Je vous propose un petit (sic !) sujet qui va regrouper les éléments nécessaires à la prise de décision lors de l'achat de matériel astrophoto. Les éléments de réponse seront d'ordre général et on pourra toujours trouver un contre-exemple, mais encore une fois, il ne s'agit pas de vérités absolues mais de généralités.
L'astrophoto est une discipline à part entière du domaine de l'astronomie amateur et avant de se lancer il faut savoir quelques "trucs".
Salut les gars ! Je veux faire de l'astrophoto quel instrument je dois acheter ?
À cette question on te répondra certainement par une question... je sais c'est frustrant
.Et notre question sera : "Pour faire quel type de photo ?" "Pour photographier quel type d'objet ?"
Et quand on débute la réponse est souvent "Bah je sais pas... tout !"
Le problème est qu'il n'y a pas d'instrument parfait ni d'instrument qui sait tout faire parfaitement.
Rentrons un petit peu dans le vif du sujet
.Quels sont les types d'objets ?
On va distinguer deux catégories : les objets de type planétaire et les objets du ciel profond.
Sans aller plus loin, on a déjà ici une différence énorme dans la manière de les photographier et donc dans le matériel à utiliser.
Le planétaire regroupe la Lune et les planètes du système solaire. Ce sont des objets "proches" et relativement brillants.
Pour imager ce type d'objets on choisira une caméra dite planétaire permettant de capturer des images à haute fréquence ; 5, 10, 15, 20 voir 30 images par secondes.
Les objets du ciel profond, à l'inverse, sont peu lumineux et on les imagera avec des poses dites "longues" ; 30s, 1min, 5min, 10min, 20min.
La technique est donc différente et les implications matérielles sont différentes.
Mais ce n'est pas seulement sur le matériel qu'il y a un impact, en effet, le traitement des images sera lui aussi différent.
Car, oui, faire de l'astrophoto c'est acquérir les images durant une ou plusieurs sessions nocturnes mais c'est aussi passer du temps à effectuer un post-traitement assez long pour en révéler le plein potentiel.
Il faut garder cela en tête, si passer des heures devant un ordinateur à faire du traitement d'image vous rebute ce n'est peut-être pas vers l'astrophoto qu'il faut se tourner mais, pourquoi pas, vers le visuel assisté.
C'est bien beau tout ça mais je ne sais toujours pas quel instrument prendre...
Il existe plusieurs types d'instruments permettant de faire de l'astrophoto, faisons une liste non-exhaustive :
Les réfracteurs comme les lunettes astronomiques ou les objectifs photo à lentille ;
Les réflecteurs comme les newtons, les schmidt-cassegrain, les ritchey-chrétien, les maksutov-cassegrain, ...
... Ok, y'a du choix... je prends quoi ?
Plusieurs paramètres vont être déterminants, la focale, l'ouverture, le diamètre, la qualité optique et mécanique.
- La focale va déterminer le grossissement et donc le champ de vision ;
- L'ouverture va déterminer la quantité de lumière captée par l'instrument durant un temps donné ;
- Le diamètre va déterminer la résolution ou dit autrement le pouvoir séparateur de l'instrument ;
- La qualité optique va déterminer la qualité de l'image, si elle a des aberrations optiques ou non, le piqué, etc. ;
- La qualité mécanique va déterminer la capacité de l'instrument à fournir une qualité optique stable quelques soient les contraintes qui lui sont appliquées.
La focale va directement déterminer les objets que vous pourrez photographier.
Par exemple, à part quelques exceptions les galaxies étant les objets les plus lointains, elles ont un diamètre apparent relativement faible. Autrement dit, à faible focale, une photo de galaxie représentera un timbre poste au milieu d'un très vaste champ d'étoile. Plus on augmentera la focale plus elle prendra de place dans le champ.
À l'inverse, les nébuleuses sont des amas de gaz qui s'étendent sur de très grandes distances, impossible alors de les faire rentrer entièrement sur le capteur si la focale est trop importante.
Donc le choix de la focale sera à faire en fonction des objets que vous souhaitez imager et encore une fois il n'y a pas d'instrument universel.
L'ouverture d'un instrument se calcule en divisant la focale par le diamètre, on parle de rapport f/d. Plus le chiffre est petit et plus l'instrument est ouvert. Plus l'instrument est ouvert est plus il est lumineux. Mais attention, plus l'instrument est ouvert et plus les réglages seront délicats. En astrophoto, un instrument dont le rapport f/d est compris entre 4 et 7 est considéré comme suffisamment lumineux sans être trop difficile à régler. Cela ne veut pas dire que l'on ne peut pas faire de photo avec un instrument ouvert à 10 mais on captera simplement moins de lumière pour un temps de pose donné. Sur des objets dont la luminosité est faible cela peut devenir délicat, mais en planétaire, par exemple, cela ne pose pas de problème. Pour faire varier le rapport f/d, soit on fait varier la focale soit le diamètre.
À diamètre équivalent, plus la focale est courte et plus l'instrument est ouvert... encore un aspect qui détermine les objets que l'on peut photographier.
Si l'on veut conserver un peu de focale, il faudra augmenter le diamètre pour conserver une même ouverture, oui mais voila plus le diamètre augmente et plus le prix augmente...
Parlons justement du diamètre, il détermine la résolution de l'instrument c'est à dire le plus petit élément visible ou dit autrement la distance à partir de laquelle on ne parviendra plus à distinguer deux éléments. La voûte céleste représente une demi-sphère que l'on peut découper en degrés d'angle. Par exemple, d'Est en Ouest il y a 180°, le zénith est à 90°. Les objets s'étendant sur bien moins que cela, on doit donc subdiviser les angles, ainsi un degré est constitué de 60 minutes d'arc et une minute d'arc est constituée de 60 secondes d'arc. Par exemple, un instrument de 200mm de diamètre à un pouvoir séparateur théorique de 0,6 secondes d'arc. Pour comparaison la galaxie M51 a une dimension apparente de 8 minutes d'arc.
Outre le fait que le pouvoir séparateur théorique n'est jamais réellement atteint sur un instrument, la turbulence atmosphérique vient troubler tout ça.
Et oui, les photons qui nous parviennent de l'espace doivent traverser différentes couches d'atmosphère avant d'atteindre notre capteur. Les flux d'air dans ces différentes couches sont plus ou moins stables et la turbulences des masses d'air a pour effet de dévier les photons leur trajectoire initiale. Cette turbulence n'est pas stable et la déviation des photons évolue au fil du temps. En astrophoto, l'effet est bien perceptible. Ainsi, en considérant qu'une étoile constitue une source de lumière ponctuelle les photons qui nous parviennent d'elle ne taperons pas tous le capteur au même endroit étalant l'image de l'étoile. Le pouvoir séparateur d'un instrument peut donc être limité par la turbulence du ciel.
Dans l'Hérault, en moyenne, la turbulence ne permettra pas une précision inférieure à 3 ou 4 seconde d'arc. De fait, même avec notre instrument de 200mm de diamètre nous n'obtiendrons pas des détails inférieurs à 3 secondes d'arc.
C'est l'une des raisons pour lesquelles ont dit qu'en astrophoto le diamètre n'a pas autant d'importance que l'on pourrait le croire. Les autres raisons sont liées au capteur et à l'échantillonnage mais nous verrons cela plus tard.
La qualité optique sera également un élément de décision. Dans une lunette la lumière converge vers un point focal à l'aide d'une lentille mais la lumière qui arrive sur la lentille ne focalise pas exactement au même point selon la longueur d'onde (rouge, vert ou bleu par exemple). On parle alors d'aberration chromatique.
Sur une photo astro, le phénomène est particulièrement visible sur les étoiles. Le centre est blanc, mais sur les bord les couleurs sont dissociées (ça "bave" en bleu, en rouge, etc.).
Pour corriger le problème, on rajoute alors des lentilles correctrices. Selon le nombre total de lentilles on parlera alors de doublet, de triplet, de quadruplet, etc. Attention, ce n'est pas parce qu'il y a beaucoup de lentilles que c'est forcément mieux. C'est vraiment sur la qualité qu'il faut faire son choix.
Il existe des lunettes achromatiques et apochromatiques.
Les lunettes apochromatiques sont celles dont le chromatisme est le mieux corrigé.
Les aberrations chromatiques ne sont pas les seules aberrations que l'on rencontre sur un instrument, on trouvera également les aberrations géométriques comme la coma. On rencontre cette dernière aberration sur les lunettes mais également sur les formules optique basées sur des miroirs. Les newton, les schmidt-cassegrain et les maksutov-cassegrain y sont soumis, seuls les Ritchey-Chrétien qui possèdent deux miroirs hyperboliques sont dépourvus de cette aberration. Pour les autres instruments il faudra utiliser un correcteur de coma. Le correcteur de coma est constitué d'un ensemble de lentilles dont l'objectif sera d'annuler l'aberration optique.
Quelques fois le correcteur sera inclus dans l'instrument mais la plupart du temps c'est un élément qui viendra se visser sur le train d'imagerie (caméra, appareil photo numérique, roue à filtre, ...).
Étant donné que la lumière devra traverser l'ensemble de ces éléments la qualité optique globale sera déterminée par l'élément dont la qualité est la moins bonne.
Mécaniquement parlant le télescope ou la lunette devra permettre de faire de la photo c'est à dire être en capacité de supporter le poids du train d'imagerie et cela peut aller du simple appareil photo numérique à un assemblage plutôt lourd. Sur les télescopes les éléments de maintien et de réglage des miroirs ainsi que le porte oculaire seront des points à vérifier avant l'achat. Mais il y a également un élément électro-mécanique qu'il ne faut surtout pas sous-estimer c'est la monture.
En astrophoto, il est nécessaire de compenser la rotation de la Terre pour que l'objet reste net sur l'image et c'est le rôle de la monture. En astronomie amateur la grande majorité des montures utilisées sont des montures équatoriales de type allemandes. La qualité du suivi dépendra directement de la qualité des pièces mécaniques (engrenages, poulies, couronnes dentées, etc.) mais également du réglages de ces dernières. Une monture est fabriquée pour supporter un instrument d'un certain poids au delà duquel le fabricant ne garanti plus le fonctionnement correct de la monture. Il faudra généralement ne pas dépasser les 2/3 de la charge maximale annoncée par le fabricant quand on fait de l'astrophoto car les contraintes sont plus importantes encore.
Le choix de la monture est donc important car une petite monture sera facilement transportable pour de l'imagerie nomade mais elle interdira les instruments de gros diamètre. Une grosse monture pourra soutenir le poids d'un gros instrument mais le déplacement de tout le matériel lors d'une soirée sera plus fastidieux. Il est à noter tout de même qu'il existe des montures qui arrivent à allier un encombrement raisonnable et une capacité de charge tout à fait suffisante pour une grande partie des instruments.
La monture est un élément déterminant pour la réussite de vos photos, il faut la choisir avec soin.
Bon ok, j'ai choisi mon instrument, j'achète un boîtier photo et c'est bon ?
Huuum... presque !
Pour faire nos photos nous utilisons un appareil muni d'un capteur CMOS ou CCD que ce soit une caméra dédiée à l'astro ou un reflex numérique. Ces capteurs sont ni plus ni moins que des convertisseurs analogique/numérique. Lorsque l'on converti un signal analogique en numérique il faut respecter un échantillonnage correct pour que les valeurs numériques représentent fidèlement le signal analogique d'origine.
Les capteurs photo sont constitués de cellules qui correspondent à un pixel sur l'image finale. L'idée d'un bon l’échantillonnage dans ce cas de figure est d'avoir suffisamment de pixels pour que l’obtienne une représentation fidèle de la source photographiée. S'il n'y a pas assez de pixels on parle de sous-échantillonnage ; s'il y en a trop on parle de sur-échantillonnage. Prenons un exemple pour illustrer ces cas de figure.
Disons que l'on veuille prendre un cerisier en fleur en photo et imaginons que nous disposions d'un appareil photo équipé d'un capteur à 4 gros pixels... il y a des chances que certains détails nous échappent n'est-ce pas ? Nous sommes clairement en train de sous-échantillonner
.L'appareil est équipé à présent d'un objectif qui, à la distance où sommes de l'arbre nous permet de distinguer un pétale des fleurs du cerisier mais en deçà c'est flou. Nous avons également rencontré des visiteurs du futur qui nous ont changé le capteur par un nouveau qui lui contient plusieurs milliards de pixels si bien qu'avec, le niveau de détail serait équivalent à taille de la patte d'un puceron ( ouais, c'est classe ! ). Et bien, ce capteur ne serait pas exploité correctement puisque l'objectif monté sur l'appareil photo ne nous permet pas de distinguer plus qu'un pétale de fleur... Nous serions dans un cas de sur-échantillonnage flagrant.
L'échantillonnage théorique est déterminé par le théorème de Shannon : "L’échantillonnage d'un signal exige un nombre d'échantillons par unité de temps supérieur au double de l'écart entre les fréquences minimale et maximale qu'il contient".
En astronomie cela correspond au pouvoir séparateur de l'instrument divisé par 2 ou 3 par pixel.
Reprenons le cas de notre instrument de 200mm de diamètre et dont le pouvoir séparateur théorique est de 0,6 secondes d'arc. Il faudrait alors se débrouiller pour qu'un pixel de l'image représente entre 0,2 et 0,3 secondes d'arc de la voûte céleste.
Oui, mais n'oublions pas la turbulence ! Souvenez vous, le ciel de l'Hérault ne permet pas d'aller au delà de 3 à 4 secondes d'arc donc dans l'Hérault l'échantillonnage idéal est entre 1 et 1,5 secondes d'arc par pixel (au mieux) !
Mais comment savoir quelle portion de ciel est contenue dans un pixel ? Et bien cela dépend de la focale de l'instrument et de la taille des pixels sur le capteur.
Donc si vous avez déjà un appareil photo ou une caméra, il faudra adapter la focale de l'instrument pour avoir un échantillonnage correct. Si vous avez déjà l'instrument, il faudra choisir un-e APN/Caméra dont la taille des pixels permettra d'obtenir un échantillonnage correct.
Wow wow wow !!! Mais tu m'as dit que je devais adapter la focale en fonction des objets que je voulais prendre en photo. Et à présent, tu me dis que l'échantillonnage détermine la focale... c'est impossible ton truc !!!
Ahem... oui c'est là toute la difficulté de choisir un instrument... mais ce n'est pas impossible. Cela dit, ça montre également que certaines choses nous seront inaccessibles à moins de changer de lieu pour avoir un meilleur ciel. Mais prenons un exemple pour clarifier la démarche.
Disons que l'on possède un CANON EOS 600D et que l'on souhaite se lancer dans la photo astro. Un réflex numérique sera peu adapté pour la photo planétaire, donc nous considérerons uniquement le ciel profond.
Les appareils photo numériques sont en couleurs et pour cela une matrice bayer est utilisée. Sans rentrer dans les détails disons que pour le calcul de l'échantillonnage il faut multiplier la taille d'un pixel par 1,5.
Le 600D a des pixels de 4,29µm : 4,29 x 1,5 = 6,4µm
Le calcul pour obtenir la focale idéale est : 206 x (2 à 3) x (Taille pixel / résolution maximale)
Prenons une valeur moyenne de 3,5 secondes d'arc pour le ciel de l'Hérault et les pixels du 600D :
le calcul devient :
206x2x(6,4/3,5) < focale idéale < 206x3x(6,4/3,5)
Soit une focale comprise entre 741mm et 1112mm
Avec ce genre de focale on peut donc (grossièrement) aller d'une lunette Skywatcher 80ED à un Celestron C8 équipé d'un réducteur de focale en passant par un newton 200/800 ou 200/1000 . Le choix reste malgré tout assez large donc
.Donc si on doit résumer le choix de l'instrument dépend des objets à photographier, du ciel, du matériel que l'on possède déjà et enfin du type de pratique que l'on souhaite faire : itinérant ou poste fixe.
Mais revenons un peu sur les appareils photo et caméras. Il y a un dernier détail à prendre en compte. Si l'instrument choisi nécessite un correcteur de coma ou un correcteur/réducteur ou un réducteur de focale, il faudra s'assurer qu'il convient à la caméra et au train d'imagerie.
Outre la taille des pixels un autre élément dont il faut se soucier est la dimension du capteur. Sur les appareils photo numériques, on a du 4:3, de l'APS-C et du plein format. Plus la taille du capteur est grande plus la portion de ciel prise en photo sera importante. C'est intéressant ! C'est vrai, mais les correcteurs offrent un cercle de correction défini par le constructeur qui peut être trop restreint pour un plein format par exemple. Il faudra donc vérifier que le correcteur corrige l'image sur l'intégralité du capteur.
L'autre donnée à prendre en compte c'est le backfocus. Le backfocus est la distance entre la sortie du correcteur et le capteur à laquelle la correction est optimale. Si on est trop proche ou trop éloigné la correction ne sera pas bonne et une partie de la photo contiendra des aberrations optiques malgré le correcteur.
Par exemple, le MPCC de chez Baader a un backfocus optimal à 55mm (+/- 1mm). C'est la distance entre le capteur d'un APN Canon et la fixation des objectifs. Ce correcteur est donc parfait pour être positionné directement sur le boîtier. Mais si le train d'imagerie est constitué d'une caméra monochrome + une roue à filtre + un diviseur optique + le correcteur, il y a de fortes chances que la distance entre le correcteur et le capteur soit supérieure à 55mm et là l'image ne sera plus corrigée.
Oh là !! Mais c'est super dur l'astrophoto ! Je suis plus trop chaud moi !!
Ne te décourages pas ! Tout ces éléments sont des choses à connaître certes, mais quand on débute il y a aussi un aspect important : le plaisir de l'expérimentation !! Tu veux faire des photos ? Fais les ! Si la discipline te plaît tu seras toujours à temps d'améliorer ton matériel par la suite.
Ce conseil est d'autant plus valable si tu as déjà tout ou partie du matériel. Étant donné que tu le possèdes, utilise le ! Tu verras bien ce qu'il en sortira. Fais toi plaisir !!!
Les connaissances sont importantes mais la pratique te permettra de mieux les appréhender. Toutes les notions que j'ai abordées sont là pour t'éviter un achat inutile ou inapproprié. Cependant, il ne faut non plus passer des mois à calculer le matériel optimal sans jamais sortir sous le ciel.
À ce titre, il est important de ne pas griller tout son budget dans un élément ou un autre. Pour cela, le marché de l'occasion est vraiment une solution intéressante. Le matériel astronomique se revend environ aux 2/3 du prix du neuf. Le matériel optique ne perd quasiment pas de valeur. Les montures perdent également très peu et les caméras perdent de la valeur seulement quand saut technologique est franchi.
Pour finir, voici trois exemples de configurations matérielles qui fonctionnent en astrophoto pour débuter tranquillement :
Setup 1 :
- Lunette Skywatcher 80ED ;
- Monture Skywatcher HEQ5 (voir NEQ6 ou AZ-EQ6) ;
- Correcteur Skywatcher ;
- Reflex numérique ;
- Câble EQ-Mod ;
- Ordinateur portable.
- Newton 200/1000 (voir 200/800) ;
- Monture Skywatcher NEQ6 (voir AZ-EQ6) ;
- Correcteur Baader MPCC mark 3 ;
- Reflex numérique ;
- Câble EQ-Mod ;
- Ordinateur portable.
- Celestron C8 (voir Celestron C8 edge HD)
- Monture Skywatcher NEQ6 (voir AZ-EQ6) ;
- Correcteur/réducteur Celestron (ou réducteur Célestron pour edge HD) ;
- Reflex numérique ou ZWO ASI 224 pour le planétaire ;
- Câble EQ-Mod ;
- Ordinateur portable.
Lance toi, prend du plaisir et partage nous tes photos !!
Davy
Mais j'ai bien assimilé toute la technique. 
