Le radiotélescope de la Villette : historique et projet de réhabilitation de l’instrument par l’association « Dimension Parabole »

Le radiotélescope de la Villette : historique et projet de réhabilitation de l’instrument par l’association « Dimension Parabole »

La première image calculée à partir des signaux reçus de la Galaxie sur 24 h le 31 juillet 2019 à la Villette

Historique : L’établissement Public du Parc de la Villette (Mission du Musée) confie en 1981 au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) représenté par M. Michel PETIT, directeur de l’Institut Nationale d’Astronomie et de Géophysique une étude de faisabilité technique confiée au DERAD (Département de Radioastronomie de l’Observatoire de Meudon) concernant l’implantation d’un radiotélescope dans le Parc du Musée. « Ses caractéristiques seront les suivantes : antenne de 10 mètres de diamètre, orientable, destinée à observer de jour ou de nuit par tous les temps, le soleil, ainsi qu’une dizaine de radiosources. Les observations seront visualisées dans le Parc et répétées à l’intérieur du Musée. Cette étude sera suivie au sein de la Mission du Musée par Monsieur Michel CHARLES, chargé de thème au sein de la division Conception des Expositions de la Mission du Musée. Le responsable scientifique au DERAD sera Monsieur Jean GUIBERT, directeur du Département de Radioastronomie, assisté de Monsieur François BIRAUD, Maître de Recherches au CNRS.« 

Après appel d’offre, la société STILM (Bourges) se voit confier la fabrication du radiotélescope selon les données techniques suivantes.

Les caractéristiques de l’antenne : diamètre 10 m ; distance focale 4,33 m ; angle d’ouverture 120° ; tolérance de surface +/- 5mm ;

Monture : débattement angle horaire -4h à +4h ; déclinaison -30° à +55° ; mouvements : angle horaire : grande vitesse 30° / min ; petite vitesse 6° / min ; poursuite 0,25° / min ; déclinaison 6° / min.

Mesure de la position : affichage de 0 à 360° ; précision 0,1° dans chaque direction ;

Lobe (à 21 cm soit 1420 MHz) : 1,2° à mi puissance très sensiblement circulaire.

Les premiers photons du Soleil sur 21 cm sont reçus à Nançay le 4 janvier 1984 par François Biraud. Le 1er Février 1984, le radiotélescope détecte les radiosources Cygnus A, Cassiopée A et Taurus A.

L’Établissement Public du Parc de la Villette accepte la recette du radiotélescope le 27 juin 1984 à Nançay.

Christian Paillart, Secrétaire de la Commission Radioastronomie de la Société Astronomique de France, nous a dirigé vers le site d’archives cinématographiques qui dispose d’un document de grande valeur pour notre projet. Il s’agit d’un film qui montre le démontage en 1985-1986 du radiotélescope à Nancay et le remontage à la Villette. Ci-dessous quelques photos extraites du film.

Le film montre François Biraud, radioastronome à l’Observatoire de Paris-Meudon-Nançay, directeur de recherche au CNRS, qui supervise l’installation du radiotélescope. Un document de l’INA d’octobre 1975 nous présente François Biraud qui explique les problèmes posés par la question des OVNI.

Dernières vérifications ?

La Cité des sciences et de l’industrie ouvre ses portes le 13 mars 1986 à l’occasion de la rencontre entre la sonde astronomique Giotto et la comète de Halley.

Le fils de François Biraud, Hervé F5HRY, nous a communiqué les archives de son père dont sont extraits les document sur papier millimétrés de cet article.

Signal du soleil le 20 mars 1986 à la Villette
Le chantier de travaux dans le Parc de la Villette (1989-1990 ?) (Photo communiquée par F1EHN)

Les travaux de 1989 dans le parc ont occasionnés la rupture de la fibre optique qui reliait l’instrument à la CSI et détruit les repères géodésiques posés par l’IGN !

En 1990 la Cité des Sciences et de l’Industrie (CSI) demande à François Biraud (OBSPM) un rapport en vue de remettre en fonction le démonstrateur dans la CSI. Le rapport est classé sans suite.

En l’an 2000 Christian Paillart, Secrétaire de la Commission Radioastronomie de la Société Astronomique de France avait approché la Cité des Sciences et de l’Industrie dans le but d’exploiter le radiotélescope. Le projet n’a pas de suites… Cependant les archives du radiotélescope avaient été localisées et de précieux renseignement recueillis à cette époque, nous ont été transmis par Christian Paillart qui nous ont permis d’avancer sur la partie réception et la motorisation comme expliqué plus loin.

Depuis de nombreuses années les radioamateurs de Paris étaient intrigués par cette grande antenne située dans le parc de la Villette à l’arrière de la cité des Sciences et de l’Industrie (CSI). Renseignements pris, l’Association des Radioamateurs de Paris (ARP) a contacté en 2006 la CSI et offert de procéder à la réhabilitation du radiotélescope de la Villette. Nous ne disposions cependant d’aucun document qui en décrive le mécanisme ni le câblage ni les commandes. De plus l’instrument n’était raccordé à aucune source d’alimentation électrique.

Lors des discussions entre l’ARP et la Cité des Sciences et de l’Industrie (CSI) en vue d’obtenir l’usage du radiotélescope pour effectuer des expérimentations la question s’est posée de l’établissement qui était concerné. Finalement, du fait de son emplacement dans le parc, il a été décidé que l’EPPGHV (Etablissement Public du Parc et de la Grande Halle de la Villette) signerait la convention avec l’ARP pour l’usage du radiotélescope. Voici un extrait de la convention d’AOT signée en février 2008 pour une durée de 5 ans entre la directrice de l’EPPGHV Mme BERTHOUT et le président de l’ARP Laurent BEUGNET F6GOX dans laquelle il est indiqué au paragraphe 5.1 que : »Le bénéficiaire prend en charge la fourniture, la livraison et l’installation auprès du radiotélescope des matériels nécessaires à son fonctionnement ainsi que les deux bungalows destinés à abriter ledit matériel. Les matériels et bungalows restent la propriété du bénéficiaire qui les reprendra à l’échéance de la présente convention. » En contrepartie de l’installation des bungalow par l’ARP, de l’occupation gratuite du domaine public et de l’usage du radiotélescope, l’ARP s’engageait à organiser une fois par an des événements publics.

En 2009, la Cité des sciences et le Palais de la découverte sont regroupés dans un établissement commun, nommé Universcience, au statut d’EPIC. La première présidente de 2010 à 2015 est Claudie Haigneré ; le président depuis 2015 est Bruno Maquart.

Quelques membres de l’ARP devant le radiotélescope en hiver 2012

Avec l’alimentation électrique provisoire du radiotélescope au moyen d’un câble branché par l’EPPGHV sur le réseau de la Folie N4, les essais de rotation de l’antenne ont pu avoir lieu entre 2011 et 2013. Une carte interface de commande à distance sur le modèle de F1EHN a été montée par Laurent F6FVY. Auparavant Laurent avait relevé les câblages des circuits électriques et dressé les schémas des commande et des lecteurs de position. En effet, nous ne disposions d’aucun plan au départ. Des erreurs ont d’ailleurs été trouvées dans le câblage et on pu être réparées par Laurent. Malheureusement le moteur de déclinaison de l’antenne est tombé en panne en raison de l’accumulation de la rouille dans le réducteur à la suite d’un manque d’étanchéité par vieillissement des joints. L’ARP n’a malheureusement pas su trouver les ressources nécessaires pour effectuer la réparation du moto-réducteur en 2013. Pour couronner le tout, l’ARP a été victime du vol de son matériel informatique qui devait servir à piloter le radiotélescope.

Tableau des relais électromécaniques temporisés sur la passerelle du radiotélescope

Quelques prestations publiques ont pu être présentées cependant par l’ARP.

Le 19 décembre 2013 avait eu lieu une une entrevue entre l’ARP (Laurent F6FVY, Marc F6DTB) et la directrice de l’EPPGHV Mme Berthout. Pascal Denègre et Simon Ripoll-Hurier étaient présents. Lors de cette entrevue la directrice a informé l’ARP qu’elle avait décidé de suspendre provisoirement la convention qui se terminait et indiqué à l’ARP qu’elle reconsidérerai définitivement sa position d’ici quelques mois, au vu d’un projet sérieux et suivi des animations prévues, à définir entre autres avec ses collaborateurs. La directrice a indiqué que le voisinage de la parabole étant en cours de réhabilitation (notamment le jardin du « Dragon »), elle avait décidé que nos bungalows n’avaient plus leur place dans ce paysage et donc qu’ils devraient être évacués, tout en proposant de nous « reloger » dans la Folie N4 désormais libérée, si la convention était reconduite. Les choses en sont restées là.

En 2015 M. Didier Fusiller prend les fonctions de Président de l’EPPGHV.

La Folie N4 est aménagée en vue du championnat d’Europe de football, en 2016.

Marc Lointier F6DTB et Eloa Guillotin ont été reçus par Hubert Reeves le 7/03/2017

Eloa Guillotin et H. Reeves

En 2017, conformément au souhait de tous les membres et à un vote du CA de l’Association des Radioamateurs de Paris (ARP75), le nouveau président Marc F6DTB et le trésorier Bernard F6BVP se sont chargés de la dissolution de l’ARP, l’association devant transmettre son matériel, ses biens immobiliers (Bungalows) et sa trésorerie dédiée au projet radiotélescope à une nouvelle association poursuivant le même but conformément à la loi. C’est ce qui a été fait dès la création de l’association Dimension Parabole qui a repris le projet de l’ARP.

L’association Dimension Parabole a été déclarée à la Préfecture de Police le 20/09/2017. Le bureau des membres fondateurs était composé de Marc F6DTB (Président), Eloa Guillotin (vice Présidente), Bernard F6BVP (Trésorier) et Guillaume Levasseur.

La prise de contact en 2018 avec l’association de « hackers » d’Electrolab co-fondé par Yannick, un radioamateur, a été décisive dans la mise en chantier de la réparation mécanique de la motorisation du radiotélescope.

Parallèlement l’équipe s’est enrichie de plusieurs radioamateurs très compétents en électronique, réseaux etc…(cf Grâce à ces renforts le travail de rénovation du système de télécommande du radiotélescope et la chaîne de réception ont pu être accomplis).

Mais malgré le remplacement d’une partie des câbles coaxiaux, la mise en place de préamplificateurs, de filtres dédiés, l’écoute de la fréquence de l’hydrogène autour de 1420 MHz avec un récepteur SDR, aucun signal n’avait été capté pendant les premiers mois de 2018.

C’est alors que nous avons reçu un courriel de Christian Paillart, Secrétaire de la section radioastronomie de la Société Astronomique de France, accompagné de l’article ci-dessous paru dans Ciel et Espace n°202 en novembre-décembre 1984. Cet article a été déterminant dans la mise en route de la réception du radiotélescope. En effet on peut y lire qu’il existe un préamplificateur en tête. C’est en réussissant à alimenter ce préamplificateur par l’application d’une tension de 12V via le câble coaxial que nous avons pu recevoir les premiers signaux radio de la Galaxie fin juillet 2019.

Michel Charles a écrit ce courriel à l’Association Dimension Parabole :

Bonsoir à tous,

Vous trouverez en doc attaché une présentation du « Thème astronomie » qui date de l’été 1982 (La villette a été inaugurée en mars 1986) dont j’ai assuré la conception intellectuelle, entouré comme indiqué dans ce document d’un conseiller scientifique, de quelques consultants et d’un comité scientifique. 
Comme j’ai eu l’occasion de le dire à certains d’entre vous, mon travail conceptuel étant terminé, j’ai rejoint le CNRS le 1er décembre 1984 pour une autre mission. 

Le radiotélescope que j’avais commandé à François BIRAUD, radioastronome, a été réalisé et testé à Nançay. C’est la copie exacte de radiotélescopes qui existaient à l’époque en bout d’un interféromètre. J’ai reçu le seul enregistrement réalisé à Nançay et je compte bien le retrouver. 

Sa présence dans le thème participait à 2 messages : 

1) l’astronomie, devenue astrophysique est une science d’observation,
2) L’astrophysique ne se limite pas au visible mais utilise tout le spectre électromagnétique.

Le domaine radio permettait d’avoir un instrument de grande taille (donc spectaculaire), peu coûteux (grâce à la longueur d’onde), fonctionnant le jour, quelque soit la météo et en pleine ville. 
Il a donc été construit à Nançay dès 1982, transporté et remonté à la Villette sans doute vers 1985 et donc en dehors de la « moulinette » qui a mené à l’inauguration en 1986. De plus la Mission du Musée étant différente de la Mission du Parc … il était peut-être difficile de faire passer le courant ! (au sens propre). 

Mais grâce à vous il va renaître …. Merci. 

Michel CHARLES

Ce document communiqué par Michel Charles présente le projet sur le thème de l’astronomie

Pourquoi écouter la fréquence 1420,4 MHz ? Lire les pages dédiées à la radioastronomie 21 cm.

Document rédigé par des élèves du Lycée Charles Baudelaire, Cran-Gevrier.

Résumé de quelques étapes du projet :

  • Janvier 1982, naissance du projet de radiotélescope pour faire des démonstrations d’astronomie en observant le Soleil et quelques radiosources ;
  • Date de réception de la parabole sur le site de Nançay  : Janvier 1984 ;
  • Date  de réception sur le site de la Villette à Paris : Décembre 1986 ;
  • Des travaux dans le Parc provoquent la rupture de la fibre optique vers la Cité des Sciences ;
  • Retrait de la grue de chantier et coupure de l’alimentation électrique ;
  • Avril 1990, expertise en vue d’une remise en route. Sans suite ;
  • Depuis l’instrument était laissé à l’abandon … probablement faute de « bras » ou de crédits.

La parabole n’avait donc jamais été réellement exploitée depuis son installation.

20 ans plus tard…

  • Direction du projet par Laurent F6GOX, président de l’Association des Radioamateurs de Paris (ARP) : 2005 ;
  • Dossier administratif, contacts et recherche des archives : 2005-2007 ;
  • En activant les commandes locales, mise en rotation pour placer l’antenne en position verticale de sauvegarde par les membres de l’ARP (F6FVY et F6GOX) : Juillet 2007;
  • Signature de la première convention d’AOT ARP-EPPGHV : Décembre 2008-2013 ;
  • Fourniture et installation des abris-vie Algécos (offerts par la société LOXAM à l’ARP dans le cadre du mécénat scientifique) : 24 Novembre 2010 ;
  • Reconnaissance de ce projet d’intérêt général par l’administration fiscale : 5 décembre 2010 ;
  • Décembre 2010: énorme travail de « reverse engineering » par Laurent F6FVY et assemblage d’une carte interface KK6MK-F1EHN de télécommande des moteurs ;
  • 04/03/2011 : mise sous tension des moteurs et de l’électronique de commande à distance : la parabole tourne… mais peu de temps après le moto-réducteur de déclinaison casse !
  • Présentation du projet aux visiteurs à l’occasion de la fête de la science

Lire dans le chapitre matériel la description des travaux préliminaires à la réhabilitation du radio télescope.

L’organigramme du dispositif de réception et de commande à distance mis en place est le suivant.

SDR_Radiotelescope

Schéma de principe du dispositif de pilotage et de réception

Présentation des différents chapitres du projet de réhabilitation et d’exploitation du radiotélescope.

Calendrier des présentations publiques radioamateur ARP

– les conférences de l’ARP

– Fête de la Science 2011

– Maker Faire 2014

– Maker Faire 2015

Présentations publiques Dimension Parabole

– Fête de la Science 2019

– Maker Faire 22-23-24 novembre 2019

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