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En quête d'un petit télescope portable et polyvalent

Celestron C90 de 1977.

Le Celestron C90 sorti en 1979.

Les petits instruments de 60 à 90 mm (II)

Si vous voulez miser sur l'avenir, c'est certainement dans cette gamme d'instruments que vous devez investir, que vous soyez actionnaire ou entrepreneur. C'est en effet dans la gamme des petits instruments de 60 à 125 mm de diamètre que le marché a littéralement explosé ces dernières années, instigué faut-il le préciser, par l'engouement du marché asiatique, en particulier des Japonais.

Des optiques japonaises comme Megrez, Pentax, Takahashi ou Vixen dont on parlait peu il y a quelques décennies se vendent aujourd'hui couramment en Europe et ont pénétré le marché américain dans les années 90'. C'est un marché très prometteur dans lequel les constructeurs rivalisent d'ingéniosité à notre plus grande satisfaction.

Nous trouvons pêle-mêle dans cette catégorie la lunette d'entrée de gamme de 60 mm destinée aux enfants, les télescopes catadioptriques Maksutov Meade ETX-70 et 90, Celestron C90 ou Apex, Sky-Watcher Mak90 GoTo, les lunettes d'approche (spotting scope) et toute une série de lunettes achromatiques, doublets ED et apochromatiques à tube court dont l'Orion ST-80 ED est le fer de lance.

A la fin des années 1990, dans le marché étroit des petites lunettes astronomiques de 60 à 90 mm d'ouverture, il n'existait que des lunettes de long rapport focal (f/9-f/15) qui n'intéressaient pas grand monde vu leur encombrement et leur prix élevé, mis à part quelques amateurs d'astrophotographie qui recherchaient une bonne lunette-guide à placer en parallèle sur leur grand télescope.

Il existait bien une alternative avec les premiers catadioptriques proposés par Questar dès 1950 puis par Celestron en 1969 mais ils présentaient plusieurs défauts, dont un poids plus élevé qu'une lunette de même diamètre et un rapport d'ouverture trop élevé (f/14.3 minimum pour les Questar et f/10 à f/13.9 pour les Celestron) sans possibilité d'utiliser un réducteur focal. Et même si cela était possible comme ce sera le cas quelques années plus tard chez Celestron, en raison de leur obstruction centrale, celle-ci augmente lorsque le rapport d'ouverture diminue, jusqu'à couvrir plus de la moitié du diamètre du miroir primaire dans un Maksutov-Cassegrain. A l'époque, cette solution catadioptrique n'était donc pas intéressante pour les amateurs cherchant une optique très lumineuse. Heureusement, aujourd'hui il existe des catadioptriques ouverts à f/3 et même f/2.2.

La lunette achromatique Megrez 80 mm f/5 SD (990 €) de William-Optics, ici installée sur une monture Polaris de Vixen chez John Boyd, reste un très bon premier choix si vous la trouvez d'occasion. Depuis 2004 en effet, elle est remplacée par la Megrez II qui lui ressemble très fort (80 mm f/6.25 ED à 890€) traitée FMC au lieu de MC et équipée d'un porte-oculaire rotatif de Crayford de 50 mm de diamètre offrant un plus long tirage. Elle existe également en version apochromatique (triplet fluorite de 80 mm f/7.5 à 1500 € sans trépied).

Meade ETX 90PE f/13.8

Tél. Maksutov-Cassegrain

Celestron C90 f/13.9 (version 2009)

Télescope Maksutov-Cassegrain

Megrez 80 mm f/5 SD

Lunette achromatique

Devant le manque chronique d'optiques "rapides", à l'époque le marché était donc demandeur d'une petite optique lumineuse qui ne soit pas un astrographe ni un "téléobjectif à miroir" à focale fixe mais plutôt une optique polyvalente à tube court et bien sûr à prix compétitif.

Le marché des lunettes astronomiques "ST-80"

La société américaine Orion Telescopes & Binoculars est connue depuis 1975 pour vendre du matériel astronomique aux amateurs avant tout préoccupés par l'aspect financier de leur achat et recherchant du matériel offrant un bon rapport qualité/prix.

En mai 2000, Orion proposa sur le marché américain la première lunette achromatique fabriquée par Synta, le modèle ST-80 de 80 mm f/5 à tube court que beaucoup de concurrents ont copié. En effet, cette optique provoqua un changement majeur en faisant littéralement exploser le marché des petites lunettes de 80 mm. Voyez vous-même.

Parmi les modèles les plus connus citons les lunettes achromatiques Apogée 80 ED, Apogée Widestar 80AT, Celestron NexStar 80 GT, Stellarvue AT1010 de 80 mm f/5 (remplaçant la Celestron 80WA depuis 2002), Ganymède G185, Kepler 80, GSO 80, Meade DS-80, Sky-Watcher 80 mm f/5, Tele Vue 70, 76 ou 85, Vixen-Sphinx 80 mm f/6 SS, Celestron SkyScout 90 mm f/6.3, William-Optics Megrez 90 mm f/6.3, Megrez II 80 mm f/6 ED, Phoenix 80S, etc. (la production de certains modèles a depuis été arrêtée et remplacée par d'autres plus performants).

Toutes, hélas, ne présentent pas la même qualité. Une Meade DS-80, une Celestron NexStar 80 GT ou une Sky-Watcher 80 par exemple ne peut pas rivaliser avec une Megrez II 80 ED et cette dernière ne soutient pas une comparaison avec la Tele Vue 76. Pour en savoir plus, consultez le classement des meilleures lunettes et télescopes.

L'Orion ST-80 ED

Au mois d'août 2003, Orion proposa sa première lunette "apochromatique" ST-80 ED à tube court, mesurant 60 cm de longueur sans le pare-soleil, ouverte à f/7.5, au prix de 499$ pour le tube optique seul et sans accessoires (ancienne Ref. #79895). En Europe, elle était proposée entre 499 € et 620 € chez APM Telescopes et Astroshop en Allemagne, Lichtenknecker Optics en Belgique, Médas et Optique Unterlinden en France.

A consulter : Tableau comparatif des "ST80", par J.D. Metzger (.xls)

La lunette d'Orion Telescopes & Binoculars ST-80 ED de 80 mm f/7.5 (renommée Orion ED80 depuis 2007). C'est un doublet de lentilles constitué d'un verre ED de type FLP-53 de très bonne qualité, offert au prix de 449.99$ ou 583 € (2017) pour le tube optique seul et sans accessoires. Plusieurs amateurs avertis ainsi que Roland Christen d'Astro-Physics la considère comme aussi performante qu'une véritable apochromatique... D'ailleurs aujourd'hui, le fabricant la présente comme une apochromate.

L'objectif apochromatique est en fait un doublet air de type Fraunhofer ayant une lentille ED. Il se compose d'une lentille frontale en Crown-Flint et d'une lentille arrière en verre Fluorocrown de type FLP-53 à très faible dispersion (ED) mêlant le Crown et le cristal de fluorite. C'est en fait un objectif achromatique amélioré qui corrige de manière excellente l'aberration chromatique et de sphéricité car ce verre offre aux maîtres-opticiens une matière plus facile à travailler que d'autres verres plus dispersifs.

A peine commercialisée, le marché s'emballa. Ce verre très performant, qui équipe également les lunettes Astro-Physics, a de fait ouvert aux lunettes de type ST-80 ED les portes du cercle très fermé des lunettes haut de gamme. Avec des qualités optiques approchant celle d'une lunette apochromatique de Tele Vue (la ST-80 ED se situe au niveau d'une Tele Vue 76, 85, StellarVue 80 ou TMB 80) mais à un prix défiant toute concurrence, elle ouvrit un marché jusqu'alors inconnu aux constructeurs.

Pourquoi cet intérêt pour une aussi petite lunette ? Beaucoup d'amateurs expérimentés dont certains sont déjà équipés d'un grand télescope 200 à 400 mm d'ouverture, souhaitent acquérir un jour ou l'autre un instrument plus simple à transporter (surtout sur le lieu de leur vacance ou durant un weekend hors de chez eux), plus facile à installer et englobant un champ beaucoup plus vaste que celui restreint à 1° de leur grand télescope, même lorsqu'il est équipé d'un oculaire de faible grossissement. Pour les débutants, c'est l'occasion de découvrir le ciel avec un instrument de taille réduite mais relativement performant et sans investir beaucoup d'argent.

Aujourd'hui le modèle Orion ST-80 n'est plus commercialisé et est remplacé par le modèle Orion 80ED de 80 mm f/7.5 (583 € ou 449.99$ en 2017) que le fabricant présente comme une apochromate et qu'il vend même sur Amazon pour dire à quel point il s'est démocratisé ! En 15 ans, son prix est stable ce qui signifie qu'il a diminué de 21 %. Parmi ses concurrents citons les doublets Sky-Watcher 80ED (439 €), Vixen ED80sf f/7.5 (699 €) et TS-Optics de 80 mm f/7 ED (664 €) disponibles notamment en Allemagne.

A gauche, l'Orion ST-80 Min-EQ de 80 mm f/5, une version d'appel minimaliste et peu stable qui ne vaut pas plus que son prix. Au centre, sa copie Sky-Watcher 804 AZ3 azimutale parmi de nombreuses autres variantes. Compactes (40 cm), très légères (2 kg), vendues à un prix concurrentiel (400-600 €), ce type de lunette convient à la fois à l'amateur occasionnel qui veut observer le ciel (champ de 7° à 36' , 10 à 100x) et accessoirement au naturaliste moyennant un trépied et un redresseur terrestre. A droite, l'Orion Sky-Watcher Pro ED, la version "full option" de la fameuse ED80 ($700 ou entre 890-1110 €). Pour les meilleurs modèles, certaines marques proposent en option un porte-oculaire métallique de 50 mm et un viseur à point rouge. Documents Orion Telescopes & Binoculars et Teleskop-Service.

Le prix d'une configuration complète

La lunette ED80 doit sa réputation non seulement à sa grande ouverture (f/5-f/7), son faible encombrement (env. 40 x 10 cm), sa légereté (2.3 kg pour le tube optique) mais surtout au prix très raisonnable des modèles achromatiques proposés entre 430-650 € (en 2017) avec ou sans monture équatoriale selon les offres. Seul bémol, si un représentant vend le tube optique d'une ED80 au prix qu'une marque concurrente la vend avec une monture équatoriale même portative, ce dernier modèle est a priori de moins bonne qualité. On ne peut "avoir le beurre et l'argent du beurre" pour le même prix ! Or, c'est un "détail" sur lequel ne s'étendra peut-être pas le second vendeur si le client n'est pas très informé ou exigeant.

Pour être franc, les modèles les moins chers sont proposés avec une monture équatoriale vraiment trop légère (cf. les deux modèles présentés ci-dessus à gauche). Ce n'est rien d'autre qu'un produit d'appel pour le vendeur et oser proposer ce genre de configuration c'est vraiment se moquer des clients et cela frise l'amateurisme car ce genre de monture est bien trop instable et va vite décevoir l'amateur. Mais rien n'empêche le client potentiel de remplacer la monture par un modèle plus robuste... Il s'agit donc bien d'un produit d'appel. Evitez-le !

Bien que le tube optique de la lunette Orion ED80 reste proche de la barre psychologique des 500 € (inflation oblige) et la rende a priori accessible au plus grand nombre et notamment aux adolescents, il faut tout de même avoir conscience qu'il faut la compléter avec une monture et quelques accessoires, ce qui peut rapidement augmenter le montant de la facture. Ainsi, montée sur un trépied azimutal de qualité (idéalement acheté dans un magazin d'astronomie où le choix et les accessoires sont adaptés aux lunettes astronomiques) et complétée par quelques accessoires (deux oculaires et un filtre solaire) son prix a déjà doublé pour atteindre 900-1000 €. Avec une monture équatoriale motorisée même non GoTo et quelques accessoires on peut facilement exploser la facture et dépasser 2000 €.

Malgré tout, pour un débutant la lunette ED80 à tube court est un très bon choix. Robuste, pas trop cher dans sa version de base et capable d'observer quantité d'objets, c'est un excellent premier choix... Par la suite elle fera un bon compagnon pour un télescope de plus grand diamètre comme un Schmidt-Cassegrain de 200 mm d'ouverture auxquels elle servira de lunette-guide ou permettra d'observer de vastes champs stellaires que les grandes optiques ne peuvent plus contenir.

Performances de la lunette ED80

Pour l'amateur qui serait peu familiarisé avec ce type d'instrument, étant donné ses dimensions réduites et sa grande ouverture, la lunette ED80 à tube court est avant tout conçue pour observer le ciel ou la nature à faibles grossissements et occasionnellement pour faire de l'astrophotographie - mais ce n'est pas son principal objectif - à condition de choisir un modèle présentant peu d'aberrations et de le fixer sur une monture équatoriale de précision. Qu'elle présente un tube court de 40 cm ou même de 60 cm, vous pouvez même l'emporter en vacance dans vos bagages à main sous des cieux plus propices (en précisant au douanier qu'il ne s'agit pas d'un bazooka !).

Les lunettes achromatiques de type ED80 ont le mérite d'offrir aux débutants ou aux amateurs occasionnels une optique lumineuse capable de grossir 150x pour un prix relativement modique. Mais une lunette de 80 mm f/5 n'est pas une optique tout à fait adaptée à l'observation planétaire, car même équipée du plus puissant oculaire, un 4 mm de focale offrant un champ apparent de 60°, elle ne grossit que 100x et couvre un champ réel plus vaste que la Lune (36' contre 30' pour la Lune) avec une pupille-oculaire réduite à 0.8 mm.

L'aberration chromatique typique des réfracteurs est surtout visible sur les objets brillants comme les étoiles, Jupiter, Saturne ou le limbe de la Lune. A gauche et à droite, l'aberration chromatique non corrigée vers les courtes et grandes longueurs d'ondes. Au centre une image corrigée au moyen d'un Chromacorr d'Aries Instruments. L'amélioration est sans équivoque. Les deux documents de gauche sont basés sur une photographie de M44 réalisée par Tom Davis avec une lunette achromatique Celestron CR-150 HD de 150 mm f/8 ($800) équipée d'une caméra CCD Starlight Xpress MX7 couleur.

Pour observer les cratères en haute résolution, avoir une belle image de Saturne ou des petites galaxies il est conseillé de l'équiper d'un doubleur de focal (Powermate 1.8x ou Barlow 2x) afin de pouvoir augmenter le grossissement si les conditions météos le permettent tout en réduisant le champ jusqu'à environ 15'. Mais dans ces conditions, l'instrument devient vite inutilisable.

On dit qu'un instrument d'astronomie peut en théorie atteindre un grossissement maximum égal à 2.5x le diamètre de l'objectif exprimé en mm, soit 200x dans notre exemple. Mais la plupart des petites lunettes achromatiques ED80 ne supportent pas de tels grossissements jugés extrêmes et purement académiques car cette valeur ne prend pas en compte la qualité instrumentale, la longueur focale, la réduction progressive de la pupille de sortie et les conditions pratiques d'observation.

En raison de son petit rapport focal, déjà à 150x l'aberration chromatique d'une ED80 devient trop apparente, le champ s'assombrit et la pupille de sortie est si minuscule que l'observation en devient désagréable. C'est d'autant plus vrai si vous utilisez des oculaires offrant une petite lentille de champ, un faible relief oculaire et un champ apparent inférieur ou égal à 50°. Dans ces conditions même un oculaire Plössl considéré comme très lumineux par nature ne vous sera d'aucune utilité. Rien ni personne n'aime travailler dans le stress...

Pour conserver une belle image dans une ED80, il est vivement conseillé de ne pas dépasser un grossissement de 1 à 1.5x le diamètre de l'objectif exprimé en mm, soit 120x maximum si on l'équipe d'une Barlow 2x et d'utiliser des oculaires lumineux à grand champ (au moins 60°, 6 ou 7 lentilles maximum pour préserver la clarté), offrant un relief oculaire entre 10 et 20 mm et de ne pas descendre sous une pupille-oculaire d'environ 1 mm de diamètre pour préserver les détails. Or ce n'est déjà plus cas à 120x où la pupille-oculaire mesure 0.67 mm. Vous en saurez plus sur ces paramètres dans la feuille Excel suivante qui recense 624 oculaires.

Distribution de l'intensité lumineuse (coupe du disque d'Airy) d'une lunette achromatique et d'une apochromatique. La fluorite, non présentée, suit la courbe apochromatique à moins de 3 microns d'écart. Nous voyons qu'au-delà de 50 microns de l'axe central les anneaux de diffraction d'une apochromate sont à peine existants comparés à ceux d'une achromate. Etant donné que toutes les longueurs d'ondes visibles se croisent au point focal, les performances des lunettes apochromatiques expliquent leur exceptionnelle clarté (luminosité et contraste) et le fait qu'elles présentent des images très fines et très nettes. Ces performances se payent à prix d'or.

Maintenant qu'en est-il du rapport focal ? Ouvert à f/7 ou f/7.5, ce n'est plus un cheval de course très rapide. Avec une focale de 600 mm elle est 50 % plus longue que sa petite soeur achromatique et l'image devient 2.25 fois plus sombre.

Même si l'oeil à une réponse logarithmique, cette différence est sensible si vous avez l'occasion de comparer les deux optiques côte à côte. Pour ceux que cela intéresse, en astrophotographie elle demandera donc aussi 2.25 fois plus de temps d'exposition comparée au modèle ouvert à f/5. Quant à sa pupille de sortie, du grossissement de 15 à 150x (oculaires de 40 à 4 mm) elle passe progressivement de 5.3 mm, ce qui est idéal (c'est le diamètre de votre pupille totalement dilatée dans l'obscurité) à ... 0.5 mm; difficile de faire plus étroit ! Pour rappel, le diamètre de la pupille de sortie varie uniquement en fonction du rapport focal; au plus il est court, au plus il sera grand. On reviendra sur la question du rapport focal.

Optiquement parlant, grâce à la qualité de ses lentilles que l'on retrouve également chez Zeiss, Nikon ou Canon, dans de très bonnes conditions et moyennant des oculaires grand champ, l'Orion ED80 soutient des grossissements jusque 150x (oculaire Radian de 4 mm) sans présenter d'aberration chromatique contrairement à certaines de ses concurrentes. C'est vraiment exceptionnel pour un doublet de Fraunhofer et c'est pour cette raison qu'elle fut immédiatement remarquée par les amateurs avertis.

Mais vous constaterez qu'il est très difficile voire impossible de la pousser plus loin; vous disposez d'une petite lunette, pas d'un grand télescope de 300 mm et de 3 mètres de focale ! C'est à ce point vrai que certains amateurs classent les petites lunettes de 80 mm parmi les jouets pour enfant ! C'est vrai si vous voulez observer la Lune, Saturne ou les galaxies en haute résolution car votre champ visuel reste étendu sans doubleur focal (15-20') et deviendra vite sombre à forts grossissements avec une Barlow, c'est faux si l'observation des amas d'étoiles scintillants, la vue éclatante du premier quartier de la Lune ou l'observation de la nature vous intéresse. Autant savoir...

Aussi, avant l'achat, évaluez bien vos besoins pour ne pas être déçu par la suite d'avoir acheté un instrument trop petit, aux performances médiocres par rapport à vos attentes.

Eventail de la gamme

Rappelons que plusieurs lunettes qualifiées de "semi-apochromatiques" mais constituées de doublets air et principalement vendues par William Optics (Megrez) et Tele Vue (modèles Ranger, Pronto et 85) sont généralement classées d'un point de vue marketing parmi les lunettes apochromatiques. Si les performances et les qualités générales de la Tele Vue 85 le justifient, tous les autres modèles ne peuvent démentir leur conception; se sont bels et bien des achromates, même s'ils sont améliorés par rapport au design original de Fraunhofer. En effet, à des degrés divers ces lunettes présentent toutes des aberrations chromatiques à plus ou moins forts grossissements. On y reviendra car le même problème se pose dans la catégorie des 90 à 130 mm de diamètre.

Dans la même catégorie il y a également les lunettes apochromatiques ou considérées comme telles, comme l'Astro-Physics "Stowaway" de 92 mm f/4.9, Borg 76 ED, Brandon 80 f/5.6, William Optics Megrez 80 APO, Pentax 75 EDHF, TMB 80 mm f/7.5 ou Takahashi FS 78 mm f/5-f/8 parmi d'autres. Ici également, avec le temps certaines d'entre elles ne sont plus disponibles et ont été remplacées par d'autres modèles équivalents sinon meilleurs. Mieux, certaines anciens modèles sont toujours commercialisés mais avec un rabais de 30 % comme la lunette de 80 mm ED de TS-Optics qui la rend enfin compétitive.

Citons enfin pour mémoire des modèles de plus longue focale comme l'Astro-Physics de 80 mm f/11, l'Orion Astroview de 90 mm f/10, la Parks PRT-813 de 80 mm f/11.2 ou la Vixen de 90 mm f/9 fluorite, souvent utilisées comme lunette-guide.

La question des performances de ces modèles nous amène à discuter des limites des petits instruments d'astronomie.

Prochain chapitre

Les limites

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