Mise en place d’un segment sur la machine de mesure tridimensionnelle par deux techniciens,
à Saint-Benoît (Vienne), le 9 décembre 2019. CYRIL ABAD/CAPA
Pour ce faire, des lignes de production robotisées, et pour certaines automatisées, ont été inaugurées en 2020. Chaque segment de miroir possède une puce RFID qui attribue et mesure les données de chaque pièce, puis les transmet aux machines. Au lancement de la production, il fallait deux ans pour polir un segment ; en 2024, le délai a été réduit à deux mois, ce qui leur a permis de produire et de tester un miroir par jour.
Mené par l’Observatoire européen austral, pour 1,3 milliard d’euros, le plus grand œil braqué sur le ciel impressionnera par sa taille. Son dôme de 80 mètres de haut pourrait recouvrir la façade de la cathédrale Notre-Dame de Paris, tandis que son miroir primaire de 39 mètres de diamètre captera vingt fois plus de lumière que son prédécesseur, le Very Large Telescope, lui aussi dans le désert d’Atacama. Avec un diamètre aussi grand, les scientifiques seront capables de mieux différencier deux objets qui nous paraissent, vus de la Terre, proches l’un de l’autre, comme une exoplanète de son étoile.
Au total, cinq miroirs permettront de guider la lumière venue du ciel étoilé jusqu’aux instruments qui enregistreront et analyseront le faisceau. Le M1, ou miroir primaire, est poli par Safran à Saint-Benoît, mais l’entreprise française participe aussi à la réalisation des quatre autres verres réfléchissants sur son site de Saint-Pierre-du-Perray, dans l’Essonne.
Une précision de cinq nanomètres
Là où le M1 sera le plus grand miroir concave, le M2, lui, battra le record du monde du plus grand miroir convexe conçu en un seul bloc. En se déformant au rythme de mille fois par seconde, le quatrième miroir effacera pour sa part les perturbations atmosphériques du faisceau de lumière. Enfin, le cinquième, qualifié de miroir stabilisateur, corrigera les vibrations générées par le mécanisme de la structure et des quelque 6 000 tonnes du dôme.
Le 6 octobre, le site de Saint-Benoît a lancé le polissage du dernier segment qui composera le miroir primaire. Au total, 798 segments hexagonaux formeront ensemble une surface réfléchissante d’une superficie équivalente à celle de quatre terrains de tennis. Pour les opérations de maintenance, 133 segments supplémentaires ont été fabriqués pour cette mosaïque géante.
« La réalisation de ce miroir primaire pour l’astronomie est une grande fierté pour nos équipes, explique Aurélie Girou, présidente de Safran Reosc. Elle couronne dix années d’innovations et d’engagement qui ont permis de transformer un savoir-faire historique en une filière industrielle capable de produire en série des optiques parmi les plus exigeantes du monde. »
L’observatoire tolère des irrégularités de moins de 15 nanomètres à la surface de ses miroirs, soit approximativement une centaine d’atomes empilés. A Saint-Benoît, on atteint une précision de cinq nanomètres. Une hauteur minuscule lorsqu’on la compare aux dimensions du segment : 50 millimètres d’épaisseur, 1,5 mètre de diamètre. A leur arrivée à l’usine, les miroirs ont des défauts de surface de la taille d’un cheveu. Ils sont en Zerodur, une vitrocéramique pensée pour les télescopes. Ce matériau, qui ne se déforme pas sous l’effet de la chaleur, grâce à son coefficient de dilatation quasi nul, est fourni par la manufacture allemande Schott, leader du marché.
Le segment de miroir va ensuite enchaîner plusieurs étapes. « C’est comme vider une piscine à la petite cuillère », résume Frédéric Boillet, responsable de l’unité industrielle du miroir primaire. Si les deux premiers ateliers se chargent de dégrossir le travail en enlevant une grande majorité de matière, la suite alterne entre mesures et corrections de défauts de plus en plus fins.
Après plusieurs centaines d’heures, arrive la finition. Un laser fixé sept mètres plus haut compare le faisceau émis avec celui reflété par le miroir et en déduit, par interférométrie, les derniers défauts. C’est la spécialité de ce projet qui réussit à cartographier les différents creux et les bosses présents en surface avec une précision de cinq nanomètres. Le dernier polissage est effectué par faisceaux d’ions d’argon.
Une partie des machines du site de Saint-Benoît sera envoyée dans le désert d’Atacama pour y assurer une maintenance sur place. Tandis que les derniers miroirs quitteront le site de Saint-Pierre-du-Perray d’ici à la fin de 2027. Mais il faudra attendre 2029 pour qu’un premier faisceau de lumière traverse les miroirs de l’ELT. Après un an de réglage, les scientifiques pourront commencer à exploiter ce nouvel outil au format XXL.
Théo Assous (Saint-Benoît (Vienne))
(c) Le Monde
