Réussir la mise au point

Rien de plus rageant que de découvrir au moment du tirage de ses clichés qu'ils sont complètement flous, en raison d'une mauvaise mise au point. 

1 - Généralités

La focalisation, aussi appelée "mise au point" par les photographes, conditionne directement la qualité des images. Une mauvaise mise au point a pour conséquence une photographie toute floue.

D'une manière générale, ne comptez pas sur l'autofocus de votre appareil photographique : ses automatismes n'ont pas été calibrés pour permettre la photographie d'une éclipse. En particulier, la couronne solaire est un objet bien trop peu contrasté et bien trop peu lumineux pour que l'autofocus puisse fonctionner automatiquement.

Pour l'appareil photographique, le Soleil est bien entendu un objet situé à l'infini. Avec les objectifs de courte focale (jusqu'à 200 mm), vous pourrez vous contenter de placer la bague de mise au point sur la position "infini". 

Mais sur les objectifs de focale supérieure à 300 mm, vous constaterez que la bague de mise au point permet des positions au-delà de la position infinie. La raison est simple : à partir de 300 mm de focale, la chaleur peut dilater votre objectif, entraînant des variations de position du plan où se forme l'image, ce que le constructeur de votre appareil photographique a prévu en permettant à utilisateur de compenser ces variations en jouant sur la bague de mise au point. Il n'y a donc plus de position théorique de mise à l'infini : à vous de chercher la bonne mise au point de l'objectif !

2 - Précision à atteindre

 La figure 1 montre comment un objectif de diamètre D et de focale F forme l'image d'une étoile (c'est à dire d'un objet ponctuel) : la lumière de l'étoile captée par l'objectif est concentrée sous forme d'un cône. Si le plan du film coïncide bien avec le sommet du cône, l'image de l'étoile sera exactement un point, et vous aurez une belle image, bien nette. Par contre, si le film est écarté de sa position idéale d'une valeur x, le cône de lumière ne donne plus un point, mais une tache circulaire de diamètre e : votre image est floue.

 Il existe une équation qui relie entre eux le rapport F/D de votre objectif, ainsi que x et e :

x = e. F/D

Fig.1: Conséquence d'une mauvaise focalisation sur l'image

Si vous réalisez une photographie d'un objet étendu (paysage, couronne solaire,...) chacun des points composant l'image se comporte comme l'étoile du cas précédent, et produit sur le film une petite tache de diamètre e si le film est mal positionné ; alors toutes ces petites taches vont se superposer et l'image paraîtra encore plus floue...

Pour une qualité d'image donnée, plus le rapport F/D est petit (c'est à dire, plus votre objectif photographique est lumineux), et plus la marge d'erreur x de votre mise au point est faible. Ainsi, si on se fixe e= 10 µm, ce qui est équivalent à la résolution des meilleurs films du commerce, la tolérance de positionnement du film est seulement de 40 µm avec un télescope ouvert à F/D = 4 ; elle grimpe à 0,15 mm pour une lunette astronomique ouverte à F/D = 15, ce qui est tout de même plus confortable.

On comprend également sur la figure 1 pourquoi on améliore la qualité de l'image en diaphragmant l'objectif (e est proportionnel à D). Ainsi tout bon photographe amateur sait qu'il a intérêt à faire sa mise au point à la pleine ouverture de son objectif photo, puis à diaphragmer juste avant de prendre son cliché, pour diminuer l'influence des imperfections de son optique et, surtout, les imprécisions de sa mise au point. Lors de l'éclipse totale, vous pourrez diaphragmer un peu l'objectif si vous avez un doute sur votre mise au point. Mais attention : ceci n'est valable que pour vos clichés de la partie la plus interne de la couronne solaire, beaucoup plus lumineuse. Par contre, pour photographier la couronne externe, beaucoup plus ténue, il vaut mieux éviter de diaphragmer l'objectif de votre appareil photographique.

3 - Mise au point sur le Soleil

La mise au point de votre appareil photographique 24 x 36 Reflex se fait dans ce cas en visant le limbe du Soleil (le "bord" de celui-ci), ou bien le limbe de la Lune si l'éclipse partielle est déjà commencée, peu avant l'éclipse. Vous pouvez également vous servir d'éventuelles taches à la surface du Soleil pour effectuer votre mise au point. Evidemment, il est vital pour votre rétine que l'objectif de votre appareil photo soit recouvert d'un filtre permettant l'observation visuelle (par exemple : un filtre de Mylar). Veillez à ce que le filtre recouvre bien la totalité de l'objectif.

Une loupe grossissante fixée sur le verre de visée de votre appareil photographique est nécessaire pour être sûr de réaliser une bonne mise au point par cette méthode.

 4 - Mise au point sur un objet terrestre

Si vous ne possédez pas de filtre en Mylar, il est hors de question que vous visiez directement le Soleil pour réaliser votre mise au point : votre rétine n'y survivrait pas. Il faut alors effectuer la mise au point sur un objet bien contrasté et suffisamment éloigné (par exemple un pylône électrique se détachant sur le fond de ciel). Néanmoins, faites attention aux brumes atmosphériques, fréquemment présentes à l'horizon, et qui déforment souvent l'image des objets terrestres, rendant ainsi la mise au point plus délicate qu'avec l'image du Soleil. Par ailleurs, votre cible ne se trouve pas à une distance infinie, et la mise au point réalisée subit alors une erreur systématique. Le tableau présenté dans la figure 2 donne, en fonction de la distance focale de l'objectif et de son rapport F/D, la distance minimale (en km) où doit se trouver l'objet sur lequel est faite la mise au point pour que cette erreur reste inférieure à 10 µm sur le film.

Fig 2 : Distance minimale, en km, à partir de laquelle un objet peut être considéré comme à l'infini pour la mise au point.

5 - Mise au point sur les étoiles

Les méthodes de mise au point sur les étoiles d'un télescope ou d'un objectif photographique à longue focale sont les plus précises ... mais les plus délicates à réaliser.

 La méthode de Foucault est la méthode la plus précise, mais elle nécessite une bonne expérience de la part de l'astronome amateur. Jugez-en par vous-même : cette méthode consiste à introduire une lame de rasoir très exactement à l'emplacement du plan du film et à observer l'image d'une étoile brillante, votre oeil étant placé juste derrière la lame, après avoir ouvert le dos du boîtier photographique. L'objectif apparaît alors comme un disque éclairé par l'étoile. En dépointant lentement votre télescope, vous placerez l'image de l'étoile juste à la limite de la lame de rasoir. Lorsque la lame coupe le faisceau de lumière provenant de l'étoile, votre oeil doit voir l'objectif s'éteindre brutalement, d'un seul coup, si votre mise au point est parfaite. Par contre, si votre mise au point est défectueuse, l'extinction de l'objectif sera progressive. Si vous n'avez jamais utilisé cette méthode de mise au point, il vaut mieux ne pas vous lancer dedans le jour de l'éclipse car elle nécessite quand même un peu d'expérience !

 Plus facilement, vous pourrez réaliser votre mise au point à l'aide d'images de traînées d'étoiles : il suffit de mettre votre boîtier photographique en pose longue puis de laisser la rotation de notre bonne vieille Terre faire défiler le ciel nocturne devant votre objectif photographique. Toutes les minutes par exemple, changez légèrement la mise au point de l'objectif, en faisant un repère à chaque fois sur votre bague de mise au point. Après avoir développé le film, examinez le négatif avec une bonne loupe et recherchez la traînée d'étoile dont la largeur est la plus faible : il s'agit de la meilleure mise au point. Un petit "truc" : doublez le temps de la première de vos poses, afin de ne pas confondre le début et la fin de la traînée sur le négatif.

Toutes ces techniques, si elles ont l'avantage d'offrir une bonne précision de la mise au point, présentent cependant l'inconvénient de devoir être réalisées à l'avance, lors d'une nuit de beau temps précédant l'éclipse.

6 - Eviter la dilatation due à la chaleur

La mise au point est souvent altérée par la dilatation thermique pour des objectifs photographiques de focale supérieure à 300 mm. Il est donc préférable de réaliser la mise au point un peu avant l'éclipse ou même un peu avant la totalité si l'on ne prend que des images de la totalité ; ainsi, la température de l'instrument n'aura pas eu le temps de trop changer. Le problème, c'est que dans le cas d'une éclipse, votre télescope ou votre objectif photographique vont rester exposés au Soleil pendant plusieurs heures : pour limiter les variations de température, protégez-les de la lumière du Soleil par un drap blanc.  

7 - Mise au point centrale et périphérique

 Les optiques des lunettes et des télescopes ne donnent pas l'image la plus nette sur un plan mais sur une surface sphérique. Le problème est que le film qui doit recevoir cette image, lui, est plan. Généralement, on fait la mise au point au centre de l'image, c'est à dire que l'on fait tangenter le plan du film avec la surface de meilleure image, ce qui assure une bonne netteté sur toute la région centrale de l'image, pendant que les régions situées plus en périphérie resteront affectées par un défaut de focalisation (voir figure 3).

 Or, dans une photo de la couronne solaire prise au moment de la phase totale de l'éclipse, il n'y a rien à voir au centre de l'image, puisque c'est l'emplacement de la Lune. Quelle que soit la méthode utilisée, il faut donc faire la focalisation sur une zone excentrée du champ, approximatvement à l'endroit où se formera l'image de la couronne du Soleil.

Figure 3 : En raison de la courbure de champ de l'optique, la mise au point pour une image de la couronne ne serait pas au centre du champ, mais sur la zone où se formera l'image de la couronne solaire. 

8 - Une sage précaution

 Lorsque la mise au point est réalisée, et pour éviter toute manoeuvre intempestive, pensez à bloquer la bague de mise au point de votre objectif photographique avec un morceau de ruban adhésif. Mieux vaut éviter les gags durant les précieuses minutes d'éclipse totale !

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