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L'amplificateur d'image I3 de Ceoptics

Description et photographies (III)

Dans des endroits pollués par la lumière artificielle, du fait que le I3 amplifie tous les signaux lumineux, si l'image vous paraît trop brillante pour observer les objets du ciel profond, vous pouvez avantageusement utiliser un filtre anti-pollution lumineuse à bande large (broadband LPR). En éliminant une partie des raies d'émission de l'éclairage public il accentuera le contraste des objets pâles et vous permettra d'observer avec beaucoup plus d'aisance les bras spiralés des galaxies brillantes ou les volutes des nébuleuses d'émission. Toutefois je vous conseille vivement d'utiliser cet accessoire dans des sites écartés de tout pollution lumineuse avec des instruments à tube fermé bien protégés contre les réflexions parasites internes au risque de ne pouvoir observer les objets du ciel profond dans de bonnes conditions en raison des lumières parasites.

Dans un site peu pollué par l'éclairage public un autre phénomène apparaît : la scintillation. Votre image "scintille" et le champs s'illumine aléatoirement de petits points brillants. Nous reviendrons sur ce problème lorsque nous aborderons le problème du pouvoir de résolution et du gain. Le I3 présente toutefois des limites. Ainsi dans un endroit relativement sombre mais loin d'être idéal il ne parviendra pas à faire ressortir la célèbre nébuleuse de la Tête de Cheval d'Orion (B33) ni celle du Hibou (M97) avec un télescope de moins de 300 mm d'ouverture. En revanche, sous un ciel bien sombre sans aucun filtre sélectif il permettra d'observer l'étoile centrale la nébuleuse annulaire M57 ou les échancrures sombres qui divisent la nébuleuse du Trèfle (M20).

Images de M27 et de M57 réalisées par Bill Collins, directeur de Ceoptics, avec l'amplificateur d'image I3. Il utilisa une lunette Astro-Physics de 178 mm f/9 équipée d'un appareil numérique Canon D30, 200 ISO, objectif Macro de 50 mm f/5.6. Pose de 6 sec.

Toutefois le I3 reste très sensible aux lumières parasites. Ainsi n'utilisez jamais le I3 (ou tout autre dispositif de vision nocturne) durant la journée et n'observez jamais une planète ou tout autre objet brillant (phares, etc) au risque de griller l'appareil irrémédiablement. De nuit les faisceaux lumineux émis par les voitures proches ou les lampes torches de vos collègues seront autant de parasites que captera sans difficulté le I3, même s'ils ne sont pas orientés directement dans votre direction. De la même manière toute lumière rouge émise a proximité d'un tube ouvert (par exemple avec la plupart des télescopes Dobsoniens faits de tubes d'aluminium démontables) sera enregistrée par le I3. Tous ces parasites provoqueront une augmentation de la brillance de l'arrière-plan des objets célestes que vous observerez. Alors un bon conseil, lorsque vous utilisez un I3 en public, prévenez bien tous les participants du mode de fonctionnement de votre appareil et demandez leur d'utiliser leur lampe de poche avec parcimonie et si possible dans des endroits abrités.

Pouvoir séparateur et gain

Il y a un compromis entre le gain et la résolution de l'image obtenue avec un amplificateur d'image. Plus vous augmentez le gain, plus l'exposition sera courte, mais au détriment de la qualité de l'image. En effet, même enregistrée sur un film à haute résolution tel le Kodak TP2415 qui présente 320 paires de lignes/mm (aujourd'hui indisponible), vous sacrifierez la netteté de l'image.

Outre la quantité de photons qui doit atteindre un certain niveau pour rendre l'image visible, le système électronique lui-même présente un certain "bruit". Pendant que les électrons sont amplifiés et accélérés, suite à l'agitation thermique certains vont être éjectés de la photocathode de façon aléatoire et venir frapper l'écran phosphorescent. Plus le gain sera élevé, plus les électrons seront excités et viendront former des images incohérentes et neigeuses comme nous l'observons avec le modèle I3 de Ceoptics lorsque le gain est au maximum sur des objets peu contrastés.

Une méthode pour remédier à cet effet est de réduire le gain ou d'augmenter le contraste du film. Dans tous les cas le choix du film conditionnera à 50% la qualité de vos images. Cela dit je ne vous conseille pas l'amplificateur d'image si la photographie est votre but final. Dans ce cas la caméra CCD est idéale car le pré-traitement numérique permettra ultérieurement de supprimer tous les bruits engendrés par l'instrument et d'obtenir une image à haute résolution de grande qualité. Mais consultez les pages consacrées à ce sujet pour plus de détails.

Pour ceux qui désirent néanmoins utiliser ce type d'amplificateur d'image pour réaliser des photographies du ciel profond, disons occasionnellement, voici quelques conseils.

Les deux points délicats à maîtriser sont la durée d'exposition et le gain. Ils dépendent du sujet à photographier mais aussi de votre optique, sachant par exemple que certains réfracteurs laissent pénétrer plus de lumière ultraviolette que les télescopes à miroir, etc.

Si vous désirez préserver les demi-tons et obtenir une image douce où le grain reste noyé dans le fond du ciel, en d'autres termes pour que votre film enregistre suffisamment de photons et respecte les tonalités de votre sujet (nébuleuse, galaxies étendues, Voie Lactée, etc), limitez-vous à un gain inférieur à 1000 fois. Pour vous donner un ordre de grandeur, le temps de pose pour une galaxie faible de 15eme magnitude photographiée au travers d'un SCT de 200 mm devrait être inférieur à une minute pour un résultat optimal. Si vous poussez le gain à 5 ou 10000 fois vous n'y verrez que du grain, à moins de prolonger l'exposition plusieurs minutes. Mais vous oubliez alors le but de cet outil et mieux vaut alors vous orienter vers l'achat d'une caméra CCD comme je l'explique dans une autre page de ce site.

Si l'image ne présente pas de demi-tons, où noir et blanc sont presque purs comme par exemple dans les galaxies elliptiques pâles, un système d'étoiles multiples ou un objet compact (astéroïde, etc), vous pouvez mettre le gain au maximum, "toute la puissance". Vous pouvez exposer 2 minutes et plus pour un gain de 10000 fois ou n'exposer que 10 secondes avec un gain de 2000 fois. Seules les plus faibles étoiles seront noyées dans le grain.

Images de M82 et de M31 réalisées par Bill Collins, directeur de Ceoptics avec l'amplificateur d'image I3. Il utilisa une lunette Astro-Physics de 178 mm f/9 équipée d'un appareil numérique Canon D30, 200 ISO, objectif Macro de 50 mm f/5.6. Pose de 6 sec.

Votre choix

Ce genre d'expérience a peu de relation avec les techniques d'observation traditionnelle et vous ne pouvez vous reposer sur des notions de lumination connues si vous désirez utiliser cet accessoire pour la photographie. Votre choix dépend du but que vous poursuivez. Tout d'abord de ce que vous désirez investir, ensuite de l'application envisagée : photométrie, guidage, observations visuelles, photographie. Certains diront qu'il ne s'agit plus d'astronomie amateur ! Ceux-là ont peut-être raison dans un sens. Le profil de l'amateur intéressé par ces techniques est celui d'un passionné qui a dépassé le stade de la vulgarisation pour s'attaquer à des domaines tantôt de recherche tantôt de pure curiosité intellectuelle, cherchant de nouvelles techniques susceptibles de lui procurer des informations plus qualitatives quelques fois exploitables sur le plan scientifique.

Leur ligne de conduite est certainement à mettre en exergue et à méditer pour qui veut s'affranchir de l'astronomie de détente et servir le professionnel. D'un autre côté si seule la technique vous passionne, les constructeurs se feront un plaisir de vous satisfaire et de partager avec vous leur savoir-faire. 

S'il est difficile de vous faire imaginer sur photo à quoi ressemble l'image réellement observée à travers un I3, je peux vous dire que comparée à l'image fournie par un oculaire ordinaire de bonne facture, si l'image est beaucoup plus brillante avec le I3 elle est toutefois moins nette. Ainsi pour ne prendre que l'exemple de la nébuleuse de la Dentelle du Cygne (NGC 6992) et celle du Trèfle (M20) un oculaire ordinaire à haut contraste (Tele Vue Plössl ou Radian) permet de les observer plus facilement et avec beaucoup plus de détails. Si les objets du ciel profond vous passionne, pour améliorer leur contraste vous devrez obligatoirement utiliser un instrument d'optique à tube fermé et si nécessaire un filtre anti-pollution à bande large ou étroite en fonction de votre niveau de pollution lumineuse.

Si le grossissement du modèle I3 de 25 mm vous semble insuffisant pour saisir les contours des petites galaxies ou des nébuleuses planétaires vous pouvez avantageusement l'utiliser avec une Powermate de Tele Vue grossissant 2.5x. 

Car contre si vous disposez d'un grand télescope (300 mm et plus) et d'un site d'observation plongé dans l'obscurité totale, à l'écart de toute lumière artificielle, l'utilité de l'intensificateur d'image est discutable car le grand diamètre allié à des oculaires classiques de focale fixe ou zoom.vous offriront des images de qualité bien supérieure.

On peut donc en conclure que si vous connaissez les limites du I3 vous ne serez jamais déçu par ses capacités. Car malgré l'image monochrome et le scintillement, on ne peut longtemps résister à l'envie d'acheter ce petit appareil de haute technologie. Comptant peut-être un jour parmi vos accessoires les plus chers, dans tous les sens du terme,  il sera parfois beaucoup plus onéreux que l'instrument sur lequel il sera monté ! Toutefois au su de la technologie utilisée, de la puissance lumineuse et de la réponse spectrale qu'il vous offrira il sera sans comparaison et restera certainement l'un de vos "oculaires" favoris pour le ciel profond.

Remarques

Pour les amateurs qui n'apprécient pas la dominante verte de l'image, il est possible d'insérer au niveau de l'oculaire un filtre magenta de densité très légère (CC020 ou équivalent) qui redonnera à l'image une coloration gris neutre.

A l'heure actuelle le I3 de Ceoptics n'est pas commercialisé en Europe. A ce sujet Bill Collins me disait suite aux événements du 11 septembre 2001 que le département d'Etat avait bloqué toute exportation de cet accessoire : "[...] quant à vous vendre un système I3, c'est impossible à moins que vous soyez associé à un institut d'astronomie dans votre pays. Il est dès plus malheureux que le Département d'Etat américain ait réduit si fortement l'exportation des appareils de 3eme génération vers de brillants amateurs européens tel que vous. Nous vivons cependant dans un monde différent avec la terrible crainte du terrorisme international".

Si cet appareil vous intéresse, comptez sur un investissement d'au moins 2600$ plus options auquel vous devrez probablement ajouter 17 à 30% de taxes. Vous pouvez également vous rendre aux Etats-Unis ou au Canada et le rapporter dans vos bagages, mais de préférence mélangé discrètement à d'autres oculaires, en espérant toutefois ne jamais devoir le faire réviser. Acheter ce type de matériel outre-atlantique pose toujours quelques problèmes, ayez-en bien conscience.

Pour plus d'informations

Les tubes photoamplificateurs et la vision de nuit (sur ce site)

ATN Corporation

Sky & Telescope Report : I3 Image Intensifier, par Dennis Di Cicco

Jack Kramer, Jeff Lipsman : Cloudynights I3 review

OC Astronomers : Electronics Oriented Astronomy, Orange County Astronomers Publications

Ceoptics : documentation technique

Thermal infrared Camera & night vision systems

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