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MATÉRIEL ET CONDITIONS D'ACQUISITION D'IMAGES :

et quelques conseils tirés de mes déboires personnels


- Les images présentées sont :

- Des photographies argentiques; le domaine de prédilection de la photo argentique était le "grand champ stellaire" mais elle est progressivement abandonnée depuis le début des années 2000 au profit des autres méthodes "tout numérique": 

- Des images de Webcam dont le domaine de prédilection est le "planétaire". 

- Des images de CCD avec module de refroidissement , materiel avec lequel j'ai peu d'experience. 

- Des images d' appareil photo numérique (APN), reflex de préférence, qui a remplacé l'appareil photo argentique.

  - Les sites d’observation :le plus loin possible de toute pollution lumineuse, ce qui devient difficile ! Certains Week-end de nouvelle Lune et le mois d'août permettent de s'évader vers les Préalpes ou les alpes de sud. Si l'on a le choix, toujours préférer la haute altitude: la transparence sera toujours meilleure. Elle permet d'obtenir des clichés plus fouillés, plus riches, plus contrastés. Cependant, les filtres anti- pollution lumineuse et les techniques numériques permettent maintenant de s'affranchir d'une bonne partie de la pollution lumineuse péri-urbaine. 

- Les optiques :
1/ Lunette Astro-Physics EDFS 155/1085, utilisée soit à son f/d nominal (f/d:7), soit avec un aplanisseur de champ, soit avec réducteur de focale x 0.75  (f/d :5,2), et plus occasionnellement avec télé convertisseur x 1,6 Nikon (f/d: 11) ou avec une Barlow Astro-Physics (f/d: 14). Après plusieurs années d'utilisation et des séjours en altitude, est apparu un défaut lié à la transformation du bain d'huile entre deux lentilles du bloc optique (authentifié par David Vernet) qui a nécessité un retour aux U.S. pour régler ce problème. Les optiques plus récentes ne sont pas exposées à cela semble t'il.
2/ Lunette Takahashi FSQ-106ED/ 530, utilisée soit à son f/d nominal (f/d:5), soit avec réducteur 0,73 (f/d: 3,6).
3/ Schmidt Cassegrain C8 203/2000 f/d :10.   Le réducteur f/d :6,3 entraîne un vignettage si la surface sensible est de taille 24x36mm.
4/ Lunette Télévue Ranger 70/480, utilisée comme lunette guide avec une Barlow x2. 
5/ Téléobjectifs Nikkor, anciens modèles AI ou AIS, de focales 105/1,8,  180/2,8 ED,  400/5,6 ED, tous achetés d'occasion et ne servant pas qu'à l'astronomie. Une bague de conversion permet des les monter sur un boîtier numérique. Même avec des optiques photo réputées, il faut diaphragmer d’un à deux diaph. pour diminuer la coma visible dans les coins de l’image sur les photos longue pose.

- La monture : Monture équatoriale « allemande » Takahashi NJP.160 , motorisée, de conception déjà ancienne (acquise en 1997) mais qui peut supporter jusqu'à 30 kg de charge utile et dont l'erreur périodique calculée, après réglage du couple roue dentée - vis sans fin et changement de la graisse au bout de 10 ans (à faire plus tôt !) , est retombée à + ou - 3 secondes d'arc, permettant de se passer de guidage avec des focales jusqu'à 500 voire 600 mm. Le poids de l’installation complète peut dépasser les 70 kg selon les configurations. La qualité du résultat dépend en grande partie de la qualité de l'entraînement et du suivi, c'est à dire de la monture.  Depuis 2005, une nouvelle motorisation et un système FS-2 d'Astro-Electronic remplace l'ancienne motorisation PDX-6-XY.
 
- La mise en station :  à chaque séance avec le viseur polaire de la monture.  La mise en station doit être rigoureuse si l'on envisage de faire de longues poses, et mieux vaut perdre quelques minutes de plus pour la vérifier. Vérifier aussi l'ancrage des pieds (donner un petit coup de pied dans chaque élément du trépied: si l'ancrage bouge il faut l'améliorer, sous peine que le moindre petit coup de pied ultérieur, dans le noir, oblige à refaire la mise en station). Il faut aussi un sol suffisamment dur (attention aux sols herbeux, trop mous) où le piétinement à proximité n'entraîne pas de vibration du montage (regardons à l'oculaire et demandons à quelqu'un de marcher tout autour : une image qui bouge témoigne d'un sol insuffisamment stable).  Enfin vérifier l'absence de modification de la mise en station après manipulation du montage en tous sens.

- La mise en température des lunettes nécessite au moins 1 heure si la température extérieure est très différente de la température de stockage. Malgré cela, il est conseillé de contrôler la mise au point après les premières poses et en cours de nuit en cas de variation de la température exterieure.

- Le pointage des objets du ciel profond invisibles à l’œil nu:
         1) en l’absence de système GO TO et d'encodeurs, le pointage est fait par visée d’un étoile visible à l ‘œil nu (étoile jalon) à proximité de l’objet recherché, d’après l’atlas Uranometria. Une fois l’étoile cadrée au centre du verre de visée (ou de l’oculaire), on déplace l’axe de visée du télescope d’une valeur d’ascension droite (exprimées en minutes de temps) et de déclinaison (exprimée en degrés) correspondant à la différence de position entre l’étoile visée et l’objet recherché. L'appareil photo ou la caméra CCD est temporairement remplacé par un oculaire, qui permet alors de repérer et de bien centrer l'objet. 
         2) avec (depuis septembre 2005) un système GO TO "FS2" de la firme allemande  Astro Electronic couplé, à l'occasion du remplacement des deux anciens moteurs de la monture Takahashi NJP 160, par deux moteurs suisses Escap P-530. Les possibilités de réglage de cet ensemble sont très élaborées, la précision du pointage est étonnante et cela revient 2 fois moins cher qu'un système similaire Takahashi. De plus, le pilotage peut se faire à partir du PC, via une liaison RS 232, par l'intermédiaire d'un logiciel de cartographie céleste comme Guide.

- Pour éviter les problèmes de flexion différentielle:   Le montage doit être rigide (fixation des optiques, fixation de la lunette guide, serrage des porte oculaires). La platine porte accessoires doit être surdimensionnée. Éviter les rotules légères classiques pour appareils photo (j'ai raté personnellement un grand nombre de photos à cause de cela avant de me rendre compte que l'apparent défaut de suivi résultait d'un glissement imperceptible de la rotule).   Pour limiter les problèmes éventuels de flexion différentielle qui pourraient survenir au moment du passage au méridien (balancement du montage s'il n'est pas très massif, shifting éventuel du primaire des télescopes), l'objet est si possible visé dans les deux heures qui précèdent ou qui suivent son passage au méridien.

- Les boîtiers photo argentiques : étaient des Nikon F ou F2, des années 1970-80, totalement mécaniques, ayant une pose B, un déclencheur "à cloche" Nikon-Leica avec position de blocage, un viseur amovible que l'on peut remplacer par une loupe de visée x 6 fois (viseur DW-2 Nikon), un verre de visée amovible que l'on peut remplacer par un verre de visée très clair qui facilite la mise au point (les meilleurs sont les verres C, D, M, et surtout le G4) et une position de blocage du miroir relevé. 
    Les pellicules utilisées étaient: 
1/  Pellicule  N&B : Technical Pan Kodak (TP 2415) hyper sensibilisé au forming-gaz pour le ciel profond. Son coût, la difficulté de mise en oeuvre et l'incertitude du résultat (il faut attendre le développement) font que la pellicule est délaissée par la plupart des amateurs au profit de l'imagerie numérique. 
 2/  Pellicules couleur : PJ400 Kodak, et PJM Kodak exposée à 400 iso, Supra 400 Kodak, toutes discontinuées.  Diapositives: Ektachrome 200 ou Elitechrome 200 qui restaient dernièrement la meilleure proposition. 

- La webcam : etait une Philips TouCam Pro, dont l'oculaire est dévissé et remplacé par un coulant 31,75 qui vient se loger dans le porte oculaire, + ou - 1 ou 2 lentilles de Barlow (x2 ou x5), au foyer de l'instrument.
La Webcam est un fantastique outil pour capturer les planètes qui réclament des temps d'exposition très courts et de forts grossissements. Elles permettent d'enregistrer un grand nombre d'images sous forme de films "avi", desquelles on ne retiendra que les meilleures, celles qui paraîtront les moins dégradées par la turbulence.

- La caméra CCD : est une SBIG ST_8e (discontinuée), avec malheureusement un ancien port parallèle (avec les micro-ordinateurs récents dépourvus de port parallèle, si l'on ne veut pas changer de caméra, il faut une carte PCMCIA-port parallèle de marque QUATECH modèle SPP-100G qui fonctionne très bien sous Windows XP mais assez onéreuse, et qui ne fonctionne pas sous windows 7 ou superieur), avec roue à filtres, utilisée ou non avec module AO-7. Un filtre H-alpha Astronomik peut être interposé si l'objet visé est une région riche en hydrogène ionisé. Le logiciel d'acquisition et de traitement est Maxim CCD/DL version 2 ou 4  Les images de noir (darks), de même durée et à même température, qui prennent du temps mais qui par contre peuvent être réutilisées, sont faites les nuits de mauvais temps.  Les PLU (plages de lumière uniforme ou "flats") sont faits avec une "boite à flats" bricolée avec une boite en carton et 4 petites lampes branchées en série alimentées en 12 V.

- L'Appareil Photo Numérique
1/  Canon 20Da (discontinué), qui possèdait en 2006 date de son acquisition plusieurs avantages, en particulier:
        1) remplacement du filtre du 20D classique par un filtre absorbant moins les longueurs d'ondes du rouge et de l'infrarouge (2,5 fois moins d'absorption à 656 nm par rapport au 20D) , tout en conservant la possibilité de faire de la photographie classique le plus souvent sans visser un filtre devant l'objectif ni modifier le réglage de la balance des couleurs,  
        2) possibilité de mettre au point "en live" comme sur un APN compact, sur un agrandissement (x5 ou x10 fois) du centre de l'image visée, image que je renvoie sur un tout petit téléviseur à écran LCD., 
      La batterie est remplacée par une alimentation externe 12v via un petit adaptateur 7,5v / 12v.  Les images sont prises en mode RAW. 
Le réglage du temps de pose, de l'intervalle entre les poses, du nombre de poses, se fait via la télécommande TC 80 N3,  extrêmement pratique.  La sensibilité est réglée habituellement sur 800 iso. Le temps de pose unitaire est souvent limité à 6 minutes voire à 3 minutes par la mauvaise qualité du ciel, mais dans les meilleurs cas il peut atteindre voire dépasser les 8 minutes sans trop laisser monter le bruit si le ciel est bien noir et la température ambiante inférieure à + 5°. La prise de poses successives permettra d'obtenir un temps de pose total d'autant plus important que l'objet photographié est peu lumineux.  Les images de noir (darks) sont faites dans les mêmes conditions de température et de temps de pose, mais en l'absence de régulation de température du capteur, elles doivent être faites au moment ou peu après l'acquisition des images, ce qui est contraignant par rapport à la CCD à température refroidie et régulée.  Les PLU (flats) sont faites avec  la "boite à flats". Les objectifs Nikkor peuvent être facilement montés sur le boîtier Canon via une bague d'adaptation facile d'emploi, qui fait seulement perdre les automatismes dont on a d'ailleurs plus besoin. Cliquer pour voir ces accessoires.  
2/ Sony A7s, depuis 2017, d'un format 24x36,  dont la sensibilité est bien supérieure, refiltré Astrodon par Richar Galli. Ce modèle est utilisé avec des poses de 30 secondes uniquement, pour pallier à un problème de la fonction "bulb" qui permettrait des poses plus longues mais qui introduit un artefact incompréhensible (élimination des étoiles faibles qui sont prises par le logiciel pour des points chauds...!). La sensibilité est réglée à 5000 iso sans diminution de qualité et peut être montée davantage. Le nombre de poses est d'environ 110 à l'heure. Le pré traitement est fait sous Prism V10. La sensibilité permet de faire une mise au point en live sur des étoiles bien,plus faibles qu'avec le Canon 20Da. Le réglage de la balance des couleurs permet à cet appareil d'être uitilisable en photographie classique.

- Le suivi  pendant les poses d'imagerie
    Si la focale du montage optique est inférieure à 600 mm, ou si les poses n'excedent pas 30 secondes,  la monture Takahashi NJP bien réglée n'a pas besoin de guidage pour optimiser le suivi, sous réserve d'une mise en station rigoureuse.  

    Sinon un suivi est utile:  pendant la pose , le suivi est automatisé par camera dédiée, en l'occurence soit une vieille SBIG ST-4 (de 30 ans d'âge, discontinuée) sur diviseur optique radial ou sur lunette guide Télévue Ranger 70/480 en parallèle avec Barlow  et qui n'a pas besoin d'être reliée à un PC., soit une caméra ZWO ASI 462 à l'aide du logiciel PHD2 sur la lunette guide.
    Pendant les poses avec la caméra ccd SBIG ST-8e, le suivi était réalisé par le deuxième capteur, dédié à cette tâche, inclus dans cette caméra ccd, à travers ou non le module AO-7.

- La température nocturne se situe entre +15°C et –13°C selon la saison et l’altitude. La variation acceptée pendant l’exposition doit rester inférieure à 2°C pour éviter une dé focalisation en cours de pose. Les températures les plus froides sont les plus propices, tant à la photo argentique longue pose (ayant un effet d'hyper sensibilisation elles diminuent le défaut de réciprocité des pellicules) qu'à l'imagerie numérique (elles améliorent le rapport signal / bruit).

- La lutte contre le dépôt de buée sur les lentilles est un souci constant dés que l’hygrométrie dépasse 80%, et repose sur l’emploi d’un pare buée et de résistances chauffantes autour des blocs optiques. Une page suivante est consacrée à la fabrication de résistances chauffantes simples et efficaces. Le pare buée est toujours indispensable. La résistance chauffante est souvent utile, surtout en automne.

- La lutte contre le risque d’infiltration d’humidité dans le boîtier photo, argentique ou numérique, repose soit sur l’emploi de ruban adhésif collé sur le pourtour du dos charnière du boîtier, soit sur un sac plastique transparent enveloppant la boîtier.  Le PC doit être protégé si l'on est à l'air libre, par un coffrage le mettant à l'abri de l'hmidité et évitant d'éclairer malencontreusement les compères astronomes partageant le site d'observation.

- Le développement et le traitement des photos argentiques, jusqu'en 2004:
     Développement: TP hyper : dans du D19 à 21° pendant 5mn. Négatifs couleur et diapositives : par le circuit commercial.   
   
Tirage classique par procédé chimique:  Le tirage N&B argentique classique était fait sur papier Multigrade. 
    Traitement informatique: Il a transformé l'approche de l'astrophotographie argentique. La numérisation est faite soit à partir des négatifs (ou diapositives) sur scanner de films 24x36 ou sur scanner à plat équipé d'un dispositif pour films, soit à partir d’un premier tirage argentique sur scanner à plat.   Le compositage éventuel est fait sous un logiciel d'imagerie (MaxIm, Iris, Prism ...).  Le nécessaire rehaussement du contraste des photos couleur est fait secondairement (sous Photoshop ou PaintShopPro pour ne citer que les plus connus).

- Le traitement informatique après acquisition numérique par Webcam, CCD ou APN est extrêmement important comme l'atteste la comparaison entre les images brutes et l'image finale. Il n'est pas rare que le traitement des images prenne davantage de temps que leur acquisition. IL faut archiver les images brutes, qui pourront être retraitées ultérieurement selon les progrès des logiciels et des possibilités de traitement numérique. Le résultat obtenu par certains experts du traitement informatique est souvent enthousiasmant et leurs conseils vous seront précieux.  Mes images d'APN sont pré-traitées (soustraction de darks, offsets, flats, alignement et addition) et traitées (fonction logarithme pour faire ressortir les nébulosités faibles, ou encore algorithme de Richardson Lucy ou filtre Minimum pour affiner les étoiles) sous Prism 6 ou  Maxim DL, et terminées sous Photoshop CS, avec des résultats variables car je suis peu expert en informatique..

 

quelques sites Web  concernant le materiel utilisé:

- Astro-Physics : http://www.astro-physics.com/     
- S.B.I.G :  http://www.sbig.com/  

- Takahashi  : http://www.optique-unterlinden.com/   
- Astro Electronic : http://www.astro-electronic.de/ 
- Canon : http://www.canon.fr   ou http://www.canon.ca 
- bagues d'adaptation objectifs de marque différente sur boîtier Canon Eos: http://marctra.free.fr 

et concernant les techniques, expliquées de façon approfondie:

- voir liens vers des sites consacrés aux techniques d'astronomie amateur.


JP.B

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