Techniques d'astrophotographie conventionnelle avec films en utilisant un télescopePar Denis Bergeron NOTE: Pour mieux visualiser les images contenues dans ce texte, il est préférable d'ajuster le CONTRASTE et la LUMINOSITÉ de votre écranSIGNETS:
Introduction
Introduction
Aujourd'hui, grâce aux progrès de la technologie, l'astronome amateur dispose de plusieurs moyens efficaces pour aller chercher les détails des splendeurs célestes. Il y a actuellement deux moyens efficaces mis à la disposition des astronomes amateurs: la photographie conventionnelle avec films et l'imagerie avec caméra CCD. Ces techniques ont leurs forces et leurs faiblesses (voir le dossier «Les avantages et inconvénients de la technologie CCD par rapport à l'astrophotographie conventionnelle»). Je me contenterai ci-après d'expliquer les principales techniques de la photographie conventionnelle avec films. Pour la photographie avec CCD, j'invite les lecteurs intéressés à consulter les différents documents à cet effet dans la bibliothèque. Ce texte vous présentera des techniques d'astrophotographie allant des plus simples aux plus compliquées telles que je les ai vécues personnellement. Chaque type ou méthode de photographie apporte des résultats particuliers. J'ai commencé à faire de l'astrophotographie en utilisant un appareil photo monté sur trépied afin de photographier les constellations, certaines conjonctions planétaires, comètes brillantes, etc (image ci-bas à gauche). Plus tard, je me suis bricolé une table sidérale comme celle de l'image au centre afin de compenser la rotation terrestre et d'exposer mes constellations plus longtemps (image à droite). |
|
|
|
J'avais capté quelques objets célestes brillants et étendus que je me m'amusais à reconnaître sur les atlas célestes. Puis, je fis mes premiers essais de photographies de la lune à travers mon télescope de 15cm par la méthode afocale. À la suite de l'achat d'un télescope motorisé, je m'essayai de photographier au foyer primaire des objets célestes brillants et étendus tel les |
||
amas d'étoiles |
galaxies |
nébuleuses |
|
|
|
|
J'ai expérimenté par la suite l'astrophotographie à haute résolution des cratères lunaires et de certaines planètes. J'ai également expérimenté l'hypersensibilisation des films (image à droite). |
|
Ce que je retiens de ces 25 années d'astrophotographie conventionnelle, ce sont les merveilleux moments passés à découvrir les nombreuses techniques autant en astronomie qu'en photographie et une immense satisfaction personnelle. Tout le bagage d'expériences accumulées au cours de ces années m'a permis d'apprendre et de perfectionner mes propres techniques d'observation et de photographie.
|
Ce dossier se veut un résumé des techniques d'astrophotographie. Il vise à présenter aux astronomes amateurs, intéressés à faire de l'astrophotographie, les différents moyens qui existent et ce qu'ils peuvent s'attendre d'obtenir comme résultats. Je me concentrerai à traiter de l'utilisation des méthodes d'astrophotographie avec télescopes.
|
Je tiens cependant à mettre en garde le lecteur: l'astrophotographie est très exigeante en investissement de temps et d'argent. Vous devrez surmonter plusieurs contraintes et difficultés et être prêt à payer le prix pour apprendre et expérimenter les multiples techniques. En contrepartie, les résultats atteints sont parfois très impressionnants. Je vais m'efforcer de décrire les différentes techniques en expliquant les équipements de base à se procurer, la technique à utiliser et les résultats auxquels on peut s'attendre. Pour plus de précision, j'invite les amateurs à consulter les différents ouvrages spécialisés dans ce domaine disponibles sur le marché ou sur Internet. Principes et équipements de base applicables à la plupart des techniques d'astrophotographie L'utilisation d'un bon télescope, motorisé sur les deux axes, est de mise pour faire de l'astrophotographie avec télescope. L'instrument devra être solide, portatif, facile à manipuler. L'utilisateur doit être capable d'en comprendre le fonctionnement complet, être capable de faire la collimation des composantes optiques, l'alignement précis de la monture sur le pôle nord céleste et surtout de savoir trouver n'importe quel objet dans le ciel. Les utilisateurs de télescopes Schmidt-Cassegrain (Meade, Celestron) et de lunettes astronomiques doivent s'assurer de mettre un tube pare-buée chauffant devant leurs objectifs afin d'éviter la condensation de l'humidité sur les surfaces des lentilles puisqu'elle réduit sérieusement la qualité des images. Comme le télescope est équipé d'un système motorisé pour compenser la rotation terrestre, il est primordial d'orienter l'axe polaire (ascension droite) précisément sur le pôle nord céleste. Il existe plusieurs techniques d'alignement sur le pôle nord céleste dont celles expliquées dans la plupart des manuels du fabricant de télescope. Personnellement, j'ai toujours utilisé la méthode des étoiles repères qui est rapide et très précise, une fois maîtrisée. Plus précisément votre télescope sera orienté sur le pôle nord céleste, meilleures seront vos chances d'obtenir un bon guidage pour vos images. L'appareil photo idéal à utiliser est un 35mm reflex, où ce que l'on voit dans le viseur est identique à ce que nous obtiendrons sur l'image grâce à un petit miroir à 45° qui se relève lors de la prise de l'image. Les principales composantes de l'appareil photo devront être mécaniques. Évitez les obturateurs électroniques car ce système fonctionne grâce à l'énergie fournie par une pile. En cas de froid extrême (très fréquent lors de nos hivers), la pile risque de s'affaiblir entraînant des problèmes avec l'obturateur. |
|
|
|
L'appareil photo doit être équipé de bagues permettant de le coupler sur le télescope. Lors des expositions supérieures à 1/15 sec, on doit utiliser un câble déclencheur souple auto-bloquant. Pour maintenir l'appareil photo sur le télescope, il faut s'assurer d'utiliser un support pour l'astrophotographie piggyback... et de tubes de rallonge pour la photographie au foyer primaire ou à haute résolution.
|
|
|
|
Pour ce qui est des films à utiliser, il est préférable d'utiliser des films sensibles dont l'indice ISO varie de 200 à 3200. Plus l'indice ISO est élevé, plus le film est sensible et plus le grain du film deviendra apparent. On peut utiliser autant les films noir et blanc que couleurs. Le film diapositive est un peu moins sensible que le film couleur conventionnel car il possède trois couches sensibles au vert, rouge et bleu. Par contre, l'effet est plus intéressant lors des projections sur grand écran. Les films couleurs sont plus sensibles que le film diapositive et sont recommandés car ils offrent plus de latitude au niveau de l'exposition. Il est possible de varier l'exposition à l'agrandisseur lors de l'impression sur papier de façon à pouvoir faire ressortir les détails, ce qui n'est pas le cas pour le film diapositive à moins de numériser la pellicule. Parmi les excellents films couleur à utiliser en astrophotographie, notons le film Kodak Ektapress PJM2 qui donne une excellente balance de couleur, une très bonne sensibilité et un très haut contraste. Il en existe d'autres sur le marché comme les films FUJI. La technologie évolue rapidement dans ce domaine et il faut suivre les rapports des amateurs dans les diverses revues d'astronomie comme Sky and Telescope ou sur Internet. On peut aussi «numériser» les photos et augmenter le contraste, la balance des couleurs et la netteté des images par ordinateur avec des logiciels de traitement d'images comme Paint Shop Pro, Photoshop, etc.
|
|
On peut aussi pointer un astre brillant comme la lune ou un lampadaire situé très loin pour faire le foyer à travers le viseur de l'appareil photo jusqu'à ce que l'image soit parfaitement nette. Le problème avec ces méthodes, c'est que l'oeil humain tend à compenser le manque de foyer lorsque celui-ci est presque atteint. Le SURE-SHARP évite ce problème et assure un foyer optimal sans problème.
Pour ce qui est de la sensibilité des films, comme vous allez prendre vos images avec un objectif très ouvert (F2, F1.4), vous pouvez utiliser des films de 100 ISO à 400 ISO qui offrent beaucoup moins de grain. Les films couleur et à diapositives sont recommandés pour les photos de constellations, les comètes, certaines nébuleuses étendues, la voie lactée, etc. Selon la qualité du ciel, vous devrez faire quelques essais pour déterminer le maximum de temps d'exposition nécessaire afin d'obtenir le maximum d'informations avant que le ciel sur vos images ne devienne trop brillant ou voilé. Faites quelques essais en photographiant à des expositions de 1mn, 3mn, 5mn, 7mn, 9mn, jusqu'à 20 minutes selon la qualité de votre ciel. Plus votre ciel est noir et pur, plus vous obtiendrez de détails pendant une longue exposition. Notez soigneusement vos conditions d'observation dans un carnet de note et vos temps de pose pour votre site selon l'indice ISO du film que vous utilisez. Une fois que vous aurez déterminé le temps d'exposition idéal, utilisez ce temps comme base mais vous pouvez varier votre temps d'exposition en plus ou en moins pour vous assurer d'avoir des images de la meilleure qualité possible.
|
N'oubliez pas que plus vous grossissez votre objet, plus la longueur focale de l'objectif augmente, plus le champ apparent diminue, moins il y aura de lumière et plus il faudra exposer et guider soigneusement. Cela augmente le niveau de difficulté. Pour connaître le champ apparent en degrés, il suffit de calculer la constante suivante: 57,3 / FL (mm) où FL est la longueur focale du système optique en millimètres. On multiplie ensuite cette constante par les dimensions du film en millimètres qui sont de 24mm par 36mm pour un film 35mm. Par exemple, si vous utilisez un appareil photo 35mm avec un objectif standard de 50mm, votre constante sera 57,3 / 50 = 1,146. Votre champ apparent sera 1,146 x 24mm = 27,5° pour la dimension 24mm et de 1,146 x 36mm = 41° pour la dimension 36mm. Ainsi, avec cette longueur focale, vous atteignez un champ apparent de 27,5° x 41°, ce qui est très bon pour photographier une constellation entière comme Orion. Si vous utilisez un téléphoto de 200 mm, votre champ sera de 6,8°x 10,3°. Par rapport à un objectif standand de 50 mm (G=1X), on constate qu'un téléphoto 200mm grossira 4 fois plus (200mm / 50mm). Comme le champ diminue, la quantité de lumière diminue aussi. Vous devrez donc exposer plus longtemps ou utiliser un film plus sensible. En grossissant plus, vous devrez vous assurer de guider très soigneusement en gardant le plus précisément possible l'étoile guide à la croisée du réticule illuminé. Pour terminer cette section, je vous invite à visiter le site Web de Axel Mellinger qui a réalisé un splendide panorama 360° de la voie lactée en utilisant une vingtaine d'images exposées entre 30 et 45 minutes avec un objectif grand angle 28mm F4 et du film Kodak Ektapress Multispeed PJM2. Vous verrez un exemple de ce qu'on peut réaliser même avec de petits instruments.
|
Astrophotographie de la lune et du Soleil (Méthode afocale) Si vous voulez essayer de photographier les objets brillants comme la lune, le Soleil (muni d'un filtre très adéquat) et certaines planètes brillantes comme Jupiter, Saturne, Mars et Vénus, vous pouvez essayer la méthode afocale. Le principe est simple. Vous prenez un oculaire vous donnant un grand champ de vision comme un oculaire 26mm avec un champ apparent de 50°. Vous faites le foyer du télescope le plus parfaitement possible à l'oeil puis vous placez l'appareil photo dont l'objectif est réglé sur l'infini et dont le diaphragme est ouvert au maximum. Le temps de pose devra varier de 1/125 sec à 1/15 sec avec un film sensible de 400 ISO à 3200 ISO. On place l'appareil photo par dessus l'oculaire bien centré et on prend une série de photos en se concentrant et en retenant légèrement notre souffle. Cela donne de très bons résultats pour des astres très brillants comme la lune et le Soleil. Encore ici, faites des essais en prenant des poses variant de 1/125 à 1/15 sec selon la brillance de l'objet.
L'idéal serait de fixer, grâce à un support métallique, la caméra vidéo parfaitement centrée sur l'oculaire du télescope. On ajuste le bouton de mise au point de la caméra vidéo sur le mode manuel et le zoom optique de la caméra vidéo au maximum. ATTENTION: on retrouve aujourd'hui des zoom numériques de 180X à 360X. Il ne s'agit pas d'un zoom optique mais numérique qui fait de l'interpolation de pixels. On a l'impression que l'image est grossie mais en réalité elle ne l'est pas. En interpolant des pixels voisins dans l'image, on augmente la dimension apparente de l'image mais en diminuant considérablement la résolution. On ne doit donc tenir compte uniquement que du zoom optique.
|
Astrophotographie de la lune et du Soleil au foyer primaire d'un télescope
Il suffit simplement de placer l'appareil photo au foyer primaire à l'aide d'une bague appropriée. On utilise du film de sensibilité de 400 ISO ou supérieure. Les temps d'exposition varieront de 1/250 à 1 seconde, selon ce que vous photographiez. Par exemple, si vous photographiez la pleine lune, vous devrez prendre un temps d'exposition très rapide autour de 1/500 sec pour un film de 400 ISO. Si par contre, vous photographiez la totalité d'une éclipse de lune au foyer primaire, essayez des temps de pose de 1/2 à 3 secondes. Comme votre télescope sera bien aligné sur le pôle nord céleste, il devrait bien compenser la rotation terrestre. La plupart des télescopes commerciaux possèdent des ajustements électroniques permettant de varier la vitesse des moteurs du télescope sur «lunaire» ou «sidéral». Il convient de mettre la vitesse sur LUNAIRE lorsque vous photographiez la lune. Les instructions du fabricant du télescope indiquent comment faire ces ajustements. Pour faire le foyer de l'appareil photo, il suffit de choisir le limbe de la Lune ou du Soleil. Un déclencheur souple auto-bloquant est nécessaire pour ce genre de photo. Il est conseillé d'utiliser la méthode du cache si l'on pose à des temps de pose de 1/2 seconde ou plus. Le film à utiliser peut être aussi bien la diapositive couleur que le film couleur. À cause de la grande brillance de ces objets, il n'est pas nécessaire d'utiliser des films trop sensibles qui ont plus de grain et réduisent la résolution des détails de l'image.
|
|
Finalement, vous devrez utiliser des films très sensibles de l'ordre de 800 ISO à 3200 ISO. Un câble déclencheur souple auto-bloquant est nécessaire et la vitesse des moteurs du télescope doivent être ajusté sur SIDÉRALE. Une excellente collimation des composantes optiques du télescope est essentielle ainsi qu'une orientation parfaite sur le pôle nord céleste. Au niveau du guidage et du temps d'exposition, vous devrez vous concentrer à maintenir l'étoile guide à la croisée du réticule illuminé de l'oculaire guide et être très patient et persévérant car on parle d'expositions variant de 30mn à 60 minutes avec un film très sensible. Comme cité précédemment, il est fortement conseillé de faire des tests d'exposition variant de 30mn à 60mn selon la qualité du ciel que vous avez. L'astrophotographie des objets du ciel profond au foyer primaire est la plus exigeante des méthodes de photographie. Cela vous prend un ciel très noir, un excellent instrument, des accessoires de qualité, une maîtrise de vos instruments, de l'astronomie de base, de l'orientation sur le pôle nord céleste, beaucoup de volonté, patience et persévérance.
|
|
La compagnie MEADE possède une gamme d'appareils d'autoguidage avec ses modèles 208XT. Si votre intérêt persiste, l'achat de ce type d'accessoire est une véritable révolution et vaut l'investissement.
Faire de l'astrophotographie exige beaucoup de temps, de patience, de persévérance et de techniques. La plupart des laboratoires commerciaux sortent les images photos selon un standard correspondant à une moyenne. Si vous apportez vos films astronomiques à un laboratoire commercial, vous risquez d'obtenir des images sous ou sur-développées pouvant vous décevoir beaucoup. Si vous êtes mordu d'astrophotographie, il serait peut-être important de considérer de développer et agrandir vous-mêmes vos images astronomiques. Il existe sur le marché de nombreux volumes traitant du développement des photos. Le grand avantage de procéder vous-même au développement de vos images astronomiques est que c'est vous qui avez le contrôle total sur vos images. Vous pouvez augmenter ou diminuer le contraste, appliquer plus ou moins d'exposition sur certaines parties de vos images, agrandir vos images en superposant deux négatifs identiques du même objet, jouer sur la qualité des couleurs, etc. J'ai passé de précieux moments à procéder moi-même au développement et à l'agrandissement de mes images astronomiques et les plus belles images des astrophotographes amateurs qui apparaissent dans les revues astronomiques sont le résultats de leurs propres techniques de développement. Il est très rare que l'on obtienne le maximum de nos images via les laboratoires commerciaux.
L'astrophotographie conventionnelle peut permettre aux amateurs de prendre différents types d'images: de la photographie de constellations, la voie lactée, les comètes (avec objectifs standards 50mm et téléphotos) à la photographie solaire, lunaire et planétaire à haute résolution, jusqu'à l'astrophotographie détaillée des objets du ciel profond comme les amas d'étoiles, les nébuleuses et les galaxies. On peut aussi utiliser facilement les appareils vidéos et photos numériques. Il est relativement facile de faire des images du Soleil (en se munissant d'un filtre adéquat), de la Lune et de certaines planètes même dans un environnement lumineusement pollué comme les villes. Par contre, la photographie des constellations et des objets du ciel profond nécessite un ciel très noir, exempt de pollution lumineuse. Vous devrez donc songer à voyager et déplacer vos instruments dans des sites très noirs. Il vous faut prévoir installer vos instruments, orienter la monture sur le pôle nord céleste, faire la mise au point de vos appareils, planifier la source d'énergie pour faire fonctionner vos instruments suffisamment longtemps, etc. Bref, ce genre d'astrophotographie est très exigeant, mais aussi très stimulante. Si vous poussez vos techniques jusqu'à l'hypersensibilisation des films et procédez vous-même au développement et agrandissement de vos images astronomiques, vous obtiendrez à coup sûr des résultats supérieurs. Cependant, il vous faut être prêt à y investir temps et argent. Vous découvrirez aussi le monde fantastique qu'est la photographie, et vous serez très fier de vos chefs d'oeuvre. En conclusion, il y a de très beaux défis à relever en astrophotographie conventionnelle et chacun peut y aller selon ses moyens et intérêts. Même si je me suis aujourd'hui converti à la technologie CCD, il demeure que tout ce que j'ai acquis au cours de mes 25 ans d'expérience en astrophotographie me servira toujours. Je continue tout de même à exploiter mes instruments au maximum de leurs capacités.
Si vous voulez découvrir d'autres moyens extrêmement efficaces pour aller chercher les détails de vos splendeurs célestes, je vous invite à consulter les dossiers traitant de la technologie des CCD dans la bibliothèque. Bonnes photos
|