(ou comment atteindre le pouvoir séparateur de son instrument)

            Argentique ou CCD le choix est vite fait pour ce qui concerne le capteur. Les films présentent trop d’inconvénients. Bien qu’ils aient donné d’excellents résultats entre les mains expertent d’amateurs comme Gérard Thérin⁽²⁾ ou Christian arsidi. Ils sont inadaptés face à la turbulence. De plus les résultats, incertains, ne sont obtenus qu’après développement.

Reste donc le capteur CCD qui n’est cependant pas accessible à toutes les bourses. L’histoire aurait pu s’arrêter là si les caméras de conférences qui contiennent des capteurs CCD n’avaient pas étaient détournées de leurs utilisations premières⁽³⁾. Paradoxalement ces webcams qui coûtent au maximum 100 euros semblent le mieux adaptées pour la haute résolution sur la Lune. Le fait de pouvoir réaliser beaucoup d’images en quelques secondes permet d’avoir l’espoir de trouver une ou plusieurs images peu affectées par la turbulence. Images qui après traitement numérique révéleront des détails inimaginables par rapport à l’image brute (photo 2 et 3). La webcam permet d’obtenir des centaines d’images sous forme de vidéos au format avi, lorsque la CCD traditionnelle dans le même temps offre laborieusement quelques dizaines d’images souvent dégradées par la turbulence dû à un temps de pose plus long. Un logiciel freeware comme avi2bmp⁽⁴⁾ permet de sélectionner à partir des vidéos les meilleures images. Le compositage d’images permet ensuite d’enlever le bruit inhérent aux webcams dont la dynamique est faible.

Photo 2 et 3 : Voisinage du cratère Bullialdus , turbulence moyenne.

Pour le choix de la webcam, actuellement conviennent la vesta pro que l’on ne trouve plus que d’occasion ou sa remplacente la toucam pro de chez phillips.  Le bémol des techniques CCD est qu’il est nécessaire de posséder un ordinateur, de préférence portable, avec un port USB. L’obtention d’images avec la webcam se décompose en deux phases, l’acquisition et le traitement numérique des images. Pour l’acquisition il y a plusieurs paramètres à régler sur la webcam, exposition, gain, luminosité, gamma, contraste et fréquence d’images par seconde. Pour ma part j’obtiens de très bons résultats sur la Lune avec une fréquence de cinq images /seconde en plaçant l’exposition sur mode automatique, le contraste et le gamma à 20% et je règle la luminosité et le gain au final pour obtenir la bonne densité. C’est à dire sans saturer les hautes lumières. Il est important sur la Lune de choisir un gamma faible pour ne pas avoir trop d’écart de densité sur un astre qui est naturellement très contrasté. On fera aussi l’acquisition en NB pour éviter toute perte de résolution dû au chromatisme de l’atmosphère même minime. Pour le traitement numérique il existe le freeware Iris⁽⁵⁾ avec des leçons qui expliquent toutes les fonctions permettant d’exploiter au mieux ses images brutes. On a donc vu que la faible dynamique des webcams peut se contourner par un compositage d’images. Il faut ainsi sur les cratères brillants seulement une huitaine d’images, mais pour les régions à faible albédo comme les mers, un minimum de 15 à 20 images est nécessaire.

Le deuxième maillon est l’instrument lui-même. A vrai dire tout instrument, non affecté par le chromatisme, convient tant qu’il s’agit d’une vraie optique astronomique. Cependant la première étape passe par une vérification de la collimation pour les télescopes et réglage de cette dernière si nécessaire. Une visite du site Internet de Thierry Legault⁽⁷⁾  est indispensable outre les conseils pour réaliser la collimation, il montre de façon pédagogique la dégradation des images avec un instrument mal réglé. Par contre en utilisant une webcam il n’est point nécessaire pour la Lune de posséder une monture très performante. De même la mise en station peut être sommaire. En effet la webcam avec un temps de pose très court n’est pas affectée par une petite dérive. Il est même recommandé d’avoir une certaine dérive, ce qui permet lorsque le capteur est sale d’éliminer les poussières lors du compositage. Quant à la formule optique il est impératif d’utiliser une Barlow  apochromatique. On choisira un grandissement qui permet d’avoir de fins détails. En théorie un f/d= 30 est optimum⁽⁷⁾. Il est aussi important d’avoir une bague⁽⁸⁾ qui permet d’adapter la webcam sur l’instrument  de façon à ce que le capteur soit bien perpendiculaire à l’axe optique. Armé de tous ces atouts l’instrument peut être sorti au moins une demi-heure avant la capture pour mise à température. La turbulence est parfois moindre en Ville. En effet les couches d’air en forme de cloche sont parfois plus homogènes au-dessus des cités. De plus la webcam avec ses poses rapides attrape les trous de turbulence. Les règles conventionnelles de l’astronomie sont ainsi bousculées. Les photos de cet article sont réalisées en pleine ville sur un parking asphalté après une mise en T°C d’une demi-heure avec un pointage sommaire par viseur polaire. Parfois on voit même de belles images prisent d’un balcon !!!  Mais si l’on peut régulièrement sortir de belles images lunaires avec une webcam, pour accéder à la haute résolution le plus important est surtout de peaufiner la mise au point, car c’est le critère primordial pour obtenir de bonnes images brutes. La tolérance de focalisation n’est que de quelques microns. Il ne faut donc pas hésiter à la refaire régulièrement lorsque la turbulence est au plus faible. Souvent la turbulence fait des vagues, il faut donc saisir les creux. On peut même capturer des vidéos en décalant la mise au point à chaque essai.

Images hautes résolutions prisent par lune décroissante au mois d’août lors d’une même nuit où la turbulence était presque nulle.

Il faut noter aussi que le diamètre idéal de l’instrument par rapport à la turbulence de nos régions tourne autour de 200 à 250 mm. Un plus gros diamètre n’aura des conditions de turbulences correspondantes que très rarement ou même jamais pour les diamètres supérieurs à 300 mm.

On peut réduire la turbulence instrumentale, mais pour ce qui concerne la turbulence générale, la météo donne des indications sur ce qui attends l’observateur. En cas de vent il ne faut s’attendre à rien de bon. Par contre une légère brume ou des conditions anticycloniques amènent parfois une faible turbulence. La mesure du scintillement à l’œil nu des étoiles est une bonne indication. Lorsqu’elles sont presque fixes c’est bon signe. De plus on minimisera cette turbulence en shootant la Lune autour du méridien. Cependant les meilleurs moments seront ceux ou la Lune se présente au plus haut au passage du méridien. Inutile de penser avoir de bons résultats lorsque la Lune culmine au maximum à 30°C. Il y a donc des saisons ou la Lune croissante est plus intéressante que celle décroissante. Et vice versa. Ainsi de janvier à mai la Lune croissante est la plus intéressante. Pour la Lune décroissante il faut attendre d’août à décembre. La zone intermédiaire juin et juillet n’est pas l’idéal dans les deux cas.

C’est donc lorsque tous les éléments suivants sont réunis, instrument bien réglé, caméra bien configuré, turbulence faible, Lune au plus haut que l’on peut espérer obtenir des images proches du pouvoir séparateur de l’instrument. Cependant de réunir toutes ces conditions n’est pas évident et ne se présente que quelques fois dans l’année. Mais lorsque l’on a la chance et surtout la persévérance d’obtenir les bonnes conditions les images sont à la hauteur de l’investissement. Les meilleures images planétaires réalisées depuis la Terre sont d’environ 0²15 soit 300m. En argentique exceptionnellement les amateurs arrivent à 0²8. Avec l’avènement de la webcam les limites sont repoussées et l’on obtient des images lunaires qui tiennent la comparaison avec celles obtenues par les sondes lunaires telles que les lunar⁽⁹⁾. Cela montre l’évolution fulgurante et la démocratisation des moyens mis à la disposition des amateurs. Alors pourquoi s’en privé.

Toutes les images de cet article ont été prises avec un Meade 200 mm equipé d’une barlow 2x apo. Images Jérôme Grenier.

1)       http://www.astrosurf.com/grenier/

2)       http://www.astrosurf.com/therin/

3)       http://www.astrocam.org/

4)       http://avi2bmp.free.fr/

5)       http://www.astrosurf.com/buil/us/iris/iris.htm

6)       http://astrosurf.org/astropc/qcam/qcfocus.zip

7)       http://perso.club-internet.fr/legault/index_fr.html

8)       http://www.bbayle.com/DANNY.html

9)       http://cass.jsc.nasa.gov/pub/research/lunar_orbiter/index.html