L’observation visuelle

Savoir observer attentivement les astres est sans conteste la base de l’astronomie amateur. Il est nécessaire d'exercer l’œil à voir de plus en plus de détails. L’observateur peut ainsi recueillir des informations sur les surfaces lunaires ou planétaires, sous forme de dessins ou croquis.

Cependant, toute observation visuelle comporte un caractère subjectif qui la rend difficilement exploitable pour une analyse scientifique. En effet, les détails sont reproduits plus ou moins fidèlement en fonction du mode de perception visuel de l’observateur et de son expérience acquise au cours des années.

De plus, les conditions atmosphériques (turbulence, transparence), la qualité des instruments utilisés, et le type d’astre observé rendent difficile la collecte d’informations détaillées. Pour limiter ces nuisances, l’observation se fait de préférence lors du passage des astres au méridien.

Les instruments d’observation

Tous les instruments (lunette ou télescope) conviennent pour l’observation de la Lune ou des planètes. Cependant, il faut disposer d’un instrument stable fixé sur une monture équatoriale (motorisée de préférence). Celle-ci est très utile, car la réalisation d’un croquis demande au minimum une dizaine de minutes ; il est donc nécessaire de pouvoir suivre facilement l'astre. Pour être confortable, l’observation se fait généralement assis. Un télescope type 114/900 ou une lunette de 60 mm peuvent convenir pour débuter.

Les grossissements

Les grossissements utilisés seront moyens à forts, c’est-à-dire compris entre 1 et 2 fois le diamètre de l’instrument exprimé en millimètres. L’emploi d’un grossissement trop fort diminue la luminosité de l’image et provoque une perte de contraste. De plus, l'oculaire n'a pas besoin d'un grand champ de vision, étant donné que les surfaces observées sont très petites (quelques minutes d'arc au maximum).

Le choix des grossissements utilisés dépend principalement de :
- la qualité de l’instrument utilisé,
- la turbulence atmosphérique,
- l’astre étudié.

Avec un instrument de qualité modeste, il ne faut pas chercher à grossir trop. Pour un télescope 114/900, le grossissement maximum réellement utilisable se situe aux environs de 150x-180x ; avec une lunette de 60 mm, il est autour de 90x-120x.

Les filtres

Leur utilisation peut s'avérer intéressante. Pour la Lune, les filtres neutres ou polarisants permettent de diminuer l’éblouissement qui fatigue rapidement l’œil. Pour les planètes, les filtres colorés ou spectraux renforcent la visibilité de certains détails.

La turbulence instrumentale

L’observation se fait dans les meilleures conditions lorsque l’instrument est en équilibre thermique avec l’extérieur. Il faut donc veiller à sortir son instrument environ une heure avant d’observer. Un tube optique fermé sera moins sensible à la turbulence atmosphérique qu’un tube ouvert.

La turbulence atmosphérique

L’atmosphère est ce qui perturbe et limite le plus les observations visuelles. Visuellement, la turbulence atmosphérique se manifeste par le scintillement des étoiles qui augmente du zénith à l’horizon, les couches d’air traversées devenant de plus en plus importantes.

Pour évaluer la turbulence, l’observation à fort grossissement de l’image de diffraction d’une étoile située à proximité de l’astre étudié est une méthode efficace. Les dessins ci-dessous permettent de dresser une échelle de cotation de la turbulence en observant l'aspect de l'image de diffraction (d'après Danjon et Couder).

(Source : Optique Unterlinden)

5 : image excellente - anneaux complets non déformés.
4 : image bonne - anneaux complets parcourus par des ondulations.
3 : image moyenne - anneaux incomplets avec des remous.
2 : image médiocre - anneaux furtifs avec une forte agitation.
1 : image mauvaise - pas d'anneaux avec un disque diffus.

La turbulence doit être au minimum à la valeur 3 pour espérer obtenir une image nette et observer ainsi des détails avec le grossissement utile.
Bien sûr, la cotation de la turbulence demeure une estimation visuelle mais, elle permet de savoir rapidement si la réalisation d’un dessin est possible ou non. Une turbulence trop forte masquerait la plupart des détails.

La transparence du ciel

Le ciel est parfois encombré de brumes ou d’un voile nuageux qui limitent l’observation des détails sur les surfaces planétaires.
La transparence peut être appréciée très bonne, bonne, assez-bonne ou mauvaise.

Le vent

Le vent est un facteur de perturbation des observations. D'une part il provoque une vibration des instruments sur leur monture, surtout si celle-ci est légère. D'autre part, il met en mouvement les couches atmosphériques, ce qui entraîne une turbulence plus ou moins importante.
Le vent peut être jugé nul, faible, assez-fort ou fort.

Dessin de la Lune

Le dessin d’une partie de la surface lunaire n’est intéressant qu’au niveau du terminateur où le jeu d’ombres et de lumières est le plus accentué. Les périodes autour du premier ou du dernier quartier seront donc privilégiées.

L’exécution d’un dessin de la surface de la Lune se limite à une zone réduite ; c’est-à-dire un cratère ou une zone de quelques cratères. En effet, le nombre de détails à reproduire serait trop important. Le grossissement choisi doit permettre de percevoir le maximum de détails sans être gêné par la turbulence.

Le dessin se fait en plusieurs étapes. Tout d’abord, les principales formations lunaires étudiées sont placées grossièrement sur le croquis. Ensuite vient la mise en place le plus fidèlement possible des détails et des différentes teintes de la surface lunaire.

Le dessin terminé comporte évidemment un certain nombre de ratures qui rendent sa lisibilité difficile. Il convient donc pour finir, soit de refaire une copie de l’original (c’est la méthode la plus rigoureuse), soit de retoucher le dessin original pour affiner le tracé. Bien sûr, cette retouche doit se faire immédiatement après l’observation quand le maximum de détails sont encore présents en mémoire. Cette dernière méthode peut être volontairement utilisée dès lors qu’elle n’a pas un but purement scientifique.

Dessin des planètes

Les seules planètes accessibles au dessin sont Jupiter, Saturne et Mars qui présentent des diamètres apparents suffisamment importants. L’observation est facilitée au moment de leur opposition, c’est-à-dire durant la période où elles présentent le plus grand diamètre apparent (environ 45" pour Jupiter, environ 20" pour Saturne et jusqu’à 25" pour Mars). De plus, les planètes suivent l’écliptique et ont parfois une déclinaison négative. Elles ne sont donc pas toujours observables dans de bonnes conditions car elles sont trop proches de l’horizon (en France, c’était le cas de la planète Mars en 2001).

Les planètes étant en rotation permanente, l’intérêt du dessin réside dans l’observation des changements quotidiens de leur surface en ce qui concerne Jupiter (rotation en 10 heures environ) et Mars (rotation en 24 heures environ). Saturne, à la surface moins contrastée, est néanmoins intéressante à suivre au cours des années afin d’apprécier la variation de l’inclinaison des anneaux et l’ombre de la planète sur eux.

La réalisation du dessin s’effectue à l’aide d’un gabarit planétaire sur lequel est dessiné le disque de la planète. Après avoir choisi un grossissement adapté, les principales formations de la planète sont d’abord mises en place. Ensuite, le dessin des détails doit s’effectuer dans un temps assez court car les planètes sont en rotation. Il faut compter au maximum 15 minutes pour Jupiter et 25 minutes pour Mars. Pour Saturne, le temps devrait être aussi limité, mais la surface de la planète est peu contrastée et présente peu de détails à dessiner.

Comme pour la Lune, le croquis réalisé à l’oculaire contient assurément des ratures. La rigueur exige de refaire une copie de l’original, cependant il est facile de retoucher le dessin dans l’heure qui suit immédiatement l’observation.

Remarque

Pour donner toute sa valeur au dessin, il doit être accompagné de nombreux renseignements :
- la date et les heures de l’observation (en temps universel),
- les caractéristiques de la planète (diamètre, longitude du méridien central, phase),
- le type d’instrument et les accessoires utilisés,
- la qualité de l’observation (cotation de la turbulence, de la transparence du ciel et du vent).

Le schéma ci-dessous montre un exemple de feuille d'observations jointe à un dessin.