L'analemme du Soleil

Texte et illustrations d'Anthony AYIOMAMITIS

Notes sur la prise de vue (II)

Les points de théorie “critiques” à présent résolus il est temps de s’intéresser à la prise de vue, au type de film à utiliser en conjonction avec un filtre solaire et l’objectif photographique adéquat. Mon filtre solaire est un filtre Mylar Baader ND5 transmettant un cent millième de la lumière solaire. Un calcul simple permet de déduire que le temps d’exposition doit être de 1/500^e de seconde à f/11 sur un film couleur de 200 ISO (par exemple sur le Fuji Super HQ 200).

Afin de compenser l’exposition pour les jours durant lesquels il pourrait y avoir de la brume ou un ciel couvert, durant l’hiver lorsque le Soleil est bas sur l’horizon ou lorsqu'il n'est pas assez brillant suite à des effets atmosphériques, j’ai décidé de surexposer chaque image de 3 stops et d'utiliser une vitesse d'obturation de 1/60^e de seconde.

J’ai découpé un rectangle de 60 mm x 60 mm dans une feuille de Mylar que j’ai insérée entre le filetage du filtre porte-objectif de mon grand angle et le filtre UV de 52 mm de diamètre. Le filtre a ensuite été vissé prudemment sur l’objectif sans trop froisser le filtre solaire. Il faut également savoir que le fait de froisser légèrement le film Mylar ou le fait que sa surface ne soit pas totalement plane n’a aucun effet sur la qualité de l’image.

A télécharger : Exposure Calculator

Un programme de Michael A. Covington

Une série de photographies ont ensuite été prises pour m’assurer qu’aucune lumière parasite ne venait éventuellement frapper directement l’objectif et que l’exposition choisie était bien adaptée à la photographie du disque solaire, sans le surexposer.

Enfin, il fallut considérer la stabilité du boîtier photographique et de sa monture. Plutôt que de risquer une chute accidentelle d'un trépied au cours des douze mois que durera le projet (il y au moins 43 chances qu’un tel accident survienne), j’ai construit une monture en bois constituée de deux pièces qui s'épousent parfaitement et adaptées aux réflex Canon AE-1 et A-1 car il était impossible de laisser ces appareils photographiques en permanence à l’extérieure en raison des intempéries (pluie et hiver) (voir photographies ci-dessous).

La première partie de la monture est constituée de bois aggloméré et est fixée solidement à demeure à l’extérieur avec des vis de serrage de charpentier, l’ensemble étant protégé des intempéries avec des sacs de 20 kg de nourriture pour chiens (!) pour éviter toute dégradation du bois par l’humidité et la pluie, ce qui ruinerait l’orientation du système.

Voici l'aspect de la batterie de 7 boîtiers réflex utilisés et du support de bois constitué de deux parties :

La seconde partie de la monture est attachée en permanence au boîtier réflex – en badigonneant de la colle silicone entre le dos de l’appareil photo et le support vertical en bois ainsi qu’entre la base du boîtier et la monture – l’appareil et son support se posant et coulissant très doucement sur la base laminée fixée à demeure à l’extérieur. Un trou de 25 mm a été foré dans le support permanent du réflex Canon AE-1 juste sous le bouton de rebobinage du film afin de réaliser manuellement les prises de vue multiples de ce projet. Enfin, tous les quatre mois j’ai ajouté un peu de colle silicone pour renforcer la fixation entre le boîtier réflex et la monture.

Le déclenchement de l’oburateur s’effectua à 06h00m00s TU précise. Cette image comme toutes les autres fut précédée par un contrôle manuel d’une horloge atomique, un "time server" situé auprès de l’US National Institute of Standards and Technology (NIST) grâce au logiciel (gratuit) “Atomic Clock Sync V2.0”. L'heure précise peut également être obtenue en écoutant certaines fréquences ondes-courtes dédicacées à ce service.

Connectez-vous aux Time Servers :

BIPM (France) - NIST (USA) - L'heure dans n'importe quelle ville - ClockLink

Cette mesure s'effectua dix minutes avant la prise de vue afin de calibrer mon système avec le temps atomique définit par le NIST de manière à obtenir une précision horaire de l’ordre de +0.5 seconde (car même une déviation de quelques secondes dans le temps, et spécialement vers la fin de l’été se voit parfaitement dans l’analemme final).

Première tentative marathon

Pour éviter toute vibration j’ai vissé sur le bouton du déclencheur un câble souple et j’ai équipé le boîtier du Canon AE-1 d’une nouvelle batterie pour effectuer une première série de 11 images de l’analemme, en commençant à 06h00m00s TU le jour du solstice d’été (21 juin 2001) pour terminer début juin 2002.

Alors que je correspondais par courrier électronique avec Dennis di Cicco au cours des premières semaines de prise de vue du premier analemme, j’ai été agréablement surpris d’apprendre qu’un analemme parfaitement vertical par rapport au méridien, correspondant depuis mon lieu d’observation à une exposition à 10h28m16s TU précise, n’avait jamais été réalisé.

Etant donné que le solstice d’été était légèrement dépassé, j’ai dû déterminer l’époque à laquelle Mars se présentait exactement à 180° d’azimut (en plein sur le méridien sud) afin de calibrer l’emplacement exact de l’appareil photographique et de sa monture par rapport à ce point et pour éviter tout effet de distorsion avec l’objectif grand angle ce qui me permettait d’anticiper plus facilement le cadrage de l’image composite finale.

Une fois ce travail terminé, un second analemme fut immédiatement réalisé au moyen du second boîtier Canon A-1. Bien sûr l’avarice et la détermination m’ont guidé tandis que quatre autres analemmes (07h00m00s à 10h00m00s TU) ont été lancés peu de temps après ainsi que l’objectif final qui consistait à réaliser un analemme complet (photographié à une heure d’intervalle entre 06h00m00s et 15h00m00s TU et à 10h28m16s TU précise pour le cas particulier du méridien).

Avec six analemmes en cours de réalisation à la fin de l’été 2001 et la rédaction de cet article durant plusieurs nuits, ce projet m’occupa près d’une année non-stop mais il devait finalement me donner la grande joie d’enregistrer le déplacement complet du Soleil entre son lever et son coucher.

Avec le temps tous les obstacles potentiels semblaient à présent être des détails mineurs. Deux tremblements de terre (26 juillet 2001, Richter 5.7 et octobre 2001, Richter 5.2) n’ont eu aucun impact sur mes montures fixées à demeure ou sur les analemmes en cours.

Mais comme si la chance était avec moi, une période d’intempéries comme on n’en avait plus connue depuis plus de dix ans s’abattit sur ma région début novembre 2001, juste entre les périodes de photographies, où il plut à verses durant quatre jours en provoquant des inondations sur le versant de la montagne opposé au mien, me mettant heureusement à l’abri de tout tracas, ce qui me permis de me concentrer sur les 11 analemmes toujours en cours.

Toutefois durant cette période j’ai réalisé a posteriori que j’aurai dû construire mes montures permanentes en métal et ne pas utiliser du bois aggloméré car exposé à ces fortes pluies, et malgré la haute couche de protection dont je l’avais revêtu, le bois s'est déformé et je devais fixer les boîtiers encore plus forts dans leur support pour éviter qu’ils ne bougent. Mais en analysant les éphémérides durant les quatre jours de pluie j’ai réalisé que l’impact aurait de toute manière été négligeable même si j’avais dû postposer les prises de vue de deux ou trois jours par rapport à la date prévue étant donné que le mouvement journalier du Soleil dans le ciel au mois de novembre est relativement “lent”. Toutefois durant ces quatre jours de tempête j’ai perdu l’opportunité d’enregistrer une image multiple du disque partiellement obscurcit du Soleil dans le dernier analemme (15h00m00s TU) qui aurait pu me servir d’images de substitution pour les six images réalisées des deux côtés de l’apex hivernal en raison de l’obstruction physique provoquée par la montagne toute proche que je ne pouvais pas éviter.

Les conditions climatiques étaient potentiellement le facteur de risque le plus grand à prendre en considération en raison des conséquences désastreuses qu’un ciel couvert pouvait impliquer sur mon projet. Nous y reviendrons dans la dernière page.

Aussi j’ai religieusement vérifié les prévisions météos un jour avant chaque prise de vue ainsi que suffisamment tôt dans la journée concernée afin d’avancer le cas échéant mes prises de vue d’une journée dans l’éventualité ou surviendrait une période de pluie ou un ciel couvert le jour venu voir le lendemain du jour considéré. Mais je ne pouvais pas dévier ma série de photographies de + 1 jour en raison de la symétrie qu’il fallait absolument conserver (verticalement et horizontalement) dans les analemmes complets (la seule exception est le point de croisement où aucune déviation n’est tolérée).

Alors que mes deux premiers analemmes (06h00m00s TU et 10h28m16s TU) étaient à moitié enregistrés, je fus contraint de dévier de ma sacrée règle début décembre 2001. Je fus dans l'incapacité de réaliser des prises de vue durant toute une journée et une pluie diluvienne accompagnée des plus fortes chutes de neige comme jamais on en avait enregistrées depuis 39 ans m’empêchèrent durant les deux semaines qui suivirent de photographier le Soleil à l’heure prévue.

Ces incidents provoquèrent beaucoup de “trous” indésirables juste avant l’apex hivernal, constituant autant de signature caractéristiques de ces analemmes en cours de réalisation (ils reflètent la fureur des dieux grecs !).

Au plus je pense à ces images multiples manquantes au plus je me dit que le problème survînt pour la simple raison que j’ai voulu réaliser un ensemble parfait d’analemmes du lever au coucher du Soleil.

En vérifiant les prédictions météos pour l’exposition multiple suivante, la période du solstice d’hiver du 21 décembre 2001 s’annonçait avec une importante couverture nuageuse et je commençais à craindre le pire. Avoir avoir eu la confirmation que le ciel serait couvert toute la matinée du solstice d’hiver, j’ai officiellement accepté mon destin et pris l’humble décision de recommencer tous les analemmes et de renoncer à la centaine d’expositions multiples réalisées jusqu’à alors.

A cet effet, début janvier 2002 et bénéficiant d’un ciel parfaitement serein, j’ai recommencé les onze analemmes de manière à couvrir une année calendrier complète, une caractéristique qui ne figure dans aucun des analemmes réalisés jusqu’à ce jour (l’analemme de HJP Arnold décrite par di Cicco était proche de l’année calendrier puisqu’il fut réalisé entre janvier 1988 et janvier 1989). Bien que très déçu de devoir renoncer à autant de travail et d'avoir perdu tout ce temps, j’ai donc décalé les analemmes complets de six mois (en considérant qu’il n’y aurait plus d’évènements compromettant à l’avenir), en prenant le risque que le premier analemme parfaitement vertical pris au méridien soit réalisé par quelqu’un d’autre plus chanceux que moi. J’ai donc à nouveau lancé les dés pour les douze mois à venir, cette décision offrant l’avantage de me permettre de commencer et de terminer tous les analemmes à la même date ainsi que de représenter le mouvement du Soleil à travers le ciel durant exactement une année calendrier.

J’ai donc réfréné mon désir de poursuivre les expositions multiples et j’ai simplement attendu que les mois passent jusqu’au 3 et 21 décembre 2002, dates auxquelles j’ai pu heureusement rephotographier les images manquantes pour couvrir les jours qui n’avaient pas pu être enregistrés au cours des douze mois précédents.

De la même manière, j’ai sciemment sauté les images du 12 janvier 2002 afin de rétablir la symétrie horizontale. Mais cette fois en perdant deux images par analemme, bien que la solution paraisse appropriée, elle ne fut pas judicieuse car la symétrie verticale avait déjà été affectée par les images manquantes du 3 décembre 2001 et elles ne pouvaient pas être récupérées.

Prochain chapitre

Deuxième tentative marathon

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