Construction d'un pilier de télescope en béton pour l'astrophotographie - Partie 2

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Creuser dans la terre

Commençons sans plus tarder par le pilier ! Vous devriez avoir une plaque de pilier sous la main pour positionner les tiges filetées. Mes piliers précédents supportaient principalement un vénérable EQ-6 avec une plaque en aluminium usinée dans un atelier local. Il est assez simple de se procurer une plaque ronde en aluminium chez un fournisseur de métaux et de la faire fraiser et percer selon vos spécifications ; vous trouverez également de nombreux modèles prêts à l'emploi.

Matériel requis

• Environ 14 sacs de béton ordinaire (les miens pesaient 30 kg chacun) sont nécessaires pour un pilier de 30 cm de diamètre et 2,4 m de haut. Utilisez ce lien et choisissez « Fondations creuses, colonnes ou rondes » pour calculer le nombre de sacs de béton nécessaires pour d'autres dimensions de tubes de coffrage. J'ai déjà utilisé des bétons plus performants ; les deux types ont bien fonctionné pour le télescope, mais le béton haute résistance, résistant aux fissures, était plus difficile à enlever lors du démontage du pilier.
• Un tube de coffrage de 2,4 m (8 pieds), du diamètre de votre choix. Je recommande 30 cm (12 pouces) pour sa masse importante, mais un diamètre inférieur conviendrait probablement aussi avec un renforcement en barres d'armature. Prévoyez d'enterrer au moins 1,2 m (4 pieds) du tube pour le maintenir sous la ligne de gel.
• Outils de creusement : louer une tarière vous permettra de travailler beaucoup plus vite. Il vous faudra probablement deux personnes pour l’utiliser. Sinon, pelles et attrape-poteaux feront l’affaire.
• Il vous faut un endroit pour mélanger le béton (j'ai utilisé une brouette). Vous pouvez aussi louer une bétonnière dans un magasin de location près de chez vous pour vous faciliter la tâche.
• Un outil pour mélanger le béton si vous utilisez une brouette (une houe de jardin convient parfaitement).
• Accès à de l'eau potable pour mélanger le béton
• 3 morceaux de barres d'armature de 1,80 m (de préférence revêtues d'époxy comme les miennes, pour une durée de vie plus longue et potentiellement moins de rouille)
• Tiges filetées en acier inoxydable pour la plaque : j’ai utilisé quatre tiges filetées en acier inoxydable de 90 cm (12,7 mm de diamètre) pour fixer la plaque de pilier au pilier. Des tiges plus courtes peuvent suffire. Certains plient une tige en forme de « U » pour la faire passer dans deux des quatre trous de la plaque, n’utilisant ainsi que deux tiges. D’autres plaques peuvent nécessiter un nombre et un diamètre de tiges différents.
• Huit écrous en acier inoxydable, adaptés aux tiges, serviront ultérieurement à maintenir la plaque en place et à ajuster son niveau. J'envisage d'utiliser des écrous autobloquants en nylon sous la plaque, plutôt que des rondelles frein, afin d'éviter tout déplacement lors du serrage des écrous supérieurs. Des rondelles frein ou des écrous en nylon peuvent être utilisés sur ces derniers ; j'opterai probablement pour des écrous et des rondelles frein classiques pour faciliter le démontage – un point à aborder dans un prochain article. Assurez-vous que toutes les pièces métalliques exposées utilisées dans ce projet sont en acier inoxydable.
• Pour maintenir les tiges en acier inoxydable parallèles à leur extrémité inférieure, j'ai utilisé une astuce : d'habitude, j'utilise un morceau de cintre métallique enroulé autour des extrémités des tiges, formant un cadre carré pour les espacer correctement. N'en ayant pas sous la main, j'ai utilisé des chutes de bois. J'ai vissé deux morceaux de 25 cm de long en forme de croix, percé des trous de 1,25 cm et inséré les extrémités des tiges. Sur la photo ci-dessous, montrant la brouette et le sac de ciment, on aperçoit la partie inférieure du dispositif dans le coin supérieur gauche.
• Méthode pour trouver le Nord (le Nord céleste, ou le Nord magnétique, proche de l'étoile polaire) - Voir ci-dessous
• Câblage et boîtes de jonction extérieurs, et au moins une prise étanche. Vous aurez besoin de suffisamment de câble pour raccorder le circuit à un nouveau circuit de votre tableau électrique, ou pour vous raccorder à une boîte de jonction existante (ou en ajouter une si nécessaire). Le câble peut être installé dans une gaine ou non. Assurez-vous que le circuit est protégé par un disjoncteur différentiel (DDR). Vous pourriez utiliser une rallonge branchée sur une prise extérieure DDR, mais cela pourrait rapidement présenter un risque de chute ou être endommagé par une tondeuse. Si vous n'êtes pas familier avec les travaux de câblage, je vous recommande vivement de faire appel à un électricien pour effectuer les travaux, ou au moins pour qu'il vienne inspecter votre installation. Les conséquences d'un accident peuvent être bien moins graves que le coût réel de la réparation.
• Si vous le souhaitez, vous pouvez utiliser une gaine pour faire passer votre câble à travers votre pilier en béton afin d'y intégrer une prise. Personnellement, je préfère généralement visser la prise sur le côté du pilier sans enrober les fils de béton.

Construction

La construction du nouveau pilier a débuté début juin 2019. Fidèle à la tradition, tous les travaux ont été réalisés à la main, à l'aide de pelles, d'une tarière et de divers autres outils. Il a fallu un peu plus d'une semaine de creusement intermittent pour atteindre la profondeur requise de 1,20 m, au-delà de la ligne de gel, et prévoir le passage nécessaire pour un tube de coffrage de 30 cm de diamètre. Assurez-vous que votre tube de coffrage dépasse au moins la hauteur minimale souhaitée pour la dalle de votre pilier, moins quelques centimètres pour l'espace entre la dalle et le béton. N'oubliez pas que la hauteur du plancher de votre abri réduira la hauteur du pilier si vous construisez un abri. J'ai utilisé un parpaing pour soutenir l'avant du plancher de l'abri pendant qu'il était à plat. Cela m'a permis de marquer au sol l'emplacement du trou existant dans le plancher : une croix marque l'endroit !

Au début des travaux, j'ai découvert un fil électrique traversant le jardin. Il était sectionné juste après le trou (ce n'était pas moi !), et il s'étendait jusqu'en haut à droite sur la photo des fouilles (avec le chat en dessous). Je me suis demandé s'il s'agissait d'une ligne électrique alimentant des éclairages de piscine hors service ou ayant servi à autre chose, utilisée par les anciens propriétaires. Cela aurait grandement facilité l'alimentation électrique de l'abri de jardin. Malheureusement, j'ai rapidement constaté que : 1) le fil était également sectionné sur le côté gauche et ne mesurait qu'environ 2,5 mètres ; et 2) il s'agissait d'une ligne tressée basse tension de 12 V pour l'éclairage de jardin, et non de la ligne de 120 V que j'espérais.

Le fil mystérieux sectionné

Début des fouilles - Le plancher d'origine de la remise soutient actuellement un arbre

Le creusement s'est déroulé sans incident majeur. La tarière fonctionnait plutôt bien en profondeur, où elle pouvait entailler la terre sur les bords du trou et la décompacter. Nous avons rencontré plusieurs grosses pierres, mais cela n'a pas ralenti les travaux de manière significative. On espère toujours secrètement trouver un trésor enfoui, mais c'est rarement le cas. Au fil du creusement, nous avons rencontré de la terre de jardin, le fil de fer mentionné précédemment, de la terre argileuse, du gravier assez lourd mélangé à divers objets laissés en guise de cadeaux par les constructeurs (comme des demi-briques et des morceaux de plastique non identifiés), une couche de sable très fin et propre (d'origine naturelle ?), et enfin une terre argileuse plus compacte. Heureusement, l'argile dense a commencé à environ 1,20 mètre de profondeur, et c'est là que nous avons arrêté de creuser.

Creuser presque terminé. Remarquez le fil mystérieux à gauche du trou et la fidèle tarière (+5 contre la terre !)

Creusement terminé - Remarquez la brique dans le mur près du bas de l'image

Une fois le trou terminé et ajusté pour que le tube de coffrage soit bien droit, la phase de bétonnage a commencé. Le tube a été placé dans le trou, plus ou moins à la verticale, avec du sable et de la terre ajoutés à l'extérieur pour le stabiliser. Comme expliqué ci-dessous, il est conseillé de repérer le nord et de le marquer sur la plaque de fondation et le tube avant cette étape, ou bien de prévoir d'être prêt à couler le béton et à ajuster la plaque de fondation vers midi si vous préférez le faire en temps réel. Je recommande la première option, bien moins stressante !

Préparation du béton : on aperçoit le bas des tiges en acier inoxydable maintenues par la cale en bois de fortune en haut à gauche de la photo. La plaque est hors champ, à gauche.

Leçon n° 1 (oubliée et ré-)apprise - Matériaux de support pour Sonotube

Utilisez du sable sec et propre (comme du sable de bac à sable) pour remplir le trou autour du tube de coffrage. Il s'écoulera bien mieux que la terre et laissera moins de vides invisibles sous terre. Vous pouvez ajouter de l'eau dans le trou (à l'extérieur du tube) pour tasser davantage le sable, mais je ne le fais pas. N'utilisez pas la terre extraite pour ce remplissage, sauf s'il s'agit de sable propre ou si vous n'avez pas d'autre solution. Si vous utilisez de la terre, tassez-la au mieux avec une perche ou une tige au fur et à mesure. L'utilisation de matériaux moins compacts que le sable risque de faire pencher le pilier avec le temps. Ce n'est pas dramatique, mais vous devrez ajuster le niveau de la plaque de pilier en conséquence. Au fil du temps, vous constaterez peut-être qu'il vous faudra ajouter des poignées de sable sur les bords extérieurs du pilier à mesure qu'il se tasse. L'essentiel est que le tube soit maintenu fermement en place dès le départ, avec le moins de vides d'air possible.

On pourrait éventuellement utiliser un béton assez fluide pour remplir l'espace entre le tube et les parois du trou, mais je n'ai pas testé cette méthode. Si vous souhaitez optimiser le tassement du béton à l'intérieur et à l'extérieur du Sonotube, vous pouvez louer cet outil dans des magasins comme Home Depot. Il s'enfonce dans le béton frais et vibre, ce qui permet au béton de combler les vides et d'évacuer beaucoup plus d'air, assurant ainsi un contact plus lisse entre le béton et le coffrage du Sonotube. Tapoter délicatement le tube avec un maillet en caoutchouc ou le frapper avec les mains (avec précaution !) permettra également d'éliminer quelques bulles d'air. Pour ma part, j'ai choisi de tapoter le béton souterrain à la pelle tout en l'ajoutant pour favoriser son tassement, et de frapper l'extérieur du Sonotube au-dessus du niveau du sol.

C'est l'heure des armatures ! Il est normal qu'un peu d'eau s'échappe du béton, mais essayez de la minimiser en réduisant légèrement la quantité d'eau dans les prochains mélanges de béton.

On ajoute les barres d'armature une fois que le tube de coffrage contient 60 à 90 cm de béton, une épaisseur suffisante pour les maintenir en place. Au fur et à mesure du bétonnage, il peut être nécessaire de les ajuster pour qu'elles soient équidistantes et centrées. On continue d'ajouter du sable à l'extérieur du tube pour le maintenir à la même hauteur que le bétonnage, et on vérifie sa verticalité tous les deux sacs de béton. On ajoute du béton jusqu'à ce qu'il commence à recouvrir la base des tiges de la plaque de pilier. Les tiges sont ensuite placées dans le béton, la plaque de pilier étant fixée pour maintenir l'alignement des tiges à leurs deux extrémités. L'ensemble est ensuite orienté de sorte que le repère AZ de la plaque de pilier soit dirigé vers le nord.

Trouver le Nord

La meilleure méthode que j'ai trouvée consiste à vérifier l'heure du zénith solaire à votre emplacement (généralement vers midi ; Google Maps vous indiquera l'heure pour votre région). Plantez ensuite un petit morceau de bois ou un bâtonnet (j'utilisais auparavant un bâtonnet de glace) au centre de votre plaque, verticalement, pendant que celle-ci est suspendue au-dessus de votre tube de coffrage partiellement rempli (quelques chutes de bois feront l'affaire pour maintenir la plaque en place, car elle sera probablement plus petite que le haut du tube). Marquez ensuite la direction de l'ombre du bâtonnet sur votre plaque et sur le bord supérieur et extérieur du tube. Ce sera le nord céleste. Une boussole classique fonctionnera généralement bien, mais vérifiez que le métal du pilier ne perturbe pas son orientation. Vous pouvez aussi essayer de l'estimer à vue d'œil si vous sortez la nuit et que vous pouvez observer l'étoile polaire. Alignez la goupille/le boulon/la cheville d'alignement AZ de votre plaque de pilier vers l'étoile polaire et marquez cette direction sur la plaque et sur le bord supérieur extérieur du tube. Si la mesure est légèrement erronée, cela n'aura probablement pas d'importance, mais essayez d'être aussi précis que possible, en utilisant plusieurs méthodes pour confirmer si possible.

Marquage du nord sur la plaque de jetée et le tube acoustique

Leçon n° 2 : Applications boussole pour téléphone -> Mauvaises ! Ou plutôt, elles sont loin d’être parfaites.

Par le passé, j'ai eu de la chance avec les applications boussole sur mon téléphone. J'avais construit et ajusté mon dernier pilier avec une boussole, et elle était parfaitement alignée. Cette fois-ci, c'était une autre histoire ! J'ai pourtant pris plusieurs mesures avec différentes applications et j'ai marqué l'endroit où le nord était indiqué (malheureusement, je n'ai pas pu travailler sur cette partie de la construction vers midi, et je n'avais pas utilisé la méthode du soleil et du bâton, que je recommande vivement car c'est la plus précise). Devinez quoi ? Le boulon d'alignement de la plaque de mon pilier était complètement décalé par rapport à l'étoile polaire une fois le béton sec et durci. Zut ! Il semblerait donc que je doive percer un nouveau trou dans la plaque pour un nouveau boulon d'alignement (n'hésitez pas à utiliser un bon débit d'eau sur le foret si nécessaire). Je n'utilise pas ce boulon pour ajuster mon support, mais autant qu'il soit bien positionné. Les forets chauffent et deviennent moins efficaces (ils fondent, par exemple). On appellera ça la leçon n° 2,5. Les applications mobiles peuvent être très pratiques, mais dans certains cas, les téléphones n'ont tout simplement pas la sensibilité nécessaire pour afficher le nord magnétique de manière fiable et peuvent être fortement influencés par le métal à proximité ainsi que par le processus d'étalonnage initial de l'application.

Une fois les tiges en acier inoxydable en place et l'orientation nord correctement mesurée, retirez la plaque de fondation située au-dessus des tiges et continuez à couler du béton jusqu'au niveau souhaité. Tassez-le régulièrement à l'aide d'une perche ou d'une tige pour éliminer les bulles d'air. Il est possible que du béton se dépose sur les têtes filetées des tiges, mais il s'enlèvera facilement par la suite. Pour information, les deux carrés noirs sur la plaque de fondation sont des bandes Velcro qui servaient autrefois à fixer un boîtier de répartition électrique que j'avais fabriqué. On n'a jamais assez de sources d'alimentation 12 V.

Coulage du béton terminé, prêt pour les derniers ajustements.

Quelques points importants à retenir à ce stade : vous devrez ajouter du béton jusqu'à ce que vous soyez à quelques centimètres de la hauteur finale souhaitée pour la plaque de support. Certains préfèrent que la plaque maintienne le support à la même hauteur qu'un trépied, tandis que d'autres optent pour une hauteur plus élevée, ce qui peut être plus confortable pour le dos si vous observez visuellement. Prévoyez un espace suffisant entre le bas de la plaque de support et le haut du béton pour pouvoir insérer le boulon qui fixera le support, sans toutefois laisser une trop grande partie de la tige filetée exposée, ce qui pourrait engendrer des vibrations indésirables. Testez cet espace pour trouver un jeu confortable pour vos doigts. Si vous constatez un excès de tige filetée au-dessus du béton lorsque la plaque est à la hauteur minimale pour visser le boulon, vous pouvez toujours utiliser une meuleuse d'angle pour rectifier le haut des tiges (je le fais généralement pour obtenir une surface plus propre autour du support).

Une fois le béton coulé à la hauteur souhaitée, replacez la plaque de pilier sur les tiges et effectuez les derniers ajustements : centrez la plaque par rapport au tube de coffrage et assurez-vous que les repères nord sont toujours alignés. Vérifiez une dernière fois la verticalité du tube de coffrage ; vous pouvez encore effectuer de légers ajustements en déplaçant légèrement le pilier. Il se peut qu'il se soit légèrement déformé sous le poids du béton (certains ajoutent de la terre ou du gravier au-dessus du niveau du sol pour mieux le soutenir), alors prenez des mesures à plusieurs endroits sur le dessus et les côtés pour bien évaluer son orientation.

Comblez les espaces restants autour du tube de coffrage avec du sable. La terre convient pour les 15 à 30 premiers centimètres, car elle est facile à tasser. Le plus gros du travail salissant étant terminé, laissez le béton durcir. Laissez la plaque de pilier sur les tiges. Attendez 2 à 3 jours avant de toucher le pilier. Le durcissement complet peut prendre jusqu'à un mois, mais à moins d'y installer une structure très lourde, il sera utilisable rapidement.

Prochain épisode : Déballage, nivellement et rangement de l'abri de jardin !