Observation

Le guide du matériel de l’astrophotographe débutant

Passionnés et curieux d’astronomie, ici Anthony du blog ​Les Curieux du Cosmos​. Vous vous en souvenez peut-être, nous avons fait connaissance dans l’article “​comment débuter en astrophotographie” dans lequel j’introduisais ce vaste domaine.

Aujourd’hui, Heikel m’invite à nouveau sur Passion Astronomie afin que je vous en dise un peu plus sur l’art et la manière de photographier le ciel. Devenir un bon astrophotographe du jour au lendemain est impossible, certes. Mais avec un peu de patience, de matériel et quelques bons conseils, un débutant passionné et curieux tirera ​le meilleur de ce que le ciel a à lui offrir​​ !

Le matériel nécessaire à l’astrophotographie n’est pas donné. Pourtant, comme dans n’importe quelle discipline, on peut s’en tirer pour pas grand-chose. C’est ce que nous allons voir tout au long de cet article et, suivant votre budget, vous serez en mesure à la fin de trancher pour le meilleur compromis !

Choisir son domaine

Commençons par le début. Lorsqu’on décide de se lancer dans l’astrophotographie, il faut tout d’abord ​savoir ce qui nous intéresse.​​ Il faut également connaître le matériel utilisé dans le domaine qui nous attire. C’est une simple question, elle est pourtant primordiale pour fixer votre budget.

Comme vous le savez peut-être, on distingue ​deux domaines en astronomie : le planétaire et le ciel profond. Allons voir ça de plus près !

Le domaine planétaire

Ici, on retrouve les objets appartenant à notre ​système solaire​​, c’est-à-dire qui se trouvent à l’intérieur de celui-ci. Pour tout vous dire, comme en observation, il s’agit du ​domaine le plus accessible à l’astrophotographe débutant​​. Pourquoi ?

Les ​objets planétaires sont lumineux​​, plus lumineux que ceux de ciel profond. Donc le capteur de votre appareil photo aura besoin de moins de temps afin d’emmagasiner la lumière. En outre, cela évite de mettre en oeuvre des moyens onéreux de suivi, comme ​une grosse monture équatoriale motorisée par exemple.

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En planétaire, le maître mot est “​grossissement​​”. Les planètes sont des astres très petits comparés aux autres objets célestes peuplant notre Univers. Pourtant si proches de la Terre, il faudra grossir l’image plusieurs fois afin de percevoir ​les détails en surface de nos voisines.

Par contre, en planétaire, vous serez limité en nombre de cibles… Ce qui ne sera certainement pas le cas en ciel profond.

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Lunettes et télescopes Cassegrain

Les lunettes comme la Skywatcher 72/420 EvoStar ou les télescopes de la famille des Cassegrain comme le Maksutov Skywatcher 102/1300 offrent ​de belles performances dans le domaine planétaire​​. Il vous faudra cependant user d’une ​lentille de Barlow afin d’agrandir les planètes les plus éloignées.

Le ciel profond

Nous sommes dans le domaine des astres lointains. Étoiles, galaxies, nébuleuses et autres objets peuplant l’Univers se trouvent ​en dehors de notre système​​, à plusieurs années-lumière de distance. C’est ici que les choses se compliquent.

La lumière provenant des objets en ciel profond traverse l’espace interstellaire ainsi que l’atmosphère de notre planète avant d’atteindre notre rétine, ou le capteur de l’appareil. Un tel voyage diminue l’intensité lumineuse de ces astres sans compter, bien entendu, la pollution lumineuse de votre position…

Il faudra donc ​plus de temps au capteur de votre appareil pour se charger en photons​​, les particules de lumière. En photographie, ceci s’appelle ​la pose longue​. Bien sûr, qui dit pose longue dit aussi “a​ucun bougé​​” pendant la prise. Malheureusement pour les astrophotographes, la Terre tourne et la voûte céleste défile sous nos yeux.

Pour compenser ce mouvement, ​une monture équatoriale est indispensable. De plus, il faut qu’elle soit ​solide ​​afin de supporter le poids de l’équipement photo. Evidemment, ce type de monture est un peu plus onéreux qu’une banale monture azimutale…

Un dernier mot quant au ciel profond : ​luminosité​​. Oui, votre instrument doit posséder le plus gros diamètre possible afin de récolter un maximum de luminosité.

Les télescopes de Newton

Comme nous le verrons dans la suite de cet article, les lunettes offrent une meilleure résolution grâce à ses lentilles. Le problème reste le coût de celles-ci en fonction du diamètre. C’est pourquoi un télescope de Newton est ​un excellent moyen de débuter en ciel profond​​, que ce soit pour faire de l’astrophotographie ou de l’observation.

On privilégiera donc le diamètre afin d’avoir un instrument lumineux, comme avec le Skywatcher 150/750 Explorer.

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Appareil photo numérique ou caméra ?

La grande question que se posent les débutants sur le matériel est surtout “​quel appareil choisir ?​”. En astrophotographie, il y a ​deux écoles​​ :

  •  ceux qui ​photographient​​ le ciel puis combinent leurs images. 
  • ceux qui préfèrent le ​filmer ​​puis tirer les meilleures images du film

Les deux techniques se valent et en général (je dis bien en général ! 😉 ), on réserve la photographie au ciel profond et on film en planétaire.

Tout ceci n’est qu’une question de ​turbulences atmosphériques​​. Plus on grossit, plus les turbulences se manifestent sur l’image, la rendant floue. Moins gênantes en ciel profond pour les faibles grossissements, elle le devient davantage en planétaire. C’est pourquoi les astrophotographes préfèrent filmer afin de “figer” cette turbulence et réussir à tirer des images entre deux vagues.

En astrophotographie, on peut utiliser trois types d’appareils : 

  1. l’appareil photo numérique (APN)
  2. la caméra CCD
  3. la caméra vidéo astronomique (ou webcam)

L’APN

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L’APN, tout le monde sait ce que c’est. Il prend des photos et même des vidéos ! En ce qui concerne le choix, je vous conseillerais plutôt l’appareil ​reflex ou hybride​​, comme l’excellent ​Sony A7S II​. La différence entre les deux est que l’hybride est plus compact et mieux adapté à la prise de vue nocturne (son viseur est numérique et non optique, comme sur le reflex). À part ça, les deux se valent. En matière de reflex, le Canon 100D​ me semble être un bon point de départ.

En astrophotographie, il est impératif d’utiliser un appareil de type reflex ou hybride car il vous octroie la possibilité ​d’interchanger ses objectifs​​. Ainsi, vous pourrez même utiliser votre télescope comme super-téléobjectif !

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L’autre atout du reflex est de pouvoir paramétrer ses réglages comme bon vous semble, grâce au ​mode manuel​​. Celui-ci est primordial en astrophotographie afin de prendre entièrement le contrôle de votre appareil.

Contrairement à la caméra, ​l’APN est autonome et n’a pas besoin d’être branché à un ordinateur pour fonctionner ! Afin d’en apprendre plus sur l’utilisation de l’APN, je vous invite à ​lire cet article​.

La caméra CCD

Communément appelé caméra CCD par les astronomes amateurs, il s’agit en fait ​d’un appareil prenant des photos​. Le capteur de cette caméra est refroidi, ce qui permet d’effectuer de longues poses sur des cibles peu lumineuses. Le terme CCD décrit la technologie du capteur mais là, inutile d’entrer dans les détails ici, ils ne feraient qu’alourdir l’article ! 😉

La caméra CCD est l’appareil astronomique par excellence, ceci dit les moyens de mise en oeuvre dépassent le cadre de cet article. Etant donné la spécificité d’utilisation de ce matériel, ​je ne le conseillerais pas aux débutants.

La caméra vidéo astronomique

En fait, il s’agit d’une ​webcam modifiée pour l’astronomie​​. Aujourd’hui grandement commercialisée dans le domaine, cette idée est née grâce aux astronomes amateurs qui ont constaté que filmer pouvait contrer les turbulences atmosphériques. Au début, ils utilisaient de simples webcams d’ordinateur, puis la méthode s’est répandue. De nouvelles caméras ont vu le jour, spécialement conçues pour l’astronomie.

Avec l’APN, c’est le deuxième appareil que je vous recommanderais car tout le monde sait se servir d’une webcam. Il vous suffit ensuite de l’adapter sur votre télescope et de filmer ! Ce modèle de chez ZWO​ est très bien pour commencer.

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Si vous souhaitez en apprendre plus sur cette technique, je vous invite à regarder ma vidéo “le ciel profond à la webcam​” 😉

Le seul inconvénient est que pour fonctionner, il vous faut un ordinateur à portée de main, donc une source d’alimentation également si votre séance photo dure plusieurs heures…

Au final…

Pour résumer, il n’y a pas de bon ou de mauvais choix ici. APN ou webcam feront le travail, cela dépendra avant tout ​de votre budget et de vos envies​ :

  •   l’APN est plus polyvalent​​ mais revient plus cher à l’achat.

  •   la caméra est plus spécifique​​ mais demande un budget moins important.

Quels instruments pour l’astrophotographie ?

À vrai dire, tous ! Peu importe, vous faites du visuel, vous ferez de la photo !

Bon après, si vous devez faire un choix pour l’astrophotographie, certains instruments sont plus propices que d’autres, certes… ​L’optique est un enjeu de taille lorsqu’il s’agit de photographie et nous n’avons pas le droit à l’erreur !

Vous le savez peut-être, en astronomie, on distingue deux types d’instruments :

  • les lunettes​​, dit réfracteurs
  • les télescopes​​, dit réflecteurs

Les deux peuvent servir en astrophotographie et en fin de compte, les défauts et qualitésqu’on leur attribue en visuel se répercutent en photographie.

La lunette astronomique

Cet instrument est composé de lentilles alignées les unes à la suite des autres à l’intérieur d’un tube. Ces lentilles sont complexes à fabriquer, d’où les prix aux allures exponentielles des lunettes atteignant un certain diamètre. C’est bien dommage, car ​le diamètre est le premier critère de choix​​ d’un instrument astronomique…

La lunette possède une ​résolution nettement supérieure aux télescopes​​, à diamètre égal bien entendu. Cette qualité est très appréciée en photographie car elle permet d’obtenir des images nettes et détaillées.

Les défauts principaux

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Évidemment, les lunettes ne sont pas parfaites non plus ! Elles souffrent de ​courbure de champ et ​d’aberrations chromatiques​​. La courbure de champ rend la mise au point difficile sur l’ensemble de l’image. Si vous faites la mise au point au centre par exemple, les étoiles en bord de champ seront plus ou moins floues. Ceci-dit, il existe des ​applaudisseurs de champ permettant ainsi de redresser l’image. 😉

Quant aux aberrations chromatiques, elles produisent sur le bord des objets observés des liserés colorés. Afin de les réduire, des traitements sont appliqués sur les lentilles. C’est pourquoi on trouve des lunettes dites ​achromatiques et ​apochromatiques​​. Les lentilles apochromatiques sont de bien meilleure qualité que les autres, donc faites bien attention lorsque vous les choisirez.

Sachez aussi que ce traitement est appliqué sur toutes les optiques de qualité, que ce soit des oculaires, des objectifs photographiques, etc…

Pour résumer, en astrophotographie la lunette​ :

         +  présente une excellente résolution

         +  mais aussi peu de défauts optiques

Les personnes qui ont lu cet article ont aussi lu   Comment débuter en astrophotographie

         +  possède une correction des défauts chromatiques par traitement apochromatique

         +  pas de collimation (voir les télescopes)

          –  déforme les images par courbure de champ

          –  est relativement coûteuse pour les diamètres importants

Les télescopes

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Ici en revanche, la conception est plus simple : pas de lentilles mais deux miroirs à l’intérieur d’un tube. Les rayons lumineux sont donc déviés jusqu’à l’oculaire, en parcourant plusieurs fois le tube optique. Cette conception oblige l’utilisateur à vérifier l’alignement des miroirs avant chaque observation : ceci s’appelle ​la collimation​​, efficacement effectuée grâce à ​un collimateur laser​.

Malheureusement, on perd forcément en résolution, mais ​on peut ainsi gagner en diamètre sans devoir trouer son porte-monnaie. C’est comme cela que nous augmentons également la luminosité.

Les différents types

Il existe plusieurs types de télescopes et chacun ont leurs propres particularités. Certains sont même équipés de lentilles et de miroirs, augmentant ainsi leur résolution. On distingue deux catégories

  •  les télescopes de Newton​​, équipés de miroirs uniquement.
  • les télescopes de la familleCassegrain​​ dotés de lentilles et de miroirs.

Les défauts principaux

L’apparition de miroirs s’accompagne également de nouveaux défauts. On a vu précédemment que les lentilles déforment légèrement l’image et lui apporte du chromatisme. Les miroirs eux, souffrent surtout :

  • de ​coma​​, rendant les étoiles asymétriques comme des comètes
  •  de ​courbure de champ​​, comme les lentilles
  •  d’​astigmatisme​​, déformant également les étoiles, en croix ou autres formes plus complexes.
 
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Grâce à un ​correcteur de champ​, on arrive à corriger la coma qui reste le plus gros défaut des télescopes. La courbure de champ et l’astigmatisme ne sont pas prépondérants et, à moins que votre instrument en pâtisse exagérément, il ne sera pas nécessaire de les corriger ici.

Handicapé par le miroir secondaire

Il persiste un dernier défaut important sur les télescopes : ​l’obstruction​​. Il s’agit de la perte de luminosité et de contraste provoquée par le miroir secondaire situé au centre de l’objectif. En ciel profond, l’obstruction n’est pas très gênante car en réalité, ​seule la perte de contraste est prononcée​​. Ce sont donc les détails des planètes qui diminuent en fonction de l’importance de l’obstruction centrale du télescope.

C’est pourquoi en règle générale, on privilégie les lunettes astronomiques en planétaire ! 😉

Pour résumer, en astrophotographie le télescope​ :

          +  offre un meilleur diamètre au même prix

          +  propose plusieurs formules optiques comme les télescopes de Newton et Cassegrain

          +  est plus compact que la lunette chez les Cassegrain

          +  est moins sujet au chromatisme

          –  possède plus de défauts optiques

          –  offre une résolution inférieure à la lunette par sa conception (optique et obstruction)

          –  doit être collimaté

La monture de l’astrophotographe

Passons maintenant aux choses sérieuses et parlons d’un équipement indispensable à tout astrophotographe : ​la monture équatoriale​​ !

La précision avant tout 

La monture est la partie d’un instrument astronomique permettant d’orienter le tube dans la direction souhaitée. ​La monture azimutale​​, très basique, autorise des mouvements en azimute (gauche et droite) et en latitude (haut et bas). Motorisée ou manuelle, elle ne vous permettra en aucun cas de suivre correctement une cible en vue de la photographier.

En astrophotographie, ​la précision de suivi doit être redoutable suivant le type de l’astre photographié. Si ce dernier impose de longues poses, un mauvais suivi aura pour effet de saboter vos images en y laissant de vilaines traînées… Dans ce cas, la monture équatoriale n’est plus une option !

Par contre, si vous préférez filmer plutôt que photographier, vous pourrez vous en passer. Si vous souhaitez en savoir plus, je vous renvoie au lien en début d’article sur “​le ciel profond à la webcam​”. 😉

La monture équatoriale

Cette monture est articulée sur quatre axes et ​suit le ciel en compensant le mouvement de rotation terrestre​​ grâce aux contrepoids qu’elle embarque.

Afin que cette prouesse se réalise, il est nécessaire d’effectuer ​une mise en station à l’aide des deux premiers axes d’azimut et de latitude. Cette opération consiste à positionner l’axe polaire (ascension droite) parallèlement à celui de rotation de la Terre. Ceci fait, les deux autres axes d’ascension droite et de déclinaison permettront de chercher la cible.

Ce qu’il faut prendre en compte lorsqu’on achète une monture, c’est le poids qu’elle est capable de supporter. ​Dépasser cette limite admissible risquerait d’endommager la monture​​. La monture ​Skywatcher NEQ-5 par exemple peut supporter jusqu’à 10 kg supplémentaires.