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ressort appuyant sur le support du barillet (voir fig. 26); la rainure et le cône d'appui sont alors pressés sur leur vis respectives et empêchent le barillet de tomber. En cas de vibrations ou de choc léger, les miroirs reviennent automatiquement à leur position primitive. La tige de traction du barillet est placée au centre de gravité du triangle des appuis (voir fig. 25), de façon à ce que les efforts sur les trois vis soient les mêmes.

Les miroirs sont fixés dans leur barillet par un système de ressorls qui les appuient sur des vis. L’argenture de leur face postérieure est protégée par une légère couche de vernis. Leur diamètre est de 160 mm. Leur épaisseur de 18 mm. Le verre employé est un crown borosilicate très transparent à l’ultra-violel proche; il a subi un recuit fin pour améliorer son homogénéité (1).

RessorE

NX Surface zecte fee

Fig. 26 Support de barillet et son barillet

La base des supports de barillet est rectifiée el repose sur une poutre d'acier en U (de 22 cm de large sur 1 m de longueur), dont la surface entière est rectifiée. Des trous placés dans laxe de la poutre de 10 cm en 10 em permettent la fixalion par vis et écrous de D—14 mm de ces supports de barillets à l'emplacement choisi. La monture est done excessivement rigide et les flexions et déformations qu'elle peut subir ne peuvent causer aucun déplacement de frange. Une large échancrure au centre de la poutre laisse passer le tunnel vertical; le réglage de l’interféromètre en hauteur s'effectue par quatre vis qui lui servent de pieds (voir fig. 27).

La construction de cet inlerféromètre ne présente aucune difficulté, et a pu être réalisée dans les ateliers non spécialisés des Services Techniques de l’Aéronautique.

(1) Ces miroirs ont été laillés par M. A. Couper, astronome à l'Observatoire de Paris, que nous tenons à

remercier ici. Les franges obtenues sont absolument rectilignes et parallèles, comme le lecteur pourra en juger. (Voir fig. 32).

-Ul —

Le réglage de l’ensemble du montage optique.

Le réglage de l’ensemble du montage optique s'effectue ainsi. On mesure d'abord la hauteur de l’aile étudiée au-dessus du plancher, on place la source lumineuse et les centres des deux miroirs exactement à cette hauteur, de façon à ce que l’ensemble du montage optique, qui occupe près de 10 m de longueur, soit dans un plan horizontal placé un peu au-dessus des tables qui servent de support aux appareils et aux pièces optiques. On centre ensuite le faisceau sur

Fig. 27. — La soufllerie et l’interféromètre différentiel

le tunnel et le miroir de sortie en agissant sur le miroir d'entrée, d’abord par un réglage grossier de l'orientation du support du barillet, que l’on fixe définilivement sur la poutre en serrant sa vis de fixation, puis par un réglage précis par les vis de réglage du barillet ou de légers déplacements de Ia source. L'obscurité complète est nécessaire pour cette opération, et la position du faisceau lumineux est décelée en le recevant sur un écran de papier blanc ou mieux de papier photographique, qualité blanc brillant, fixé sans avoir vu la lumière. De légers déplacements de l’interféromètre peuvent être nécessaires. Si la frange centrale est déjà obtenue, il faut se garder de loucher aux miroirs

et agir par rotation de tout l’interféromètre autour du tunnel (1) (les franges ne sont nullement déplacées par cette manœuvre) ou par déplacement latéral de la source.

La recherche de la frange centrale s'effectue en agissant uniquement sur le deuxième miroir et selon les indications données au paragraphe précédent : La construction de l’interféromètre différentiel. La recherche de la frange centrale (voir page 58). La ventilation de linterféromètre n’est généralement pas nécessaire pour ce réglage.

La localisation des franges s'effectue ainsi: on place, à 1 ou 2 m en avant du miroir d'entrée, une source étendue constituée par un papier translucide interposé devant une lampe; devant le premier miroir, on met un écran vertical opaque, on observe les franges, précédemment obtenues, dans l’image dédoublée de cet écran vertical; en même temps, on introduit dans le plan médian du tunnel un carton, dont le bord comporte une série d’échancrures régulièrement réparties, que l’on place dans la région où apparaissent les franges. On déplace alors l’œil de haut en bas dans toute l’étendue du champ visible; si les franges sont localisées dans le plan du carton, elles paraîtront fixes par rapport aux échancrures, si non, elles paraîtront monter ou descendre. On agit donc sur la vis de réglage du miroir de sortie qui sert à localiser les franges, jusqu'à l’obtention de cette apparence de fixité. Celle méthode de réglage est très précise et la localisation peut s'effectuer à 1 ou 2 em près.

Le réglage de l'orientation des franges lorsqu'elles sont localisées dans le plan médian du tunnel est fait une fois pour toutes. Il a été indiqué page 58.

On place ensuite l’objectif (diamètre 180 mm, distance focale 1,25m F/7) le plus près possible du miroir de sortie, qui est lui-même le plus près possible du tunnel, afin de réduire au minimum la diminution du champ utilisable due à la divergence du faisceau. On amène la face d'entrée de l'objectif dans le faisceau lumineux décelé par un papier blanc; on place un diaphragme provisoire sur l’image I, du cliché de mesure; si l'objectif a été dirigé dans l'axe du faisceau lumineux, sa face postérieure ne coupe pas le champ de franges vu derrière ce diaphragme (ou le coupe symétriquement'si le diamètre de l'objectif est trop petit); en général, un léger déplacement de la face arrière de cet objectif est nécessaire.

On vérifie que les génératrices de l’aile sont perpendiculaires aux glaces du tunnel, avec une équerre placée à l’extérieur et dont un côté appuie sur le verre; la génératrice examinée doit paraître dans le prolongement du deuxième côté de l’équerre. Les erreurs de non parallélisme des rayons et des génératrices de l’aile sont inévitables en principe, puisque l’on opère en lumière légèrement divergente, mais elles sont notablement diminuées si, dans la région à très forles variations de densité qui est au voisinage du bord d'attaque, les rayons sont parallèles aux génératrices de l’aile. Pour effectuer ce réglage, on commence par éclairer fortement l'aile sur l’extrados, l’intrados, et le bord d'attaque, en plaçant des lampes électriques le plus près possible (emploi d’une aile en

(1) Le tunnel possède un système de brides mobiles qui lui permettent de tourner autour de son axe.

acier poli et brillant est commode). Si l’on place alors une lunette de visée, mise au point sur l'aile, derrière le diaphragme de l’image I, du cliché de mesure, on ne doit donc pas apercevoir la surface cylindrique de l'aile, mais de très faibles rotations de l’aile obtenues par la rotation du tunnel autour de son axe, ou de légers déplacements latéraux du diaphragme de l’image I (mais il faut, une fois ce réglage terminé, corriger en conséquence la position de la source S) suffisent pour apercevoir lintrados, l’extrados, ou le bord d'attaque. Par des essais successifs, on arrive ainsi au réglage définitif. Cette méthode permet bien de réaliser la coïncidence d’une génératrice

du bord d'attaque avec un rayon issu de la source lumineuse $,

car le rayon qui suit une génératrice du bord d'attaque passe bien RD en 1,, et ce rayon, par le fait qu'il passe par l’image de la source, en provient.

On remarquera, toutefois, que la lumière des lampes qui ont éclairé l'aile s'est réfléchie sur la face argentée du deuxième miroir A (les images successives qui peuvent se former sont pratiquement s' « LÆ erle , : = J” ’aile invisibles), le réglage n’est donc valable que pour l'image de l'aile Fig. 28 de l’interférogramme formée par le faisceau interférent de l'image I,, Erreur de réfléchi sur l'argenture du deuxième miroir. Ce réglage n'est Frpat

pas rigoureux pour l’autre image de l’interférogramme : En effet, deux rayons de chacun des systèmes interférents, proviennent de deux images virtuelles de la source $, distantes du dédoublement A des rayons interférents;

A leur angle est gone égal à TT €n appelant { la distance du tunnel à la source.

Un raisonnement analogue montrerait que le réglage n’est pas valable pour les deux images d’aile obtenues en utilisant l’image I;, qui sont décalées angulaire-

ment de y Par rapport aux deux images d’aile du diaphragme HI.

Caleuions l’erreur de profilage qui en résulte; dans ce dernier cas, le plan d'incidence d’un rayon S'A coupe l’aile suivant la section rectangulaire ABCD (voir fig. 28); étant donnée la faible épaisseur du profil d’aile, le rayon qui passe en D est parallèle à S’A et l'épaisseur apparente du profil s’est augmentée

de la distance de B au rayon S'A, soit : . en appelant e la distance AB,

c'est-à-dire l’épaisseur du tunnel. Dans nos expériences, e— 4 cm, {— 400 cm, A=—1,3 cm, cette erreur est de 0,26 mm, ce que l’on peut négliger; le réglage est donc effectué en même temps pour les deux interférogrammes issus des images I, et I,. Si cette erreur n’est plus négligeable et que l’on veuille utiliser l’image I, pour former le cliché de mesure (ce qui peut être préférable, si les battements en lumière dichromatique obtenus avec l’image I: sont meilleurs que ceux obtenus avec l’image I,), il suffira, pour compenser celle erreur, de déplacer la source S de 24, c’est-à-dire d’une longueur telle que l’image I, vienne à la position qu’occupe l’image I, après le réglage déjà indiqué.

Une fois obtenu le réglage du diaphragme de l’image I, (ou I,), il reste à régler le diaphragme des images L et I,; le plus simple est de former ces images sur un papier blanc, de pointer leur emplacement et de percer dans une

même plaque métallique trois trous au niveau des pointages, la mise en place des trois diaphragmes se fait alors sans difficulté. Comme la distance et les dimensions de ces trois images sont variables suivant l'éloignement de la source, nous avons fail construire un appareil comportant trois porte-diaphragmes : un fixe pour l’image L, et les deux autres mobiles et commandés chacun par une vis sans fin; les diaphragmes sont interchangeables suivant les diamètres nécessaires et, s’il y a lieu, suivant la forme de l’image; ce réglage est alors plus rapide et plus précis.

On élimine la lumière parasite due aux réflexions successives sur les glaces du tunnel, en recherchant sur un écran les images de la source que donnent ces glaces au niveau des diaphragmes. En général, elles sont en dehors des diaphragmes; s’il n’en est pas ainsi, on les déplace en faisant légèrement varier la pression des vis qui appuient sur ces glaces.

Toutes les sources possibles de lumière parasite doivent être soigneusement éliminées surlout pour les durées de pose extra courtes (obtenues par une seule étincelle) : le montage optique est donc placé dans une pièce obscure, éclairée pendant les prises de vue par deux ou trois lampes rouges de faible intensité et complètement inacliniques pour les plaques orthochromatiques presque toujours employées; ces lampes permettent la lecture du manomèlre et les changements de plaques photographiques nécessaires pour l'obtention d'une suite de clichés à pression régulièrement croissante. La source lumineuse nécessitant l'emploi de tensions électriques dangereuses (surtout avec le peu d'éclairage dont on dispose) est placée dans une pièce séparée; la lumière passe au travers de la paroi commune aux deux pièces par un petit caisson parallélépipédique en bois, noirci intérieurement, et dont les deux extrémités sont en papier noir épais et portent chacune une découpure aux dimensions et à l'emplacement du faisceau lumineux; la découpure du côté de la source na que { ou 2 cm de diamètre, car la source en est rapprochée au maximum, soit quelques millimètres (1). Un voile noir épais entoure la source el l'extrémité du caisson qui déborde de la paroi, afin d'éviter l'introduction d'une lumière parasile qui serait abondante, parce que la pièce où.se trouve celle installation est éclairée à la lumière du jour. De celte façon, toute lumière parasile venant de la source vers l’interféromètre est éliminée, et la pièce obscure où se trouve l'appareil photographique ne reçoit qu'un faisceau très étroit et complèlement arrêté par un écran noir placé derrière le premier miroir, faisceau qui ne peut donc créer de lumière parasite par réflexion sur les objets ou les murs de la pièce.

En avant des diaphragmes, on place sur chacun des faisceaux des écrans destinés à obtenir des radiations : 1° monochromatiques pour le cliché de mesure et pour le cliché strioscopique; 2° dichromatiques avec intensité lumineuse convenablement atlténuée pour le cliché de contrôle (voir fig. 21).

(1) Ce caisson parallélépipédique est préférable au cône à la forme du faisceau lumineux souvent employé pour éliminer les lumières parasites : Les rayons parasiles y subissent des réflexions nombreuses et sous incidence presque normale, alors qu'avec le cône, ils subissent généralement une seule réflexion sous incidence rasante, donc avec une absorption relativement faible.

Les prismes sont fixés sur les diaphragmes à leur sortie : le faisceau du cliché de mesure n'est pas dévié pour éviter toute déformation de l’image; le prisme du faisceau du cliché de contrôle est achromatique et dévie la lumière d'un angle double de l’angle de déviation du prisme du faisceau du cliché de strioscopie, ceci afin que les trois faisceaux convergent sur une même zone où Pon place l'objectif de lappareil photographique. La déviation des prismes -est faible pour diminuer les défauts de stigmatisme.

La mise au point de l’appareil photographique sur le tunnel se fait à pleine ouverture et en abaissant le support réglable de cet appareil, afin que les diaphragmes ne masquent pas la vue. La plaque doit être parallèle au plan de l'écoulement vu au niveau des diaphragmes dans le miroir de sortie, afin d'éviter un effet de perspective qui déformerait les clichés.

Chacun des trois clichés n’occupe sur la plaque qu'une aire très faible (2 à 4 cm?). Il est donc naturel de chercher à utiliser le reste de la plaque pholographique, et cela d'autant plus qu’il est nécessaire de prendre des clichés successifs à des pressions voisines et régulièrement croissantes pour permettre l'identification des battements de franges. Après chaque photographie, l’opérateur abaisse donc le châssis qui porte la plaque sensible d’une longueur un peu supérieure à la hauteur des trois clichés, et l’on obtient ainsi quatre à cinq groupes de trois clichés sur une plaque de 6 1/2X9. Pour plus de commodité, la commande de la source lumineuse est effectuée par le même opérateur, au moyen d'un interrupteur placé au voisinage de l’appareil photographique, et la manœuvre de la vanne est confiée à un aide.

L'objectif à grande ouverture. Son remplacement par un miroir.

Si cel objectif (ou le miroir qui le remplace) est placé après la sortie de l’interféromètre, il doit posséder les qualités exigées pour un objectif photographique, puisqu'il contribue à donner un cliché du tunnel et de laile. Au contraire, si cet objectif (ou ce miroir) est placé en avant de l’interféromèire et si la séparation des images I,, L, 1;, au niveau des diaphragmes est suffisante, il peut être de qualité quelconque, s’il ne s’agit que d’obtenir des clichés de franges; par contre, il doit être corrigé des aberrations sphériques et chromaliques, quelle que soit sa position, si l’on veut obtenir un cliché de strioscopie (surtout avec la méthode allemande de H. ScrarpiN), dont l’éclairement soit parfaitement uniforme en l’absence d'écoulement. La présence de stries due à des défauts d'homogénéilé du verre doit être évitée pour la strioscopie; elle n’a guère d'importance pour l’interférométrie.

L'objectif de 18 cm d'ouverture ulilisé dans nos expériences est nettement la pièce optique du montage la plus coûteuse; pour l'étude de champs plus étendus, il deviendrait même difficile de se procurer des objectifs de dimensions suffisantes. Or, le faible prix de l’interféromètre différentiel et la qualité des franges obtenues, même avec une taille relativement peu soignée, même avec l'emploi pour les fenêtres du tunnel de glaces du commerce, permettent d'envisager des dimensions de 30 à 50 cm pour les lames de l'interféromètre. I] deviendrait alors nécessaire d'utiliser un miroir.

Le montage de la figure 29 avec miroir en avant du tunnel convient particulièrement à l'interférométrie (le montage est plus lumineux et àil n'y a pas de déformation de l’image photographique du tunnel, ce qui permet l'emploi de miroirs de qualité médiocre). Pour la strioscopie, le miroir doit être exempt de stries et dénué d’aberration sphérique. Les défauts d’homogénéité du verre sont une cause de stries que l’on évile facilement en plaçant l’argenture à l'extérieur, de façon à ce que la lumière ne pénètre pas dans le verre. L’aberration chromatique n'existe pas. Le montage précédent reste donc valable pour la strioscopie dans la mesure où les aberrations de sphéricité ne produisent pas sur le cliché de variations d'éclairement gênantes; cette condition est assez facilement réalisée avec la strioscopie inversée, qui ne peut donner de renseignements que par la présence

Tornel Fig. 29. — Remplace-

ment de l'objectif à grande ouverture par

un miroir ue

d'ondes de choc rendues visibles par une discontinuité de l’éclairement; mais celte condition est plus difficile à réaliser avec la méthode allemande et des corrections seraient probablement nécessaires : il suffirait de prendre comme valeur de l’éclairement en un point, la différence des éclairements obtenus avant et pendant l’écoulement. Ces aberrations de sphéricité seront d'autant plus petites que l’ouverture du miroir sera plus petite et la source plus près du centre de courbure du miroir.

Le diamètre du miroir L doit être un peu supérieur à celui de lobjectif qu'il remplace, car il ne peut être placé près du miroir M, de l’interféromètre. L’argenture de ce miroir peut être protégée par une mince couche de vernis, ce qui est impossible avec la méthode allemande et l’on peut obtenir, dans l’ultra-

violet surtout, des pertes lumineuses inférieures à celles que l’on oblient avec un objectif.

On pourrait aussi remplacer le miroir L par un télescope Cassegrain.

L'emploi de la glace du commerce pour les fenêtres du tunnel.

Un dispositif interférentiel voit son intérêt accru si les fenêtres du tunnel peuvent être constituées par de la glace ordinaire du commerce, au lieu de lames à faces parallèles optiquement taillées. L’essai d’une plaque de verre à

vitre, introduite entre les deux miroirs de l’interféromètre différentiel, fait généralement disparaître les franges en lumière blanche lorsque son épaisseur alleint 4 mm. L’essai d’une lame de 1 mm montre tout le champ couvert d’un réseau de franges d'autant plus serré que le dédoublement A est plus grand. Ce faible déplacement des franges lient précisément à ce que le dédoublement des. rayons est faible (A—13 mm dans nos expériences), on ne fait donc que comparer deux chemins optiques qui sont très voisins et qui, par conséquent, sont peu différents; la largeur du champ étudié étant de 10 cm, la distance entre deux rayons interférents d’un dispositif à faisceau séparé est d’au moins 10 em, et pour des distances aussi grandes, les différences d'épaisseur du verre sont sensiblement plus fortes. D'ailleurs, un parallélisme rigoureux des faces de verre n’est nullement obligatoire, la seule condition à remplir est d'obtenir des franges grossièrement parallèles, d’un aspect continu, net, el sans granulation, afin de permettre des pointages précis. La glace de Saint-Gobain satisfait assez bien à ces conditions; en sélectionnant les meilleures glaces, on obtient des échantillons de 10 mm d'épaisseur, très acceptables (1), comme le montre les clichés que l’on trouvera à la fin de cet ouvrage; tout au plus y aurait-il avantage, pour éliminer des imperfections locales, à leur faire subir un polissage rapide sans chercher une grande perfection dans ce travail.

Ainsi, la faible distance des faisceaux interférents donne la possibilité d'employer pour les fenêtres du tunnel de la glace du commerce : c'est une économie appréciable sur les interféromètres à faisceaux séparés qui nécessitent quatre lames optiquement taillées (deux glaces de fenêtres et deux glaces de compensalion) eæ supplément des miroirs et des séparateurs. De plus, et pour la même raison — faible distance des faisceaux interférents — la taille des miroirs peut être moins soignée, et l’on peut leur donner —. à qualité égale des franges — des dimensions plus grandes qu'aux interféromètres à faisceaux séparés.

{1) Les meilleurs échantillons se trouvent au centre de glaces de grandes dimensions.