Lentille de Fresnel

[dragon9]

Bonsoir.
Ma question est de savoir s'il serait possible, à l'aide d'une lentille de fresnel de très grande qualité disons... d'un mètre carré, de concentrer les rayons solaires quelques milliers de fois afin d'obtenir un rayon convergent ayant une capacité d'échauffement d'environ 2500 degrés sur un objet noir au point focal, comme on le voit dans certaines vidéos de "fours solaires" puis de "défocaliser" ce rayon au niveau du foyer grâce à une lentille divergente bien transparente afin d'obtenir un rayon assez droit et très énergétique qu'on pourrait potentiellement canaliser dans une fibre optique afin de servir par exemple à la découpe de métaux, comme un laser.

J'espère avoir été clair, merci d'avance pour vos réponses.
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[phys4]

La focalisation des rayons provenant d'une source, ne peut pas donner une température supérieure à celle de la source. Elle sera toujours inférieure pour des questions d'ouverture et d'atténuations diverses.
Par exemple, la focalisation du Soleil, en bénéficiant d'une atmosphère particulièrement limpide, ne peut dépasser 4 000 K.
Vous ne pourrez donc pas obtenir l'équivalent d'un faisceau laser.
Par contre, vous pouvez travailler le métal au point de focalisation : le miroir de la station de Mont-Louis a servi à des expérimentations sur les métaux :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Four_solaire_d%27Odeillo

[FC05]

Ce que tu veux faire correspond à un doublet afocal (recherche glouglou à faire).
Mais tu ne pourrai jamais obtenir une tache très petite car le soleil n'est pas une source ponctuelle. D'où la limitation en température évoquée par phys4.


PS : J'avais visité Odeillo, il y avait des trous dans la tour, des focalisations au mauvais endroit. Dangereux le truc !

[phys4]

PS : J'avais visité Odeillo, il y avait des trous dans la tour, des focalisations au mauvais endroit. Dangereux le truc !

Je n'avais pas constaté, mais il y a quelques lustres que j'y suis passé.
Si l'orientation des miroirs n'est pas faite suivant une séquence correcte, il y aura des focalisations partielles hors du foyer prévu, de quoi détruire une partie de la structure et faire de jolis trous !

[A voir en vidéo sur Futura]

[dragon9]

Merci pour vos réponses, mais l'essentiel de ma question concernait le rayon "bien droit"

J'aimerais savoir si on peut en obtenir un aussi droit qu'un laser, ou presque. Pas aussi chaud.

[antek]

J'aimerais savoir si on peut en obtenir un aussi droit qu'un laser, ou presque. Pas aussi chaud.

J'imagine que oui, avec des optiques qui couteront la peau des fesses.
Et pour récolter 1000 W maxi par mètre carré.

[phys4]

J'aimerais savoir si on peut en obtenir un aussi droit qu'un laser, ou presque. Pas aussi chaud.

Pas identique, plus le rayon est concentré et plus son angle d'ouverture est grand. Cette relation géométrique empêche que l'on puisse diminuer l'entropie.
S'il était possible de faire un rayon parallèle très dense, il suffirait de le concentrer encore plus pour obtenir une très haute température, ce qui n'est pas permis.

[dragon9]

et donc dans quelle mesure peut-on espérer redresser ledit rayon ? Assez pour repousser le nouveau point de focalisation d'une dizaine de mètres ?

[dragon9]

Excusez moi du double post, mais j'ai oublié de préciser pour antek : 1000 w c'est ce que l'on reçoit comme énergie dans la haute atmosphère, c'est d'ailleurs presque la constante solaire, au niveau du sol, je ne pense pas qu'on puisse espérer obtenir plus de 512 w, ce qui est presque moitié moins, mais tout aussi intéressant, vu que c'est gratuit. Et plus encore sous les tropiques.

[phys4]

et donc dans quelle mesure peut-on espérer redresser ledit rayon ? Assez pour repousser le nouveau point de focalisation d'une dizaine de mètres ?

Tout système optique obéit à une loi dite de l'invariant de Lagrange-Helmohltz : le produit du grandissement tranversal par le grandissement angulaire est contant.

Plus vous focalisez loin, plus votre image sera grande et à plus basse température.

[dragon9]

Intéressant... il faut donc un peu ruser pour projeter le focus d'une lentille à plusieurs mètres sans trop perdre d'énergie. Je vais trouver un moyen