L'Optique Active est une discipline en plein essor qui a obtenu ses lettres de noblesse sur les plus grands télescopes du monde. Les grands projets instrumentaux en cours ou à venir intègrent désormais l'Optique Active à tous les niveaux de leur conception. Les miroirs actifs présentent l'avantage d'une grande qualité de surface combinée à une versatilité et une flexibilité qui en font des pièces indispensables pour réaliser des télescopes et instruments de plus en plus performants an d'atteindre les objectifs scientifiques du futur. Trois techniques d'Optique Active, basées sur le polissage sous contrainte et la déformation in situ, sont au cœur du travail présenté. Ces techniques sont développées dans le cadre de trois projets majeurs de la communauté astronomique : 1) le miroir secondaire déformable du VLT, 2) l'instrument de recherche d'exoplanètes Sphere sur le Vlt et 3) le projet de spectrographe grand champ multi-objet Eagle pour l'European-Elt. A partir de la théorie des plaques minces en flexion, les modèles analytiques permettent de définir les configurations de charges et distributions d'épaisseur des substrats de miroirs à déformer. Les analyses par éléments finis sont un atout majeur pour l'optimisation et la validation des techniques proposées. De nombreuses passerelles sont utilisées ou créées entre élasticité, théorie des aberrations et analyse spectrale an d'évaluer la qualité optique des déformations de surfaces des miroirs. Trois procédés de fabrication sont ainsi développés de bout en bout an de produire une lame mince convexe hyperbolique, des miroirs toriques de grande précision et de miroirs à toricité variable de grande dynamique, le point commun de ces procédés étant l'excellente qualité de surface des miroirs.

All future Extremely Large Telescopes (ELTs) will be segmented. However, as their size grows, they become increasingly sensitive to external disturbances, such as gravity, wind and temperature gradients and to internal vibration sources. Maintaining their optical quality will rely more and more on active control means. This thesis studies active optics of segmented primary mirrors, which aims at stabilizing the shape and ensuring the continuity of the surface formed by the segments in the face of external disturbances.<p><p>The modelling and the control strategy for active optics of segmented mirrors are examined. The model has a moderate size due to the separation of the quasi-static behavior of the mirror (primary response) from the dynamic response (secondary, or residual response). The control strategy considers explicitly the primary response of the telescope through a singular value controller. The control-structure interaction is addressed with the general robustness theory of multivariable feedback systems, where the secondary response is considered as uncertainty.<p><p>Scaling laws allowing the extrapolation of the results obtained with existing 10m telescopes to future ELTs and even future larger telescopes are addressed and the most relevant parameters are highlighted. The study is illustrated with a set of examples of increasing sizes, up to 200 segments. This numerical study confirms that scaling laws, originally developed with simple analytical models, can be used in confidence in the preliminary design of large segmented telescopes. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished