l’araignée, du porte oculaire JMI NGF DX2 M et de composants inserts de tube et « tube clamps » chez Obsession.

La conception

Comme évoqué ci-dessus, pour limiter les complications et garantir un résultat déjà éprouvé et concluant nous avons pris l’option de dupliquer le 406 mm fabriqué par Guillaume Cannat concernant la boîte du primaire et le rocker. Nous bénéficions de son plan d’ensemble des pièces de contre-plaqué à découper dans une plaque de 300 x 150 cm. La plaque de CP bouleau en 18 mm avec les découpes nous aura coûté 170 euros.

Le barillet
Conformément aux conseils de David Kriege la première étape est consacrée à la fabrication du barillet ou support du miroir primaire. Nous optons naturellement pour un barillet 18 points préconisé pour un miroir de 16 pouces.
A ce stade il nous faut faire un gros travail de conversion car toutes les mesures communiquées dans le livre de David Kriege le sont dans le système anglo-saxon, 1 inch = 25.4 mm ; 1pd = 0.454 kg ; 1 ft = 0.305 m ; 1 pd.ft = 1.49 kg/m²…
A partir des dimensions intérieures de la boîte du primaire nous redessinons l’ensemble des pièces métalliques et plans de montage du barillet pour en sous-traiter la réalisation à un ami travaillant en mécanique générale.
Fer plat 30x4, tube carré 25x25 et toute la visserie détaillée dans le livre de David Kriege nous aura coûté 32 euros !

Premier conseil : Pour faire office de vis de collimation nous avons trouvé, dans le catalogue Emile Maurin, la référence 35-08 Support antivibratoire pour faible charge en M8 x 1,25 et 60 mm de tige filetée. Le pied support en matière caoutchouc naturel de 30 mm de diamètre est parfaitement adapté pour la préhension.

Le barillet monté et peint pèse 5,3 kg, le miroir primaire commandé et non encore réceptionné pèse 11,2 kg.
Avec ces premiers renseignements, nous allons aborder une notion fondamentale pour la qualité de notre Dobson : L’équilibrage des masses autour du point d'équilibre.

Calcul d’équilibrage des masses
Les lois de la physique nous imposent un petit exercice de calcul des moments (poids x longeur du bras de levier). Par la construction et le choix des matériaux nous devons aboutir à un équilibre quasi-parfait entre les deux moments :

• le moment vers le secondaire (somme des poids x bras de levier qui font basculer le Dobson côté secondaire par rapport à l’axe de rotation)
• le moment vers le primaire (somme des poids x bras de levier qui font basculer le Dobson côté primaire par rapport à l’axe de rotation)

L’utilisation d’un tableur (type excel) est tout à fait conseillé :

La construction



Cette partie est largement détaillée dans le livre de David Kriege et nous n’aborderons ici que les choix techniques que nous avons faits. La progression proposée par David Kriege dans l’ordre des opérations à réaliser doit impérativement être respectée. Elle permet d’anticiper toutes les options proposées et ainsi d’éviter des modifications finales regrettables. Cette progression nécessite de traiter dans l’ordre après la réalisation du barillet :

• La cage du secondaire
• La boîte du miroir primaire
• La fixation des tubes serruriers sur la boîte du primaire et la cage du secondaire
• Le rocker et l’embase
• Le vernissage
• La découpe à longueur des tubes serruriers
• La collimation

Second conseil : Les nombreuses découpes circulaires nécessitent l’utilisation d’une défonceuse. La réalisation d’un gabarit(cf p 159 « The Dobsonian Telescope – A Practical Manual for building Large Aperture Telescopes » ) pour réaliser des cercles parfaits constitue un avantage certain…

Pouvant bénéficier de moyens d’usinage 5 axes, nous avons choisi les options suivantes pour la fixation des tubes serruriers sur la boîte du primaire et sur la cage du secondaire.


Usiner 8 blocs (cf plans et photos) en érable avec des angles prédéfinis.


Usiner 4 embases en aluminium sur le principe des « pole clamps » vendus sur le site Obsession. John Lightholder nous avait mis en garde sur l’utilisation des embases Obsession qui ne garantiraient pas un repositionnement des tubes parfait à chaque démontage et remontage du Dobson. Cette imperfection entraîne des décalages importants des axes optiques primaire / oculaire ! Nous avons donc pris la décision de réaliser des embases assurant un parfait positionnement des tubes sans jeu excessif.

Troisième conseil : Ces deux choix se sont avérés très pertinents à l’utilisation du Dobson. En maîtrisant les jeux minimums dans le montage des tubes nous avons pu conserver une collimation quasi parfaite et répétitive à chaque utilisation du Dobson. Ce point constitue une satisfaction toute particulière tant la collimation reste un point sensible des Dobson.

Quatrième conseil : Nous avons utilisé le matériau Glasboard comme bande de frottement sous le rocker et les ½ cercles latéraux. Un conseiller de la société Maine-peillex nous a communiqué l’adresse d’un distributeur local qui nous a fourni pour quelques euros un panneau d’un m² environ. Sa structure gaufré combinée au patins PTFE constitue la meilleure solution semble-t-il pour nos Dobson. Nous l’avons lustré avec un produit lustreur pour carrosserie automobile pour améliorer le glissement.

Cinquième conseil : Le vernis Tonkinois (24 euros le litre commandé sur internet) « est doué d’une plasticité permanente au froid, sous la neige comme à la chaleur du soleil. » de plus le rendu sur le CP de bouleau est très esthétique…

Sixième conseil : La mesure de la longeur des tubes nécessite la réalisation préalable de la boîte du primaire et du secondaire. Une fois ces parties traitées il vous faut installer les éléments d'optique, miroir primaire, miroir secondaire, porte oculaire... Nous avons procédé comme indiqué dans le livre de David Kriege, nous vous laissons le découvrir sur le film ci-dessous.

Septième conseil : L'alignement de la boîte du primaire et du secondaire est très peu détaillée dans le livre de David Kriege. Les options prises pour la réalisation des pièces de fixation des tubes peuvent conduire à adapter la méthode proposée, toutefois les principes suivants restent valables: Calez la boîte du primaire horizontalement à l'aide d'un niveau à bulle; Vérifiez le parallélisme du secondaire au niveau à bulle; Vérifiez l'alignement de l'axe optique du secondaire sur le centre de la boîte du primaire à l'aide d'un fil à plomb. Le centre de la boîte du primaire peut être matérialisé par le croisement de deux fils partant des côtés de la boîte du primaire comme présenté dans le film joint.

Huitième conseil : La réalisation d'une chaussette textile, pour limiter les lumières parasites, peut-être très utile pour éviter lors des observations publiques la chute de tout objet sur le miroir primaire ! Nous avons découpé 8 trapèzes matérialisés par l'espace entre les tubes serruriers pris deux à deux. Nous les avons cousus tête-bêche. La tension est assurée par de l'élastique rond acheté en mercerie. Nous avons utilisé un textile stretch tri-couches composé de deux tricots jersey et d'une couche de mousse PE.

Les tests

Après 8 mois de gestation, de cogitation et de réalisation dont 15 jours en Aout consacrés à la menuiserie, soit 400 à 500 heures de travail à 2 (le fils passionné d’astronomie et le père), un coût inférieur à 2500 euros hors oculaires ! le Dobson 406 mm a pris sa première lumière le 14 janvier 2006.

CROA : Premiers essais samedi soir... mise au point impossible du fait de tubes serrurier coupés trop long.

Nous avions coupé les tubes en ajoutant 5 cm de plus comme conseillé dans notre ouvrage de référence "Dobsonian Telescope". Cette préconisation s'est avérée inutile la plage de réglage du porte oculaire ne permettant pas de faire la mise au net. Déception samedi soir, toutefois nous avons pu apprécier la précision mécanique, car malgré un démontge remontage, le telescope est resté parfaitement collimaté. Première victoire.

Dimanche partie remise après avoir réduit les tubes...
Essai sur la place de la Poste à Veyrier au milieu des lampadaires et de la pleine lune.
Seconde satisfaction, malgré la diminution de 4 cm des tubes, le Dobson une fois remonté est resté collimaté !!!
M42 au 31 mm Nagler; le trapèze très bien défini et surtout la nébulosité très visible et contrastée avec des ramifications que nous n'avions jamais observées à ce jour ! Waou !
Avec M45, le double amas de percée, le hibou nous pouvons apprécier le grand champs du Nagler et la finesse de l'optique, des étoiles trés ponctuelles, un régal ! et le meilleur reste à venir...

Nous pointons Saturne en conjonction avec la pleine lune qui se lève à peine derrière le mont Veyrier. WAOU, malgré une lune trés présente nous percevons des nuances sur la planéte et 4 satellites qui l'entourent.
Puis vient la pleine Lune... Plus de superlatif, que du bonheur... Que de détails et de contraste avec la possibilité de centrer la partie du disque souhaitée tout en concervant Sélène en totalité dans l'oculaire ...

Nous sommes maintenant impatients de pouvoir poursuivre nos observations au Semnoz dans des conditions meilleures et partager avec vous ces instants de pur bonheur.
A Samedi prochain si la météo le permet.

Guy et Tim

La formule optique comprend maintenant un Nagler 31 mm, un Nagler 12 mm, une powermate x4, un filtre OIII et devrait être complétée d’un Nagler 5 mm et d’une binoculaire Baader…