Les multimètres numériques Fluke en Antarctique

Des astronomes de l'Université de New South Wales (UNSW), en Australie, travaillent depuis 1996 au cœur de l'Antarctique. En collaboration avec des astronomes de France, d'Italie et des États-Unis, ils recherchent l'emplacement idéal pour la prochaine génération de télescopes spatiaux.

La plupart des bases scientifiques établies en Antarctique se trouvent sur ou près de la côte. Très peu d'entre elles se situent à l'intérieur des terres, compte tenu de l'accès très difficile, du manque de repères et de l'altitude. Pendant l'hiver, quand le soleil est complètement absent, les températures au cœur de l'Antarctique peuvent chuter en dessous des -80 °C.

Cette région est en revanche idéale pour l'astronomie. Des astronomes australiens sont en effet parvenus à démontrer que leur site, situé à 1 000 km de la côte Antarctique, présente des conditions d'observation presque aussi bonnes que celles du télescope orbital Hubble. Le site se trouve à 75 degrés de latitude sud et 3260 mètres au-dessus du niveau de la mer. C'est dans un ensemble de bâtiments aux formes étranges que s'inaugure une nouvelle ère pour l'astronomie terrestre.

Des multimètres pour l'installation et la maintenance

Les astronomes ne pouvant accéder à leur base au cœur de l'Antarctique qu'en période estivale, leurs télescopes automatisés doivent fonctionner sans surveillance tout le reste de l'année et fournir des mesures précises et fiables. Cet équipement mixte personnalisé associe des systèmes électroniques analogiques et numériques spécialement conçus pour supporter des températures hivernales extrêmes et très variables.

Le multimètre numérique Fluke 189 est un élément clé de la boîte à outils utilisée pour installer et entretenir ces systèmes électroniques.

Lors de leur court voyage en été, les astronomes se servent du Fluke 189 pour mettre à jour leurs instruments et réparer toutes les défaillances qui se sont produites pendant l'hiver. Ensuite, ils laissent plusieurs multimètres numériques 189 sur place afin de surveiller les opérations en leur absence.

Un équipement et des opérations complexes

L'équipe du pôle Sud a installé sur place deux télescopes robotisés pesant 70 kg chacun pour analyser le potentiel du site sur le long terme. Les moteurs de ces télescopes utilisent du carburéacteur pour générer l'alimentation électrique et les systèmes sont pilotés par une commande à microprocesseur. La consommation électrique totale des systèmes électroniques est de 20 watts seulement. Sans chauffage, les systèmes fonctionnent à température ambiante de seulement -80 °C.

Conçus par l'UNSW, les spectromètres à fibres optiques en Antarctique visent les étoiles brillantes, les planètes et la lune et envoient la lumière vers deux faisceaux de fibres optiques. Le signal du spectromètre, mesuré avec une caméra CDD, indique la transparence de l'atmosphère terrestre, des longueurs d'onde ultraviolettes au rouge visible.

Le DIMM (Differential Image Motion Monitor) est un télescope équipé d'optiques de 14 po, utilisé pour mesurer la vision astronomique dans le spectre visible, c'est-à-dire l'effet des turbulences atmosphériques sur la qualité des images. Il a été mis au point par l'Australian National University (ANU) située dans la capitale australienne, Canberra.

À l'avenir, le site pourrait accueillir de nouveaux télescopes astronomiques importants, avec des diamètres allant de 2 à 100 mètres. La construction d'un grand télescope terrestre en Antarctique coûte moins que les 3,5 milliards de dollars dépensés pour Hubble.

Procédures de test

Lors de leurs voyages en Antarctique chaque été, les chercheurs utilisent leurs multimètres numériques pour tester et régler les instruments astronomiques ainsi que les systèmes électriques et électroniques auxiliaires. Ces tâches impliquent généralement la mesure de tensions, de résistances et de températures. Le multimètre numérique est utilisé avec succès à des températures extérieures de -30 °C à -40 °C et à des températures intérieures de l'ordre de 10 °C.

Michael Ashley, astronome de l'Université de New South Wales, explique le choix du multimètre numérique Fluke 189 par ses fonctions et caractéristiques, sa précision, son double affichage, sa grande variété de mesures et ses capacités d'enregistrement autonome. Les astronomes font régulièrement appel aux fonctions de calcul de moyennes et d'enregistrement de données. La possibilité de configurer un instrument et de le laisser fonctionner sans surveillance pendant plusieurs heures, au cours desquelles il collecte des données, est un avantage de taille pour M. Ashley.

Toute l'année, l'équipe laisse un multimètre numérique 189 sur le site au pôle Sud. Même après avoir supporté une température de -80 °C, « il fonctionne toujours aussi bien lorsque nous revenons chaque été », a déclaré M. Ashley.

L'équipe a également utilisé deux multimètres 189 pour enregistrer les performances des batteries à électrolyte gélifié pendant la conception de l'équipement original. « Le premier multimètre enregistrait le courant de charge et de décharge de la batterie pendant que le second mesurait la tension de la batterie. Nous avons alors effectué des séries de mesures pendant plusieurs semaines, en maintenant les batteries à diverses températures comprises entre 20 et -60 °C. Les données enregistrées par le multimètre 189s ont été téléchargées sur un PC pour être représentées graphiquement et analysées, explique M. Ashley.

L'expérience nous a montré que les multimètres à bas prix sont sensibles aux radiofréquences parasites dès lors qu'ils sont situés à proximité, par exemple, d'alimentations énergétiques commutées. Leur précision s'amenuise au fur et à mesure que leur batterie s'affaiblit, outre d'autres problèmes liés à la précision d'affichage. »

« Nous avons besoin d'instruments qui fonctionnent parfaitement pour pouvoir garantir nos résultats. Et nous n'avons jamais eu le moindre problème avec les instruments Fluke », de rajouter M. Ashley.