En quête d'un petit télescope portable et polyvalent

Les petits instruments de 60 à 90 mm (II)

Si vous voulez miser sur l'avenir, c'est certainement dans cette gamme d'instruments que vous devez investir, que vous soyez acheteur ou fabricant. C'est en effet dans la gamme des petits instruments de 60 à 125 mm de diamètre que le marché a littéralement explosé ces dernières années, instigué faut-il le préciser, par l'engouement du marché asiatique, en particulier des Japonais.

Des optiques japonaises comme Pentax ou Megrez dont on parlait peu il y a quelques années se vendent aujourd'hui couramment en Europe et commencent à pénétrer le marché américain. C'est un marché très prometteur dans lequel les constructeurs rivalisent d'ingéniosité à notre plus grande satisfaction.

Nous trouvons pêle-mêle dans cette catégorie la lunette d'entrée de gamme de 60 mm, les télescopes catadioptriques Meade ETX-70 et 90, le télescope catadioptrique Celestron C90 ou Apex et toute une série de lunettes achromatiques, semi-apochromatiques et apochromatiques de 80 mm à tube court dont l'Orion ST-80 ED est le fer de lance.

Le marché des lunettes astronomiques "ST-80"

A la fin des années 1990, dans le marché étroit des petites lunettes astronomiques de 60 à 90 mm d'ouverture, il n'existait que des lunettes achromatiques de longue focale (f/9-f/15) qui n'intéressaient pas grand monde vu leur encombrement et leur prix élevé, mis à part quelques amateurs d'astrophotographie qui recherchaient une bonne lunette-guide à placer en parallèle sur leur télescope de 200 ou 400 mm d'ouverture.

La référence : l'Orion ST-80 ED

La société américaine Orion Telescopes & Binoculars est connue depuis 1975 pour vendre du matériel astronomique aux amateurs avant tout préoccupés par l'aspect financier de leur achat et recherchant du matériel offrant un bon rapport qualité/prix. En mai 2000 Orion proposa sur le marché américain la première lunette achromatique fabriquée par Synta, le modèle ST-80 de 80 mm f/5 à tube court que beaucoup de concurrents ont copié.

Ce type d'optique a en effet provoqué un changement majeur en faisant littéralement exploser le marché des petites lunettes de 80 mm (que nous appelerons pour simplifier ST-80). Voyez vous-même.

Parmi les modèles les plus connus citons les lunettes achromatiques ou semi-apochromatiques Apogée 80 ED, Apogée Widestar 80AT, Celestron NexStar 80 GT, Stellarvue AT1010 de 80 mm f/5 (remplaçant la Celestron 80WA depuis 2002), Ganymède G185, Kepler 80, GSO 80, Meade DS-80, Skywatcher 80 mm f/5, Tele Vue 70, 76 ou 85 (certaines ne sont plus fabriquées), Vixen-Sphinx 80 mm f/6 SS, William-Optics Megrez II 80 mm f/6 ED et Phoenix 80S.

Toutes, hélas, ne présentent pas la même qualité. Une Meade DS-80, une Celestron NexStar 80 GT ou une Skywatcher 80 par exemple ne peut pas rivaliser avec une Megrez II 80 et cette dernière ne soutient pas une comparaison avec la Tele Vue 76. Pour en savoir plus je vous suggère de consulter la page suivante dans laquelle vous trouverez un classement des meilleures lunettes et télescopes.

Au mois d'août 2003 Orion proposa sa première lunette apochromatique ST-80 ED à tube court, mesurant 60 cm de longueur sans le pare-soleil, ouverte à f/7.5, au prix de 499$ pour le tube optique seul et sans accessoires (ancienne Ref. #79895). En Europe elle était proposée entre 499 et 620 € chez divers représentants.

A peine commercialisée, le marché s'emballa. L'objectif apochromatique est en réalité un doublet air constitué d'une lentille frontale en Crown-Flint et d'une lentille arrière en verre Fluorocrown de type FLP-53 à très faible dispersion (ED) mêlant le Crown et le cristal de fluorite. C'est en fait un objectif achromatique amélioré qui corrige de manière excellente l'aberration chromatique et de sphéricité car il offre aux maîtres-opticiens une matière plus facile à travailler que d'autres verres plus dispersifs.

Ce verre très performant, qui équipe également les lunettes Astro-Physics, a de fait ouvert à cette petite lunette les portes du cercle très fermé des lunettes haut de gamme. Avec des qualités optiques approchant celle d'une lunette apochromatique de Tele Vue (elle se situe au niveau d'une Tele-Vue 76, 85, StellarVue 80 ou TMB 80) mais à un prix défiant toute concurrence, elle ouvrit un marché jusqu'alors inconnu des constructeurs.

A consulter : Tableau comparatif des "ST80", par J.D. Metzger (.xls)

La lunette d'Orion Telescopes & Binoculars ST-80 ED de 80 mm f/7.5. C'est un doublet de lentilles constitué d'un verre ED de type FLP-53 de très bonne qualité, offert au prix de 424$ (2003) pour le tube optique seul et sans accessoires. Reste à lui ajouter quelques oculaires grand champ, un viseur Telrad ou Redot et l'installer sur un trépied robuste, une monture Polaris de Vixen ou même en parallèle sur un télescope. Plusieurs amateurs avertis ainsi que Roland Christen d'Astro-Physics la considère comme aussi performante qu'une véritable apochromatique... Aujourd'hui ce modèle est remplacé par le modèle EON 80ED f/6.5 vendu 650$ (Ref. Orion 09927). Il est complété par le modèle 120 ED f/7.5 vendu 1999$. Ces modèles et quelques autres sont également disponibles chez Optique Perret (CH) et Telescope-Service (All.). De manière générale, les prix pratiqués en Allemagne sont très compétitifs.

Dans la même catégorie il y a également les lunettes apochromatiques ou considérées comme telles, comme l'Astro-Physics "Stowaway" de 92 mm f/4.9 (discontinue), Borg 76 ED, Brandon 80 f/5.6, William Optics Megrez 80 APO, Pentax 75 EDHF, TMB 80 mm f/7.5 ou Takahashi FS 78 mm f/5-f/8 parmi d'autres.

Citons enfin pour mémoire des modèles de plus longue focale comme l'Astro-Physics de 80 mm f/11, l'Orion Astroview de 90 mm f/10, la Parks PRT-813 de 80 mm f/11.2 ou la Vixen de 90 mm f/9 fluorite, souvent utilisées comme lunette-guide.

Aujourd'hui le modèle Orion ST-80 n'est plus commercialisé. Il est avantageusement remplacé par le modèle EON 80ED f/6.5 vendu 650$ (Ref. 09927).

A l'image de cette lunette apochromatique, rappelons que plusieurs lunettes qualifiées de "semi-apochromatiques" mais constituées de doublets air et principalement vendues par William Optics (Megrez) et Tele Vue (modèles Ranger, Pronto et 85) sont généralement classées d'un point de vue marketing parmi les lunettes apochromatiques. Si les performances et les qualités générales de la Tele Vue 85 le justifient, tous les autres modèles ne peuvent démentir leur conception; se sont bels et bien des achromates, même s'ils sont améliorés par rapport au design original de Fraunhofer. En effet, à des degrés divers ces lunettes présentent toutes des aberrations chromatiques à plus ou moins fort grossissement.

A consulter : Liste de tous les modèles de lunettes astronomiques

L'éventail de la gamme ST-80

Parmi les modèles les plus appréciés des débutants citons l'Orion ST-80 Min-EQ et les sous-marques équivalentes (Bresser, GSO, Konus, Skywatcher, TS, etc), qu'elles soient fixées sur un trépied ou sur une monture équatoriale allemande. Pourquoi cet intérêt pour une aussi petite lunette ?

Beaucoup d'amateurs expérimentés dont certains sont déjà équipés d'un grand télescope 200 à 400 mm d'ouverture, souhaitent acquérir un jour ou l'autre un instrument plus simple à transporter (surtout sur le lieu de leur vacance ou durant un week-end hors de chez eux), plus facile à installer et englobant un champ beaucoup plus vaste que celui restreint à 1° de leur grand télescope, même lorsqu'il est équipé d'un oculaire de 40 mm. Pour les débutants c'est l'occasion de découvrir le ciel avec un instrument de taille réduite mais relativement performant et sans investir beaucoup d'argent.

Car cette petite lunette doit sa réputation non seulement à sa grande ouverture (f/5-f/6), son faible encombrement (env. 40 x 10 cm), sa légereté (2.3 kg pour le tube optique) mais surtout au prix raisonnable des modèles achromatiques vendus avec une monture équatoriale entre 320 et 400 € selon les modèles.

A gauche l'Orion ST-80 Min-EQ de 80 mm f/5, au centre sa copie Skywatcher 804 AZ3 parmi de nombreuses autres variantes. Compactes (40 cm), très légères (2 kg), vendues à un prix concurrentiel 330-400 €, ce type de lunette convient à la fois à l'amateur occasionnel qui veut observer le ciel (champ de 7° à 36' , 10 à 100x) ainsi qu'au naturaliste moyennant un trépied et un redresseur terrestre. Certaines marques proposent en option un porte-oculaire métallique de 50 mm. A droite l'Orion Skywatcher Pro ED, la version "full option" de la fameuse ST-80 ED ($700 ou entre 890-1110 €). Documents Orion Telescopes & Binoculars et Teleskop-Service.

Précisons de suite pour les amateurs peu familiarisés avec ces instruments, qu'étant donné les dimensions réduites de ces lunettes et leur grand ouverture, elles sont avant tout conçues pour observer occasionnellement le ciel ou la nature à faibles grossissements. Qu'elle présente un tube court de 40 cm ou même de 60 cm, vous pouvez même l'emporter en vacance dans vos bagages à main sous des cieux plus propices (en précisant au douanier qu'il ne s'agit pas d'un bazooka...).

Performances de la ST-80

Les lunettes de la gamme ST-80 ont le mérite d'offrir aux débutants ou aux amateurs occasionnels une optique lumineuse capable de grossir 150x pour un prix relativement modique. Mais une lunette de 80 mm f/5 n'est pas une optique tout à fait adaptée à l'observation planétaire, car même équipée du plus puissant oculaire, un 4 mm de focale offrant un champ apparent de 60°, elle ne grossit que 100x et couvre un champ réel aussi vaste que la Lune (30') avec une pupille-oculaire réduite à 0.8 mm et même 0.5 mm dans le cas du modèle ED. 

Pour observer les cratères en haute résolution, avoir une belle image de Saturne ou des petites galaxies vous devriez l'équiper d'un doubleur de focal (Barlow 2x ou Powermate 1.8x) afin de pouvoir augmenter le grossissement tout en réduisant le champ à environ 15' si les conditions météo le permettent. Mais dans ces conditions, l'instrument devient vite inutilisable.

On dit qu'un instrument d'astronomie peut en théorie atteindre un grossissement maximum égal à 2.5x le diamètre de l'objectif exprimé en mm, soit 200x dans notre exemple. Mais la plupart des petites lunettes achromatiques ST-80 ne supportent pas de tels grossissements jugés extrêmes et purement académiques car cette valeur ne prend pas en compte la qualité instrumentale, la longueur focale, la réduction progressive de la pupille de sortie et les conditions pratiques d'observation. 

En raison de son petit rapport focal, à 200x l'aberration chromatique d'une ST-80 devient trop apparente, le champ s'assombrit et la pupille de sortie est si minuscule que l'observation en devient désagréable. C'est d'autant plus vrai si vous utilisez des oculaires offrant une petite lentille de champ, un faible relief oculaire et un champ apparent inférieur à 50°. Dans ces conditions même un oculaire Plössl considéré comme très lumineux par nature ne vous sera d'aucune utilité. Rien ni personne n'aiment travailler sous stress... 

L'aberration chromatique typique des réfracteurs est surtout visible sur les objets brillants comme les étoiles, Jupiter, Saturne ou le limbe de la Lune. A gauche et à droite l'aberration chromatique non corrigée vers les courtes et grandes longueurs d'ondes. Au centre une image corrigée au moyen d'un Chromacorr d'Aries Instruments. L'amélioration est sans équivoque. Les deux documents de gauche sont basés sur une photographié de M44 réalisée par Tom Davis avec une lunette achromatique Celestron CR-150 HD de 150 mm f/8 ($800) équipée d'une caméra CCD Starlight Xpress MX7 couleur.

Pour conserver une belle image je vous conseille vivement de ne pas dépasser un grossissement de 2x le diamètre de l'objectif exprimé en mm, soit 160x pour la ST-80 f/5 (oculaire de 5 mm avec Barlow), d'utiliser des oculaires lumineux à grand champ (au moins 60°, 8 lentilles maximum), offrant un relief oculaire entre 10 et 20 mm et de ne pas descendre sous une pupille-oculaire d'environ 1 mm de diamètre (oculaire de 5 mm ou 10 mm avec Barlow). Vous en saurez plus sur ces paramètres dans la feuille Excel suivante qui recense plus de 440 oculaires.

Maintenant qu'en est-il du modèle ST-80 ED ? D'un rapport focal de f/7.5, ce n'est plus un cheval de course très rapide. Avec une focale de 600 mm elle est 50% plus longue que sa petite soeur achromatique et l'image devient... 2.25 fois plus sombre. Même si l'oeil à une réponse logarithmique, cette différence est sensible si vous avez l'occasion de comparer les deux optiques côte à côte. Pour ceux que cela intéresse, en astrophotographie elle demandera donc aussi 2.25 fois plus de temps d'exposition comparée au modèle ouvert à f/5. Quant à sa pupille de sortie, du grossissement de 15 à 150x (oculaires de 40 à 4 mm) elle passe progressivement de 5.3 mm, ce qui est idéal (c'est le diamètre de votre pupille totalement dilatée dans l'obscurité) à ... 0.5 mm; difficile de faire plus étroit ! Pour rappel, le diamètre de la pupille de sortie varie uniquement en fonction du rapport focal; au plus il est court, au plus elle sera grande.

Optiquement parlant, grâce à la qualité de ses lentilles que l'on retrouve également chez Zeiss, Nikon ou Canon, dans de très bonnes conditions et moyennant des oculaires grand champ, l'Orion ST-80 ED soutient des grossissements jusque 150x (oculaire Radian de 4 mm) sans présenter d'aberration chromatique contrairement à certaines de ses concurrentes semi-apochromatiques. C'est vraiment exceptionnel pour un doublet de Fraunhofer et c'est pour cette raison qu'elle fut immédiatement remarquée par les amateurs avertis.

Distribution de l'intensité lumineuse (coupe du disque d'Airy) d'une lunette achromatique et d'une apochromatique. La fluorite, non présentée, suit la courbe apochromatique à moins de 3 microns d'écart. Nous voyons qu'au-delà de 50 microns de l'axe central les anneaux de diffraction d'une apochromate sont à peine existants comparés à ceux d'une achromate. Etant donné que toutes les longueurs d'ondes visibles se croisent au point focal, les performances des lunettes apochromatiques expliquent leur exceptionnelle clarté (luminosité et contraste) et le fait qu'elles présentent des images très fines et très nettes. Ces performances se payent à prix d'or.

Mais vous constaterez qu'il est très difficile voire impossible de la pousser plus loin; vous disposez d'une petite lunette, pas d'un grand télescope de 300 mm et de 3 mètres de focale ! C'est à ce point vrai que certains amateurs classent les petites lunettes de 80 mm parmi les jouets pour enfant ! C'est vrai si vous voulez observer la Lune, Saturne ou les galaxies en haute résolution, c'est faux si les amas d'étoiles brillants comme des diamants dans la Voie Lactée, la vue éclatante du premier quartier de la Lune ou l'observation de la nature vous intéresse. Autant le savoir... 

Aussi, avant l'achat, évaluez bien vos besoins pour ne pas être déçu par la suite d'avoir acheté un instrument trop petit, aux performances médiocres par rapport à vos attentes.

Cela nous amène à discuter des limites des petits instruments d'astronomie.

Prochain chapitre

Les limites