article de Laurent Laveder
6 OCTOBRE 2002
La buée est l'une des pires ennemies de l'astronome amateur. Elle se dépose impitoyablement sur les surfaces optiques, transformant les délicates lames des télescopes Schmidt-Cassegrain et les lentilles des lunettes en verre à bulles. Voyons sous quelles conditions se forme la buée afin de lutter plus efficacement contre ce fléau aux origines surprenantes.
Condensation
L'apparition de la buée dépend de la température de l'air, de son hygrométrie (c'est-à-dire la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air) et de la température de la surface sur laquelle la buée risque de se déposer. Il faut savoir que l’air chaud peut contenir une plus grande quantité de vapeur d’eau que l’air froid. Ainsi, de l’air chaud humide qui se refroidit risque de faire apparaître des gouttelettes d’eau, car il devient incapable de contenir toute son eau à l’état de vapeur.
Réchauffer l’espace
La buée se dépose pour une raison surprenante : l'instrument est plus froid que l'air ambiant ! Cela provient du deuxième principe de la thermodynamique qui énonce simplement qu'un corps chaud réchauffe un corps froid.
Or, un instrument placé sous la voûte céleste va tenter de réchauffer le vide relatif de l'Univers (l'espace interplanétaire) qui n'est qu'à -270° C (soir 3 K) ! L'air ambiant réchauffera l’instrument, mais moins rapidement qu'il ne se refroidira. Il se stabilise à une température d'équilibre qui peut être 5 à 10° C plus froide que l'air ambiant !
En fonction de la nature de la surface, la température baisse plus ou moins lentement. Le métal, qui est un bon conducteur thermique, se refroidira rapidement au contraire du bois qui est un bon isolant thermique. De ce fait, la buée se dépose d'abord sur les surfaces métalliques, puis en verre et finalement en bois. Donc, dès que vous voyez les surfaces métalliques se couvrir de rosée, soyez vigilant car les surfaces optiques ne tarderons pas à subir pareil sort.
Le diagramme de Mollier
Pour savoir à l'avance si votre instrument se couvrira de buée, il faut faire appel aux courbes permettant de calculer le "point de rosée". Ces courbes forment le diagramme de Mollier. Prenez la courbe correspondant à la température ambiante. Mesurez la température de l'instrument et l'hygrométrie de l'air et vous saurez si vous êtes dans une zone de formation de rosée, donc si vous devez prendre des précautions.
Comment utiliser le diagramme de Mollier ?
Sur l’axe horizontal, prenez la valeur de la température ambiante et montez à la verticale jusqu’à la courbe correspondant au taux d’hygrométrie de l’air (un hygromètre vous donnera cette valeur). De là, partez à l’horizontale vers la gauche jusqu’à la courbe de saturation (100 %). Puis descendez jusqu’à l’axe horizontal et notez la valeur. Si la température de l’optique ou de l’instrument est supérieure à cette valeur, vous ne craignez rien, par contre, si sa température est inférieure, la rosée se déposera immanquablement !
Par exemple (voir diagramme ci-contre), si la température ambiante est de 21° C (point A), et que l’hygrométrie est de 50 % (point B), allez jusqu’à la courbe de 100 % (point C) et redescendez jusqu’en D. La température de point de rosée est alors de 10,5° C. Par contre, si l’hygrométrie est de 80 % (point B’), la courbe de 100 % (point C’) nous donne un point de rosée de 17,2 ° C (point D’). Ainsi, la buée se formera bien plus rapidement pour une hygrométrie de 80 % que pour une hygrométrie de 50 % (17,2 contre 10,5° C).
Pour ceux qui restent réticents à l’utilisation de ce diagramme, vous pouvez télécharger une calculatrice (552 ko) vous permettant de déterminer le point de rosée.
Conseils
Mesurer la température de l'instrument n'est pas chose facile. Il faut coller une sonde thermique non loin de la surface critique, ce qui n’est guère aisé. Il vaut mieux prendre des précautions dès que vous constatez que de la rosée s'est déposée sur les surfaces métalliques (les premières à se couvrir de gouttelettes d’eau).
Vous trouverez dans la suite de cet article, « Trucs et astuces contre la buée » (lien ci-dessous), le détail de ces précautions.