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Vous vous intéressez à l'astronomie et souhaitez commencer l'astrophotographie ?

 

Vous êtes noyés sous les quantités d'informations, parfois contradictoires, trouvées ici et là sur les techniques de cette discipline ?

 

Ce site a vocation notamment à vous donner les premières astuces pour débuter.

 

1/ Intérêts de l'astrophotographie

 

L'astronomie est souvent une activité complexe, solitaire et éphémère.

 

Les séances d'astronomie nécessitent beaucoup de préparatifs (démontage, transport, remontage, alignement du télescope…) pour un temps d'observation relativement court (froid, fatigue ou fin de batteries obligent…)

 

A l'issue de ces séances d'observation, on a la tête pleine d'images merveilleuses mais l'on ressent une certaine frustration à l'idée de ne pas avoir pu fixer ces images "une bonne fois pour toute" et les partager.

 

L'astrophotographie permet de pallier ces inconvénients.

 

Elle est donc le prolongement naturel de l'astronomie amateur.

 

Par ailleurs, l'astrophotographie présente un avantage certain par rapport à l'observation visuelle classique en ce qu'elle permet - grâce aux temps de pose longs - de mieux distinguer les objets peu lumineux du ciel profond (galaxies, amas, nébuleuses, étoiles etc).

 

Par contre pour explorer le ciel, exercer son sens de l’observation et partir à l’aventure dans le cadre d’un safari céleste, rien ne vaudra une observation visuelle derrière un bon oculaire…

 

2/ Choix du site et du moment de l'observation

 

Un élément fondamental est le choix du site d'observation.

 

Evitez les zones urbaines ou périurbaines trop sujettes à la pollution atmosphérique et lumineuse (laquelle ne fait malheureusement qu'empirer…)

 

Privilégiez si possible les zones en altitude et les périodes peu venteuses.

 

 

L'un des meilleurs sites d'observation du Nord-Est de la France : le Champ du Feu en Alsace, un site exceptionnel à préserver

Cliquer sur ce lien pour en savoir plus

 

The Champ du Feu is one of the best astronomy observation sites in Northeast France

Click this link to know more about it

 

Lorsque vous voulez photographier un objet en particulier, faites-le de préférence quand celui-ci est haut dans le ciel.

 

Plus il sera haut par rapport à l’observateur, moins la couche d'atmosphère traversée par la lumière sera importante et moins il y aura de risque de turbulence (meilleur en sera le résultat en terme de résolution).

 

3/ Choix du matériel

 

Choix d’un télescope

 

Un point primordial : assurez-vous que votre télescope vous permettra d'atteindre le point focal pour faire de la photographie au foyer.

 

En effet, nombre de télescopes de type Newton ont un point focal trop reculé dans le porte-oculaire.

 

Si c'est le cas de votre appareil, tout n'est pas forcément perdu mais cela nécessitera des adaptations…

 

Sous cette réserve, il est possible de commencer l'astrophotographie avec de nombreux types de télescopes.

 

Les télescopes de type Newton sont ceux qui offrent le meilleur rapport qualité/prix.

 

Un tube d'une ouverture de 150 mm permettra de débuter correctement pour l’imagerie du ciel profond.

 

Plus l'ouverture sera grande, plus le télescope collectera de lumière.

 

La faculté de grossissement n'a que peu d'intérêt (n'accordez pas d'attention aux promotions commerciales qui mettent en avant cette caractéristique).

 

Un rapport focal peu élevé (par exemple de 5) est conseillé pour photographier les objets peu lumineux du ciel profond (plus le rapport focal est faible, plus l'image est lumineuse).

 

Sur un télescope de type Newton, le rapport focal s'obtient en divisant la distance focale par l'ouverture (par exemple 750mm/150mm = 5).

 

La molette du porte oculaire devra comporter un microfocuseur au 1/10ème en vue d’augmenter la précision du réglage de mise au point.

 

Enfin, veillez à ce que la collimation des miroirs de votre télescope soit bien réglée.

 

A défaut de bonne collimation, même les meilleurs télescopes donneront de mauvais résultats en imagerie (images floues indépendamment de la qualité de la mise au point).

 

La collimation est aussi importante que la mise au point.

 

Pour collimater votre télescope, dotez-vous d’un outil de type Cheshire ou d’un laser dédié et reportez-vous à leur mode d’emploi qui détaillera les étapes à suivre.

 

Les lunettes astronomiques ont sur ce point l’avantage sur les télescopes de ne pas avoir à être collimatées par l’utilisateur.

 

Choix d’une lunette astronomique

 

Les lunettes astronomiques sont souvent plus onéreuses que les télescopes.

 

Elles sont adaptées à l’observation ou à l’imagerie en grand champ et certaines excellent en ciel profond avec un beau piqué et une belle restitution des couleurs (sous réserve qu’elles soient apochromatiques).

 

Leur diamètre, souvent plus restreint que celui des télescopes, imposera des temps de pose plus longs en imagerie.

 

Choix d’une monture

 

Une bonne monture, si possible avec courroie, est conseillée afin de permettre des temps de pose longs sans trop de défauts de suivi.

 

Généralement les astronomes amateurs avisés préfèrent les montures de type équatorial.

 

Les montures de type Alt azimutal peuvent s'avérer très pratiques pour l’observation visuelle mais présentent en matière d’imagerie un défaut de suivi (rotation du champ) non rencontré avec les montures équatoriales.

 

La monture devra présenter une capacité de charge suffisante afin d’assurer une meilleure stabilité.

 

Pour l’imagerie, elle devra bien entendu être motorisée et dotée d’un système "go to".

 

Choix du dispositif de photographie

 

Deux types de produits disponibles actuellement sur le marché sont particulièrement adaptés à l’astrophotographie amateur : les caméras d’astrophotographie à capteur CMOS et des appareils photographiques hybrides sans miroir.

 

S’agissant de l’imagerie planétaire :

 

Il est recommandé d’utiliser une caméra d’astrophotographie à capteur CMOS permettant un haut débit d’images par seconde (100 images par seconde et au-delà). Cela permettra de figer la turbulence atmosphérique. Afin d’obtenir une bonne résolution, la caméra devra être dotée de photosites relativement petits (inférieurs à 5 microns).

 

S’agissant de l’imagerie du ciel profond :

 

Les caméras d’astrophotographie à capteur CMOS sont également utilisables sous réserve qu’elles soient dotées d’un système de refroidissement afin de limiter le bruit électronique. Pour l’imagerie du ciel profond, la caméra pourra disposer de photosites un peu plus grands (qu’en planétaire) de manière à ce qu’ils collectent plus de lumière, donnent une meilleure dynamique à l’image et bruitent moins.

 

Le - petit - inconvénient de ces caméras tient au fait qu’elles impliquent pour leur utilisation soit un ordinateur, soit un smartphone soit un boitier assurant la liaison par ondes entre le smartphone et la caméra.

 

En imagerie du ciel profond, la solution la moins contraignante reste l’utilisation d’appareils photo numériques dont l’avantage par rapport aux caméras astronomiques est leur autonomie complète (outre parfois une meilleure colorimétrie, les caméras astronomiques étant souvent dotées de capteurs destinés initialement non pas à la photographie mais à la vidéosurveillance avec colorimétrie imparfaite).

 

Tous les appareils photo ne sont cependant pas adaptés à l’imagerie du ciel profond. L’idéal est de disposer d’un boitier hybride sans miroir et avec obturateur électronique de manière à éviter les vibrations. Le boitier devra être doté d’un filtre modifié laissant passer plus efficacement la raie H alpha de l’hydrogène (les filtres équipant habituellement les boitiers ne laissent passer qu’environ 20 % de la raie H alpha contre 99 % pour des filtres spécialisés en astronomie).

 

Certains prestataires spécialisés proposent de refiltrer efficacement les appareils photos grand public pour un usage astrophotographique. Un constructeur bien connu propose quant à lui directement la vente d’appareils photo numériques avec filtre adapté à l’astrophotographie.

 

 En cas d’achat d’un appareil photographique numérique, il conviendra également de veiller à ce que celui-ci :

 

-         puisse délivrer un véritable format brut d’images sans retraitement du bruit (certains constructeurs ne permettent pas de désactiver entièrement les options de réduction du bruit lesquelles sont appliquées automatiquement à l’insu de l’utilisateur), sous peine de voir apparaître sur les images des phénomènes de lissage (avec perte de résolution) et/ou de réduction et/ou de colorisation aberrante des détails du ciel profond,

    

-         dispose d’une "bonne note" en matière de « Low-Light iso », c’est-à-dire d’une note égale ou supérieure à 800 (les appareils photos récents se voient assez facilement crédités d’une note supérieure à 1600).   

 

La note de valeur « Low-Light iso » peut être trouvée pour chaque modèle d’appareil photo sur le site DXOMARK.

 

Cette valeur indicative correspond à la sensibilisée ISO maximale utile offrant toujours une excellente qualité d’image (c’est à dire un rapport signal sur bruit de 30 dB).

 

Bien que les constructeurs dotent leurs appareils photos de réglages de sensibilité ISO bien plus élevés, au-delà de la valeur de cette note en « Low-Light iso » c’est surtout le bruit qui ressortira.

 

A noter encore que les capteurs d’appareils photo rétroéclairés (« BSI ») disposent d’un léger avantage théorique en terme de sensibilité.

 

Enfin, il serait injuste de clore cette rubrique sans évoquer une troisième solution d’imagerie, à savoir les caméras astrophotographiques refroidies à capteur CCD.

 

Ces caméras, qui restent les plus performantes en terme de sensibilité en basse lumière, sont destinées aux plus avertis et aux plus exigeants. Elles sont peu pratiques pour débuter l’astrophotographie car elles requièrent l’usage complémentaire d’un ordinateur, de filtres et de poses spécifiques pour faire ressortir les couleurs (du moins pour ceux qui veulent imager en couleurs).

 

4/ Méthodes de photographie

 

Photographies au foyer ou en digiscopie ?

 

Pour les objets peu lumineux du ciel profond (étoiles, galaxies, amas, nébuleuses…) il faut prendre les photographies au foyer.

 

L'appareil photo sera fixé au porte oculaire du télescope via une bague T2 et un module d'adaptation, sans objectif ni oculaire (c'est le tube du télescope qui fera office d'objectif).

 

Cette technique permet de collecter un maximum de lumière.

 

Pour les objets lumineux (Lune, certaines planètes), les photos seront préférentiellement prises en digiscopie (l'appareil étant vissé sans objectif sur l'oculaire du télescope via une bague spécifique elle-même vissée sur une bague T2).

 

Ainsi, la photographie en digiscopie pourra être prise avec un pouvoir grossissant (lequel s'obtient en divisant la longueur focale du télescope par la focale de l'oculaire) supérieur à celui offert par la technique dite "au foyer".

 

La digiscopie permettra de faire ressortir certains détails de l'atmosphère de Jupiter, ou encore les anneaux de Saturne, les cratères lunaires etc…

 

Temps de pose

 

Moins l'objet à photographier est lumineux, plus le temps de pose devra être long.

 

Un temps de pose de 1/125 seconde est généralement suffisant pour la Lune, tandis que les nébuleuses ou galaxies vont nécessiter des temps de pose unitaires beaucoup plus longs (de l'ordre de 30 secondes à 2 minutes au minimum).

 

La qualité du suivi et de la monture fera alors la différence…

 

Il conviendra de multiplier les poses et d’empiler ensuite, au moyen d'un logiciel spécialisé, les différentes photographies prises afin d’obtenir un meilleur rapport signal / bruit.

 

Sensibilité ISO

 

Contrairement à ce que l’on pourrait croire, monter trop la sensibilité ISO d’un appareil photo ne permet pas d’augmenter le gain d’information : seuls le temps de pose, le rapport focal et l’ouverture de l’instrument (télescope ou lunette) sont à cet égard déterminants.

 

Pour les objets peu lumineux du ciel profond, il est recommandé d’utiliser une sensibilité ISO maximale égale à la note de valeur « Low-Light iso », qui peut être retrouvée pour chaque type d’appareil photo numérique sur le site DXOMARK (cf. développement supra à ce sujet).

 

Pour les objets lumineux (Lune et planètes proches), la sensibilité à utiliser sera généralement basse et oscillera entre 100 et 800 ISO en fonction du temps de pose.  Attention, pour les objets lumineux monter trop la sensibilité entraînera non seulement plus de bruit mais risque également de saturer des parties d’images en hautes lumières ce qui est ensuite irrécupérable au traitement.

 

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Généralement, avec un appareil photo numérique, la multiplication de temps de pose unitaires de 30 secondes à deux minutes puis l'addition (via un logiciel dédié) des différentes photographies ainsi prises, avec une sensibilité fixée au maximum à la valeur du « Low-Light iso » (cf. supra), constituent un bon compromis pour les objets peu lumineux du ciel profond.

 

Ces réglages de temps de pose et de sensibilité ne sont toutefois pas universels et devront être adaptés, le cas échéant, en fonction :

 

ü  de la luminosité plus ou moins faible des objets photographiés,

 

ü  de l’ouverture et du rapport focal de l’instrument (cf. observations ci-dessus),

 

ü  de la performance du capteur (faible bruit de lecture) équipant le dispositif d’imagerie.

 

Trois choses fondamentales sont à retenir :

 

-         multiplier les temps de pose unitaires puis additionner les différentes photographies en résultant permet d’améliorer le rapport signal / bruit (à savoir diminution progressive du bruit pour un signal qui reste quant à lui constant),

 

-         augmenter les temps de pose unitaires permet d’augmenter le signal mais risque également de diminuer la résolution en raison de la turbulence atmosphérique,

 

-         pour les objets lumineux du ciel profond (par exemple certaines nébuleuses planétaires) et les planètes lumineuses, il est parfois possible d’opter pour des temps de pose unitaires courts voire très courts (si votre caméra dispose d’une efficacité quantique suffisante avec faible bruit de lecture) afin d’essayer de figer la turbulence ou de minimiser les effets de celle-ci.

 

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Vous êtes maintenant armés pour commencer en astrophotographie…

 

Grâce à la "magie" du numérique, vous obtiendrez ainsi vos premiers résultats.

 

Pour aller plus loin (techniques de traitement des images ; utilisation de logiciels dédiés et de caméras CCD ; réalisation d’images darks et flats etc), vous trouverez en rubrique une liste de sites suggérés.

 

Vous pouvez également cliquer sur ce lien pour un exemple de mise en station précise du télescope, indispensable dès lors que l'on veut se consacrer à l'astrophotographie.

 

Julien QUIRIN