TEST COMPARATIF DES FILTRES UV BAADER ET SCHULER

Il existe actuellement deux principaux filtres UV sur le marché à destination directe des astronomes amateurs. Le filtre UV de chez Schuler Astro-imaging existe depuis de nombreuses années et à l'origine est destiné à un usage photométrique. Depuis 2004, la société Baader commercialise elle aussi un filtre UV (Venus filter), à la suite de l'explosion des images de Vénus prises par des amateurs cette année-là. Je suis un utilisateur du Schuler depuis 2004. Ces deux dernières années, on a commencé à voir de nombreuses images faites avec le Baader qui m'ont donné l'impression que les détails n'étaient pas tout à fait les mêmes. J'ai donc procédé à l'acquisition du filtre pour en être certain. On trouvera sur cette page une comparaison des deux filtres selon plusieurs paramètres ainsi que quelques tests préliminaires en condition réelles, sur le ciel.

Comparaison des transmissions théoriques des deux filtres en version étendue sur la seule bande ultraviolette. Le Venus filter de Baader est un passe-bande à 355 nm et le Schuler un passe-bande à 365 nm dont la courbe correspond à la bande UV de la série photométrique Johnson.

Le Baader semble posséder une meilleure transmission, à la fois parce que sa meilleure transparence atteint environ 80 % quand le Schuler lui n'est qu'à 70 % au maximum, mais aussi parce qu'il présente une sensibilité plus élevée sur la bande 300-350. La dernière chose à noter est que le Schuler transmet mieux la lumière dans la bande 370-400 nm.

Des mesures indépendantes réalisées par des amateurs de la transmission de ces deux filtres ont confirmé celle du Baader (Arnaud Van Kranenburg) mais sensiblement corrigé celle du Schuler (Philippe Rousselle) dont le pic de transmission serait plutôt vers 370 nm avec moins de 60 % de transparence.

A la vue de ces éléments, l'intérêt pour moi était de tester le Baader sur plusieurs points :

- Vérifier si la meilleure transparence dans l'ultraviolet se retrouve "sur le terrain"
- Tester les possibles différences de détail sur des images dans la mesure où le Baader semble bloquer plus rapidement la lumière violette (390-400 nm) que le Schuler.
- Evaluer l'importance de la fuite infrarouge des deux filtres.

L'existence d'une transmission infrarouge non négligeable est sans doute le problème le plus dommageable pour un filtre UV. En effet, même une fuite modérée risque de se voir sur l'image, dans la mesure où la sensibilité d'une CCD dans le proche IR reste bien plus importante que dans l'ultraviolet. Les anciens verres UV comme le Schött UG11 étaitent parfaitement transparents dans l'infrarouge et demandaient donc l'utilisation conjointe d'un filtre anti-IR ; malheureusement, un tel filtre a souvent également un effet de bloquage sur l'ultraviolet... les filtres modernes comme le Schuler et le Baader bloquent d'origine l'infrarouge et peuvent être utilisés tout seul.

Cependant, à quelques reprises, des éléments ont pu éveiller des soupçons sur l'efficacité effective de ces traitements en particulier avec le Baader. Certains amateurs ont ainsi fait l'expérience d'images "fantômes" lors de prises de vue sur Vénus... Du reste, le fabriquant ne masque pas cette transmission résiduelle que l'on voit à peine vers 800 nm : http://www.baader-planetarium.de/zubehoer/okularseitiges_zubeh/filterkurve_u.gif

Les tests ci-dessous ont pour but d'éclairer ce point.

Les télécommandes des équipements ménagers (TV, Hi-Fi...) sont équipés d'une diode émettant du proche infrarouge. Il s'agit d'un bon test car cette émission est très importante (perceptible à l'oeil humain dans le noir complet !). On dispose ici d'une image témoin prise avec un filtre infrarouge (l'Astronomik IR 807) avec lequel l'éclat de la diode est évidemment très important ; ce qui peut donner un ordre d'idée sur l'importance de l'émission. On constate que la diode reste bien visible avec le Baader, mais qu'elle est presque complètement éteinte avec le Schuler, qui prouve ainsi d'emblée l'efficacité de son traitement anti-IR. Images prises avec une SKYnyx 2-0M équipée d'un objectif pour Toucam II ;)

Ce test ne prouve cependant pas que le Baader est inutilisable ; la diode IR ne peut évidemment se comparer à un objet céleste et d'autres tests sont nécessaires. Il ne faut pas non plus dénigrer inutilement la qualité du bloquage IR du Baader : ce dernier reste bien meilleur que pour certains de mes autres filtres, comme le SP 470. Le problème viendra non de l'importance objective de cette fuite (qui reste vraiment faible) mais de son importance relative par rapport à la bande UV du filtre...

Voici une série d'images lunaires prises avec les deux filtres. L'idée du test est de prendre des images brutes correctement exposées avec un filtre UV, puis de placer dans le chemin de la lumière un filtre RG 630 qui a pour objet de bloquer l'ultraviolet mais de passer l'infrarouge, et ceci sans changer les réglages de la caméra ; ainsi, l'importance de la fuite IR peut être évaluée directement. Le seuil de visualisation est ajusté dans IRIS d'abord à un niveau de 4095 (qui correspond aux 12 bits de l'image) puis à un niveau de 500 afin de mieux voir l'image infrarouge. Images prises avec la SKYnyx 2-0 M et un newton de 180 mm.

Une image brute avec le Baader UV à gauche, une brute avec le Schuler à droite.

Avec le RG 630. On ne détecte aucun signal avec le Schuler, mais une image apparaît toujours avec le Baader : c'est la Lune vue par la fuite infrarouge. Toutefois, cette fuite apparaît négligeable en comparaison avec l'ultraviolet...

Ajustement du seuil de visualisation à 500 : la fuite du Schuler est cette fois détectée. Mais elle est bien plus faible que celle du Baader, sur laquelle on distingue grossièrement les principales formations lunaires...
Cette série de test confirme la meilleure efficacité du Schuler du point de vue du bloquage infrarouge ; mais elle rétablit un jugement plus équilibré vis à vis du Baader, qui ici ne souffre pas en réalité de sa fuite IR même si elle n'est pas complètement négligeable.

La même méthode de comparaison, utilisée cette fois sur Saturne, au foyer d'un télescope cassegrain de 250.

Les deux images brutes ne révèlent aucun problème suspect. L'aspect caractéristique de Saturne dans l'ultraviolet - anneaux brillants, hémisphère sud sombre, hémisphère nord brillant - est discernable sans aucune ambiguïté.

Avec le RG 630, on détecte bien une image avec le Baader, mais celle-ci est extrêmement faible. Bien entendu, rien avec le Schuler.

Visu 500 : la forme de Saturne est bien reconnaissable avec le Baader - mais avec le Schuler, on ne distingue qu'une très vague tache...

Ce dernier test est très rassurant pour l'utilisation du Baader sur une planète comme Saturne - et certainement Jupiter aussi. Il restera cependant à faire des tests sur des planètes comme Vénus et Mars, qui ont un éclat important dans le proche IR. De même, il serait intéressant de faire l'expérience sur le Soleil, qui lui aussi pourrait éventuellement poser un problème avec le Baader ?

Test réalisé dans de mauvaises conditions mais hautement significatif...

Les images brutes sont bien floues, cependant, un oeil habitué voit tout de suite qu'il y a un problème avec le Baader sous forme d'une excroissance anormale...

Images des deux fuites infrarouges au même niveau de luminosité. Vénus est bien visible avec le Baader, mais pratiquement indétectable avec le Schuler.

En visu 500, la fuite IR du Baader est carrément surexposée, quand celle du Schuler dépasse tout juste du bruit de fond...
	Une image rapidement traitée faite avec le Baader. Elle montre clairement la présence d'une importante fuite infrarouge, décalée par la réfraction atmosphérique, qui grève sans conteste la qualité de l'image. Vénus était à 20° de hauteur quand cette image a été réalisée, soit une hauteur que l'on retrouvera souvent pour ce type d'observation... Le filtre semble donc réellement poser un problème pour observer Vénus dans des conditions courantes d'utilisation, en soirée ou en matinée quand la planète n'est pas très haute. Une observation en plein jour haut dans le ciel resterait possible sans trop de difficulté.

Comme dit de manière préliminaire, un des intérêts de l'utilisation du Baader était sa meilleure transparence dans l'ultraviolet. Durant les tests cependant, il s'est avéré de manière incontestable que c'est le Schuler qui donnait l'image la plus brillante, et de façon très nette...

Mesures effectuées lors du test lunaire avec un temps d'exposition identique (0,07 seconde) :
- Gain nécessaire avec le Baader pour avoir une image correctement exposée : 10,2
- Gain nécessaire avec le Schuler pour avoir une image correctement exposée : 7,9

Mesures effectuées lors du test sur Saturne :
- Temps d'exposition avec le Schuler : 0,6 seconde au foyer, anneaux juste sous la surexposition
- Temps d'exposition avec le Baader : 0,8 seconde au foyer.

Soit une augmentation du temps de pose de 33 %, cohérent avec le test lunaire.

En terme de performances, le Schuler continue à avoir l'avantage sur le Baader, puisque non content d'avoir un traitement anti-IR bien plus efficace, il met à la disposition de l'observateur environ 30 % de lumière ultraviolette supplémentaire. C'est considérable quand on connaît la difficulté de ce type d'observation, où la lumière manque cruellement... Cette différence semble surprenante quand on regarde les courbes de transmission, mais s'explique vraisemblablement par le fait que le Schuler transmet 10 à 15 nm plus vers le rouge que le Baader : le capteur CCD connaît ici une augmentation vertigineuse de sa sensibilité, et tout décalage de transmission vers les grandes longueurs d'onde se traduit par un afflux significatif de lumière.

La recherche de différences de détails entre les deux filtres sera la dernière étape de cette comparaison. Elle est se base pour le moment sur l'observation empirique de différences subtiles d'albédo entre mes images UV de Jupiter et Saturne prises avec le Schuler, et celles obtenues par quelques observateurs avec le Baader. Elle se base également sur le fait que le Baader est un filtre plus "court" que le Schuler, qui présente une meilleure séparation avec le violet (400 nm).