Les effets de l'erreur périodique et de ses corrélaires...

Sommaire :

· pente, dérive de la vitesse de suivi sidéral,

· PEC ou Correction d'Erreur Périodique électronique,

· Autoguidage par caméra CCD en parallèle,

· roulements ou paliers lisses,

· composition de plusieurs erreurs périodiques,

· cas du secteur lisse,

Pente, dérive de la vitesse de suivi sidéral:

C'est une évidence : tout système électro-mécanique est faillible et sa vitesse en sortie n'est pas toujours celle que l'on attend, la vitesse de suivi sidérale.

Il est donc souvent nécessaire de régler la vitesse du système à l'aide des moyens fournis par le constructeur. Cette vitesse s'ajuste sur le ciel réel en effectuant un suivi de longue durée avec soit un oculaire réticulé à fort grossissement (mini 300x), soit avec une caméra CCD avec un logiciel adapté. Cette dernière technique est certainement la plus proche de l'exactitude du suivi sidéral, permettant aussi d'obtenir des données plus précises et plus simple à exploiter. A la suite du document, c'est cette technique qui est retenue (particulièrement avec l'utilisation du logiciel PRISM).

Si le télescope ne suit pas assez vite, on peut alors constater que l'étoile va dériver sur l'image dans un sens donné. Cette dérive peut se représenter sous forme d'un graphique, comme expliqué dans la partie précédente sur les erreurs périodique.

Dans cet exemple, l'étoile dérive progressivement vers l'est... (courbe en rouge).

Malheureusement, cet exemple est trop théorique. Il faut compter sur les erreurs électro-mécaniques dûe à la monture. Ceci pourrait donner cet exemple :

Encore une fois, cet exemple est trop théorique ! La courbe en bleu traduit bien les erreurs érratiques moteur, roulement, vibrations, point dur... Il eu été trop simple d'augmenter la vitesse du moteur pour compenser la dérive vers l'Est.

Voilà en fait à quoi ressemble le plus courament une courbe de suivi d'un télescope avant réglage (courbe verte). On observe clairement une sinusoïde (gris clair) axée sur la pente moyenne en rouge.

Il devient alors évident que la personne qui n'aura attendu que 3 minutes reglera la vitesse de son télescope avec un peu trop de compensation. Il est aussi très clair que la personne qui aura fait ce type de suivi à l'occulaire en ayant pris un café (sans observer) entre la deuxième et la huitième minute va sous-estimer la compensation de vitesse à effectuer - n'ayant vu que le bas de la courbe, ou plus exactement ayant vu son télescope à sa vitesse la plus rapide.

Il est donc essentiel de laisser dérouler le graphique en X de la trace de l'étoile pendant au moins une rotation de la vis tangente à chaque essai de vitesse. C'est en effet cette vis qui va engendrer la forme sinusoïdale - voir le dossier précédent sur l'erreur périodique.

PEC ou Correction d'Erreur Périodique électronique

Ce système électronique permet de corriger -en principe - l'erreur périodique de ce type:

Après un enregistrement manuels des corrections à effectuer sur au moins un tour de vis tangente, le système électronique restitue tous cettes corrections pré-enregistrée.

(courbe PEC en vert)

Néanmoins, les erreurs ne sont pas toutes corrigées, et c'est plutôt l'allure générale de la courbe qui est compensée pour rendre un suivi très acceptable en général. Néanmoins, il n'existe pas de PEC qui enregistre le rendu sidéral de chaque dent de la roue afin de tenir compte des défauts propres à celles-ci. Donc, si la roue n'est pas de bonne qualité, il est très vraisemblable que le système PEC ne corrige pas assez les imperfections mécaniques. Ce type de problème reste heureusement peu courant et limité plutôt à des engrenages de récupération usagé (genre couronne de démarreur automobile).

Dans certains cas où l'enregistrement du PEC est mal réalisé (manuel, ou mauvais paramétrage du logiciel d'acquisition de l'image), le système peut "pomper" à la restitution...

Pas de fréquence identifiable!

Revoyez vos paramètres, augmentez ou réduisez votre fréquence d'acquisition. On est typiquement dans le cas de la régulation de type PID - Proportionnel / Intégrale / Dérive - qui fait l'objet de documents plus importants dans la litératture technique.

Autoguidage par caméra CCD en paralèlle:

Ce système corrige en principe toutes les erreurs de guidage, de suivi, et même d'autres dans la mesure où c'est un système de régulation dit "en boucle fermée". C'est d'ailleurs le seul existant en astronomie amateur.

Principe d'une boucle ouverte:

Pour simplifier, il n'y a pas de système de mesure sur l'étoile à suivre réellement capable de piloter le système d'entraînement.

Même si un capteur est sur l'axe du télescope, rien ne dit qu'il va correctement suivre l'étoile réelle.

Principe d'une boucle fermée:

Dans ce cas, il existe un système d'acquisition capable de mesurer la position de l'étoile réelle, et de piloter les moteurs pour suivre cette étoile... le plus finement possible.

Le plus souvent, le système d'acquisition (capteur) en astronomie est en fait un autre appareil optique (lunette, télescope, ...) couplée à une caméra spécialisée dans le suivi.

Industriellement, on appelle ce type de système "un asservissement en boucle fermée" (par le retour d'information du capteur sur le moteur). Ceci se représente habituellement de la façon suivante:

Dans le cas de la boucle ouverte, il n'y a pas de retour, donc la boucle est dite ouverte!

Nota : il existe aussi des "fausses" boucles fermées lorsqu'un constructeur ajoute un capteur derrière le moteur par exemple (cas des Meade). Le capteur renvoie une information de vitesse moteur et le système corrige alors sa vitesse en fonction de ce qui a été entré en consigne par le constructeur. Evidement, on ne tient pas compte dans ce cas de la vitesse réelle de l'étoile (ou de la comète)!

Mais qu'y a t'il dans la boite "correction + ou -" ?

Tout un tas de chose électronique et informatique ! ... d'où le prix.

On se limitera donc au plus simple.

L'acquisition:

Le but est de prendre une étoile cible et de la désigner au système informatique. La cible est alors identifiée par le capteur... reste à ne pas la perdre ! (c'est en effet un problème fréquent pour les montures avec une forte erreur périodique, voire erratique, où le système ne peut suivre une étoile qui se déplace trop sur le capteur).

Le système va faire des images en continu et vérifier si l'étoile cible s'est un peu déplacée. Il indique alors dans quelle direction l'étoile s'est déplacée, ainsi que l'ampleur du déplacement.

L'interprètation:

Le système informatique a alors la solution simple de renvoyer tel quel ces ordres aux moteurs ou de les interprèter de façon à ne pas négliger les images précédentes, l'évolution de la turbulence...

Les derniers logiciels font une dérivé et une intégrale des différentes mesures précédentes afin de perçevoir la vitesse et l'accélération des corrections. Tous celà se paramètre, et ceci fera "pomper" ou non le système en fonction de l'erreur périodique rencontrée sur la monture.

Néanmoins, il reste difficile de savoir quel est le type d'interprètation choisi par les logiciels.

La commande des moteurs:

La aussi, deux solutions existent ;

· le tout ou rien : Les ordres informatiques sont convertis en une durée plus ou moins longue de commande d'un ou deux mouvements à une vitesse de type rattrapage photo.

· le proportionnelle : Les ordres sont convertis en vitesse directement qui varie donc en permanence sur les deux axes. Peu vu en astronomie amateur, malgrès qu'elle soit largement meilleure, car plus souple.