Observation Solaire Rappels et matériel du club

Répondre
HerveM
Site Admin
Messages : 63
Inscription : 31 août 2012, 12:46
Contact :

Observation Solaire Rappels et matériel du club

Message par HerveM » 09 août 2018, 14:23

Document ayant servi de support de présentation à l'initiation à l'observation solaire (servant de support pour l'agrément à emprunter le matériel du club), suivi de l'étude faite par Olivier sur la sécurité de l'observation visuelle:
Obs-solaire-presentation.pdf
(8.71 Mio) Téléchargé 11 fois


Etude d'Olivier:
1)Sécurité de l'oeil


Infrarouges lointain > 1400nm : pas de risque pour la rétine, car filtrés par la cornée et le cristalin.
Risque si exposition > 100W/m² pendant plus de 16min (norme Américaine établie pour les travailleurs exposés à des forts rayonnement Ir: soudage, aciérie...)

infrarouges proche et Uv proche entre 200 et 400nm puis entre 700 et 1400nm: risque thermique pour la rétine et risque chimique pour les longueurs d'ondes les plus courtes en Uv et violet/bleu. Il faut filtre au moins 10-4 (Voir le tableau joint)


2) transmissions des UV et IR par les instrumens solaires

UV:

- sur lunette et télescope avec du verre en transmission (Schmidt Cassegrain, Maksutov, télescope à correcteur intégré, EDGE, VMC, CDK...) : les UV sont coupés à partir de 350nm, Il faut un filtre interférentiel pour couper les UV de 350 à 400nm

- sur réflecteur pur, les UV proches sont réfléchis au moins en grande partie. ça dépend de l'aluminure et de son coating. En pratique ça coupe vers 350nm aussi

(donc le Schmidt Cassegrain coupe 3 fois, 2 miroirs et une lame)

-> il n'y a pas beaucoup d'UV, quasi rien au dessus de 350nm, mais les longueurs d'ondes étant courtes et très ionisante il faut couper. Le risque chimique est le principal risque
-> un filtre interférentiel de luminance ou autre filtre qui contient un UV cut est suffisant. (un filtre jaune peu faire l'affaire si on préfère la couleur...)


IR

- sur lunette : les IR ne sont pas coupés, mais très dé-focalisés -> peu de risque rétiniens pour les Ir proches, par contre en photo l'image est floutée
- sur télescope : il ne sont pas coupé et ils sont focalisés -> attention, il faut absolument les couper, soit c'est déjà fait par le filtre principal, soit il faut ajouter un filtre Ir cut interférentiel. En général on utilise de l'astrosolar qui coupe les Ir proche.


3) précautions à prendre pour les différents setup


Astrosolar
voir les courbes de transmission du ND5 en linéaire et log

- l'astrosolar coupe bien les Ir lointains et les UV proches
- il y a une remontée dans les Ir proches, mais à 10-4 au lieu de 10-5
-> ce n'est pas dangereux, car 10-4 (encore moins sur lunette car défocalisé)
-> mais l'Ir proche étant 10x plus élevé que le vert (10-4 contre 10-5), ça va perturber en photo même avec le filtre Baader continuum.

Recommandation :
- sur Télescope : risque très limité, mais préférable d'utiliser un filtre de luminance interférentiel classique Uv/Ir cut, Baader ou Astronomik qui va couper les Ir proches, utile surtout à faible grossissement car on collecte beaucoup de lumière. (à moins d'utiliser un filtre rouge et de laisser passer rouge et Ir. en photo)
- sur lunette : aucun risque pour le visuel, mais la pour la photo, il vaut mieux utiliser un filtre de luminance Uv/Ir cut



Prisme de Herschell

prisme : fonctionne comme un miroir : réfléchit les Ir, (pas plus que le visible) mais ne transmet que 8% de lumière (équivalent à un filtre ND 1.2)
filtre ND3 : il coupe assez bien les Ir jusqu'à 2000nm au moins : il n'y a que 1% de transmission à 2000nm (ND2 à 2000nm, ND3 en visible)
filtre Baader continuum : ne filtre pas bien les Ir proches, remontée à partir de 800nm -> pour la photo il faut filtrer

-> au total on a une transmission de 10-4 en visible avant le continuum

en Ir proche du même ordre de grandeur de ce qu'on a en visuel, plutôt moins (30%) mais jamais plus

Recommandation :
- sur lunette uniquement : on a 10x voir 100x plus d'Ir qu'avec l'astrosolar malgré tout. Mais très défocalisé
- il vaut mieux utiliser un filtre de luminance pour couper les UV et Ir proches et aussi absorber une partie les Ir long avec un verre spécial KG3




Halpha


Coronaro + BF : pas besoin d'IR/UV cut. Le filtre étalon bloque les UV et le BF bloque les UR jusqu'à 2500 / 3000nm

Recommandation : pas besoin de filtre supplémentaire


Filtre en sortie derrière un Baader D-ERF (modif PST, Baader solar spectrum): Le filtre D-ERF bloque les UV et les IR jusqu'à 1300nm, il y a déjà un Ir cutt interférentiel

Recommandations: pas besoin de filtre supplémentaire; Le filtre ITF ocntenu dans le BF coupe les Ir lointains



4) Cas pratique de la lunette 102mm avec prisme de Herschell Lunt 31.75

Iradiation max possible du soleil 1200W/m² -> 50% visible, 45% Ir, 5% Uv

102mm -> 12.5W collectés

Pupille : quelle est la plus petite taille du soleil à la sortie de l'oculaire i.e. plus grosse densité d'énergie
Oculaire de 40mm (plossl 40 31.75) -> pupille de sortie 5mm dont taille du soleil 3mm

->la densité d'énergie max sans filtre avec l'oculaire de 40mm serait de = 1.4 MW/m² !!!


4.1) Cas des infrarouges lointains > 1400nm

Le spectre du soleil peut être borné à 0.25 w/m²/nm entre 1500 et 1800nm puis par 0.1W/m²/nm entre 2000 et 2500 puis 0.05 au delà. -> donc on a forcément moins de 250W/m² en Ir au delà de 1300nm ce qui fait 20% du max possible d'irradiation, c'est cohérent.

Donc 20% de 1.4MW = 280000 W/m² pour passer à 100W/m² il faut diviser par 2800 ce qui est équivalent à un ND 3.45


- Le prisme de Herschell transmet 5% de lumière équivalent à un filtre ND1.3

-> donc il reste à filtrer ND 2.14 en IR


- Le filtre ND3 fait ND3 jusqu'à 1300nm et ND2 à 2000nm mais moins au delà (et on n'a pas de courbe précise). L'Ir baisse aussi cependant, il est probable que ça soit OK, mais on est pas loin de la limite, c'est du même ordre de grandeur.


Conclusion : Pour les IR au delà de 1300nm, le montage avec prisme de Hershell et ND3 est très limite en IR au delà de 1300nm si on observait avec un oculaire de 40mm quotidiennement avec le soleil au zénith en été, pendant au moins 16min.
observer avec un oculaire de plus courte focale ne posera pas de problème

Recommandations:

- ne pas observer avec un plossl 40mm plus de 15min par jour en plein été avec Soleil au Zénith à moins d'ajouter un filtre KG3 qui coupe les Ir au delà de 1300nm

- se méfier des observation avec le filtre Baader continuum : même si l'image parait plus sombre, les Ir sont transmis au delà de 1500nm. Sans filtre KG3, ne pas utiliser d'oculaire à focale plus longue que 24mm



4.2) cas des infrarouges proches 700-1300nm

On a une remontée assez importante des Ir vers 800nm avec le filtre Continuum
Par contre le ND3 est plus efficace, on a ND3 à 800nm puis ça baisse à ND4
Le Herschell fait ND 1.5
l'un dans l'autre on a quand même au moins ND5et plutôt mieux jusqu'à 1300nm
Donc pas de risque pour la rétine, d'autant que c'est très dé-focalisé


4.33) cas des UV 200-400nm

Le Hershell est équivalent à ND 1.3
Le ND3 filtre au moins à ND4 jusqu'à 400nm
Le continuum filtre au moins ND1 jusqu'à 400nm
-> on a au moins ND 6.3 en UV proche, aucun risque

Donc pas de risque pour la rétine


Conclusion :
- au final pas besoin de filtre Ir/Uv cut interférentiel pour le visuel, les filtres en place coupent déjà suffisament pour ne pas abimer la rétine
- pas indispensable non plus pour les Ir lointains, même si c'est limite avec un oculaire de longue focale et dans des conditions d'ensoleillement ideal et avec un oculaire de 40mm et observations de plus de 16min répétées. Avec le zoom 8-24 pas de risque.

Recommandations :

- pour la photo : mettre un filtre Uv-Ir cut
- pour le visuel pas besoin, mas ne fait pas de mal
- ne pas utiliser d'oculaire de focale > 24mm pour les observations longues et quotidiennes, ou ajouter un filtre KG3 (Beloptik)

-> pour les observations publiques, on pourrait ajouter un KG3. à priori aucun risque dans nos condition actuelles d'utilisation et de connaissances, mais on n'est jamais trop prudents surtout si on en venait à rechercher une responsabilité quelconque envers le club.

A+

Olivier

Répondre