Brevet FR2838832A1 — publié le 20031024

s Domaine de ['invention La presente invention concerne un procede de traitement de surface d'un miroir sandwich selon lequel une couche de recouvrement de miroir, appliquee sur un noyau a structure a nervures, est soumise a une s operation de ponage et de polissage au cours de laquelle on exerce une pression de travail sur la surface du miroir. Etat de la technique On utilise des miroirs optiques par exemple pour les tele- scopes astronomiques, pour transmettre des faisceaux lasers ou pour 0 concentrer la lumiere solaire. Les conditions de base pour de telles appli- cations vent celles d'une extreme tenue de la forme dans toutes les condi- tions d'environnement et d'un faible poids. Une construction sandwich de tels miroirs permet d'arriver a une rigidite maximale pour un poids mini- mum. Selon cette construction on combine des couches de recouvrement s par un noyau epais mais leger. L'allegement du noyau se realise par un degagement par fraisage du volume excedentaire du noyau a ['exception d'une structure en nervure a parois minces que l'on laisse subsister. Les couches de recouvrement formant miroir ne vent soutenues que par un appui lineaire par les nervures. Le noyau forme une structure essentielle o ment fermee ctest-a-dire que le noyau est ferme vis-a-vis de l'exterieur en ne laissant subsister que de petites ouvertures. Une procedure appliquee a un miroir sandwich lors de l'usinage de finition de la surface du miroir par meulage et polissage est connue selon les documents US 5,076,700, DE-AS 1472 126, DE s AS 1 943 337. Selon ce procede on applique une pression d'usinage contre la surface du miroir qui se traduit dans le cas d'un miroir sandwich en un affaissement elastique de la couche de recouvrement entre les nervures du noyau, du fait de la deformation par flexion (voir figure 1). A la fin de l'usinage et apres enlevement de la pression de pongage ou de polissage, la deformation elastique revient et il subsiste un defaut de forme qui cor- respond a la forme du modele de la structure en nervure du noyau (comme la surface d'une couverture matelassee). Les moyens connus pour eviter des defauts de formes inac- ceptables vent les suivants: 3s 1. On reduit suffisamment l'intervalle entre les nervures et on choisit une epaisseur de couche de recouvrement suffisamment grande pour maintenir le defaut de forme residue! dans une petite plage acceptable. Ces deux moyens limitent les allegements possibles et definissent ainsi la limite inferieure du poids necessaire du miroir. 2. Avant le poncage/polissage on remplit les cavites du noyau avec une matiere de charge, que l'on peut de nouveau eliminer (par exemple des billes de plomb) de fagon qu'en retournant le miroir, la couche de re couvrement soit poussee vers l' exterieur et stoppo se a la pression de pon,cage/polissage. Lors du poncaage/polissage la masse totale du mi roir est augmentee de maniere importante. Le miroir ne peut etre usine qu'en position retournee (ltoutil en teas et le miroir en haut). Avant cha o que mesure effectuee sur la surface du miroir il faut evacuer ltensemble du materiau constituent la charge et cette charge de nouveau etre re mise en place pour l'etape d'usinage suivante. 3. Avant le pongage/polissage on remplit les cavites du noyau avec une masse coulee que lton peut de nouveau eliminer (par exemple de la cire) s et qui doit en outre soutenir la couche de recouvrement. Mais la falble rigidite de la masse coulee n'aboutit ainsi qu'a une rigidite insuffisante. Les dilatations de la masse coulee lors du figeage ou sous l'effet de va riations de temperatures aboutissent facilement a une precontrainte inacceptable et ainsi a un defaut de forme du miroir. On rencontre des o problemes supplementaires du fait du poids supplementaire conside rable a l'usinage et les moyens a mettre en ceuvre pour eliminer la masse coulee. But de ['invention La presente invention a pour but de developper un procede s d'usinage de surface d'un miroir sandwich stopposant a la formation de traces de la structure interieure des nervures a la surface du miroir, en evitant les inconvenients indiques des procedes de traitement connus. Ce probleme est resolu par un procede du type defini ci dessus, caracterise en ce qu'avant ['operation de pongage et de polissage, on remplit l'interieur du noyau d'un fluide ayant une surpression deter minee qui correspond sensiblement a la pression de travail pendant le poncage et le polissage. En d'autres termes, avant le pongage/polissage on cree une pression definie a ['aide d'un fluide approprie (de preference un fluide gazeux comme par exemple de ['air) a l'interieur du noyau. Cette pression doit correspondre sensiblement a la pression de travail pendant le ponOcage/polissage. Pendant le travail, la pression interieure et la pres sion de travail stopposent, ce qui permet d'eviter la deformation elastique en flexion de la couche de recouvrement et apres le travail on n'aura pas la trace de la structure interne et de ses nervures. Comme la deformation entranee par la pression de travail est compensee de maniere active, on peut augmenter l'intervalle entre les s nervures, eliminer l'epaisseur de la couche de recouvrement ce qui auto - rise un allegement important du miroir. Grace au gaz introduit, on n'augmente que de maniere ne- gligeable le poids du miroir pour son usinage. Le miroir peut etre usine dans une position quelconque, a o la fois en position renversee ou en position habituelle (le miroir en teas et ltoutil en haut). L'introduction et ltevacuation du gaz de remplissage peu- vent se faire rapidement et avec des moyens reduits. Enfin, la commande de la pression interieure peut se regler s d'une maniere tres precise. La presente invention sera decrite ci-apres de maniere plus detaillee a ['aide des dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 montre un procede de traitement de surface d'un miroir sandwich selon ltetat de la technique tel que developpe dans le pream o bule de la description, - la figure 2 montre un procede de traitement de surface d'un miroir sandwich selon ['invention. La figure 1 montre un procede connu de traitement de sur face d'un miroir sandwich. La figure montre une coupe schematique per s pendiculaire a la surface du miroir. Le miroir sandwich se compose d'un noyau K ferme vers l'exterieur et d'une couche de recouvrement reflechis sante D appliquee sur ce noyau. On remarque les differentes nervures du noyau entre lesquels se trouvent les cavites reliees entre elles. La couche de recouvrement ou couche de miroir D et le noyau K peuvent etre realises dans la meme matiere (par exemple C/SIC) et dans la plupart des cas la surface de la couche de recouvrement formant un miroir est munie d'une mince metallisation. La partie a) de la figure montre la situation avant ['operation de ponOcage/polissage (la surface est rugueuse). 3s La partie b) de la figure est une vue instantanee au debut de ['operation de ponOcage/polissage (la surface superieure est rugueuse). La pression de ponOcage/polissage deforme elastiquement la couche de re couvrement du miroir produisant un flechissement dans les zones entre les nervures du noyau. La partie c) de la figure montre la situation a la fin du pon- cage/polissage. La surface superieure du miroir est usinee; la deforma s tion elastique entre les nervures de noyau par la pression de poncage/polissage subsiste comme avant. La partie b/ de la figure montre la situation apres enleve- ment de la pression de poncage/polissage. La deformation elastique par la pression de poncage/polissage evoquee ci-dessus disparat et la surface o superieure du miroir, usine donne un defaut de forme qui correspond a la structure des nervures du noyau. La figure 2 montre le procede selon ['invention de traitement de surface d'un miroir sandwich. La partie a) de la figure montre le miroir avant ltoperation s de poncage/polissage (surface superieure) La partie b) de la figure est une vue instantanee apres ap- plication de la pression interne (surface superieure brute). La couche de recouvrement du miroir est deformee elastique ment dans les zones entre les nervures par la pression interieure (deformation bombee vers ltexterieur). La partie c) de la figure montre la situation au debut du pongage/polissage (surface brute). La deformation par la pression de pon- cage/polissage equilibre la deformation par la pression interieure. La partie b) est une vue instantanee a la fin de ltoperation s de pongage/polissage. La surface superieure est maintenant travaillee. La deformation par la pression de poncage/polissage compense la deforma- tion occasionnee par la pression interne. La partie e) de la figure montre la situation apres enleve- ment de la pression de poncage/polissage (surface superieure usinee). La couche de recouvrement du miroir est bombee vers l'exterieur dans l'intervalle des nervures sous l'effet de la seule pression interieure. La partie fl de la figure montre le miroir apres suppression de la pression interieure. La surface du miroir est usinee. I1 ne subsiste pas de defaut de forme (il n'y a pas de trace de la structure des nervures a 3s travers la surface). s REVENDICATION Procede de traitement de surface d'un miroir sandwich selon lequel une couche de recouvrement de miroir, appliquee sur un noyau a structure a nervures, est soumise a une operation de poncage et de polissage au cours de laquelle on exerce une pression de travail sur la surface du miroir caracterise en ce qu' avant ltoperation de pongage et de polissage, on remplit l'interieur du noyau d'un fluide ayant une surpression determinee qui correspond sen siblement a la pression de travail pendant le poncage et le polissage.