Débuter en astrophotographie

Depuis que vous possédez votre télescope, vous vous en mettez plein les yeux, vous vous régalez des merveilles du ciel !
Mais vous en voulez toujours plus, et bientôt l’envie de garder des souvenirs tangibles de vos observations vous titille … Et puis, à force de parcourir le web en quêtes d’images capturées par des astronomes amateurs confirmés, vous vous dîtes enfin « pourquoi pas moi ? ».
Beaucoup d’astronomes amateurs sont tentés de pratiquer l’astrophotographie. Peut-être vous-même aviez-vous déjà cette idée en tête au moment de l’achat de votre télescope ? Et dans ce cas vous avez pensé à investir dans un télescope à monture équatoriale … Ce n’est pas le cas ?! Oups, il va falloir remédier à cela !

Sommaire

1 Le matériel nécessaire
2 L’astrophotographie sans matériel adapté
3 Les compétences nécessaires
4 Laissez un commentaire !

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L’astrophotographie est une discipline très exigeante qui demande beaucoup : Beaucoup de matériel (surtout avec l’essor du numérique), donc beaucoup d’argent, mais aussi et surtout beaucoup de travail et beaucoup de patience.
Elle vous demandera donc un certain investissement, tant pécuniaire qu’humain, pour peu que vous soyez exigeant avec vous-même et sur le résultat à obtenir.

Pour réussir dans l’astrophotographie, vous allez avoir besoin de 2 choses :

Un matériel complet et adapté
Les connaissances pour vous en servir

Le matériel nécessaire à la pratique de l’astrophotographie.

L’astrophotographie est une discipline exigeante, oui mais pourquoi ? Car les objets à photographier dans le ciel ne se capturent pas aussi facilement que les chérubins que vous shootez à longueur de journée. Par exemple, votre flash ne servira à rien.
C’est un fait, ce qu’on observe dans un télescope est toujours très sombre et relativement peu détaillé (c’est un peu moins vrai pour le planétaire, mais c’est surtout vrai pour le ciel profond). Par exemple, une galaxie a beau être intrinsèquement très lumineuse, le fait est qu’elle se trouve si loin de nous qu’une infime partie de sa lumière parvient seulement jusqu’à notre œil. Sa magnitude est donc toujours très élevée, et il faut de ce fait recourir à des techniques permettant d’amplifier la quantité de lumière véhiculée.

Appareil photo ou webcam ?

Pour cela, il faut posséder un appareil photo permettant de paramétrer le temps de pose photographique. Il faut donc avoir un appareil relativement évolué et performant, l’idéal étant le réflex numérique (possédant un capteur assez gros, une grande résolution de l’image, permettant de shooter dans des sensibilités hautes [iso] et de poser pendant plusieurs minutes [au moyen d’une télécommande, en activant le mode « bulb » de l’appareil]).

Une autre technique d’astrophotographie consiste à employer une webcam possédant un capteur CCD, en guise d’appareil photo. Cette solution revient bien moins cher que d’avoir à investir dans un réflex si vous n’en possédez pas. Une des webcams les plus réputées pour cette utilisation est la Toucam Pro 2. Le but restant le même qu’avec un appareil photo, à savoir d’emmagasiner de l’information sur un capteur photographique à haute résolution et sur des temps de pose longs, afin de faire ressortir des détails invisibles à l’œil nu.

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Adaptateur et accessoires

Mais ce serait encore trop simple si la photo se résumait à cela ! Le fait que vous allez photographier des objets qui sont grossi par le télescope et à des temps de pose de plusieurs secondes va vous obliger à maintenir votre appareil photo parfaitement immobile, fixé devant l’oculaire de votre télescope (ou au foyer). Pour cela, il existe des adaptateurs, soient universels (pour tous types d’appareils) soient spécialement conçu pour votre modèle.
Pour la photo au foyer (sans oculaire) vous aurez non pas besoin d’un adaptateur mais d’une bague T.

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Le moindre mouvement parasite de votre appareil photo va rendre la photo floue et inutilisable, ainsi vous allez également avoir besoin d’un déclencheur souple. Ce déclencheur se fixe sur le boîtier et va vous permettre d’enclencher la prise de photo à distance, sans avoir à appuyer sur le bouton avec votre doigt, évitant ainsi tout mouvement parasite.

Voilà pour la photo … Mais il y a un autre facteur handicapant auquel il faut absolument remédier pour goûter aux joies de l’astrophotographie : la rotation de la Terre.
Hé oui, vous savez tous que notre Terre tourne et que par conséquent le ciel du début de nuit n’est pas le même que celui de milieu ou fin de nuit. Oui mais ce mouvement est très lent me direz-vous, on ne le voit pas bouger à l’œil nu ! C’est vrai, mais justement on observe au télescope, et le grossissement de l’objet observé induit indubitablement une amplification de la vitesse apparente de son déplacement.

Un moteur sur la monture équatoriale

Voilà pourquoi, en astrophotographie, vous aurez impérativement besoin d’un télescope à monture équatoriale, donc la caractéristique est de pouvoir suivre le mouvement apparent de la voûte céleste.
Il est impératif de ne pas sous estimer l’importance d’avoir une bonne monture en astrophotographie. Celle-ci est aussi nécessaire et capitale que d’avoir de bons optiques, elle devra être robuste et adaptée au poids de votre télescope (d’autant que vous allez y ajouter le poids d’un appareil photo !) afin d’assurer une stabilité optimale et d’éviter le moindre tremblement. Pensez par exemple au vent, le moindre coup de vent, votre tube peut bouger d’un millimètre et votre photo est ratée … Une bonne monture doit pouvoir éviter ce genre de désagrément.

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Cette monture devra être doublée d’un moteur qui permettra d’automatiser ce minuscule mouvement. Idéalement, la monture devra être motorisée sur les 2 axes azimutaux de rotation (Ascension droite et Déclinaison).
Ainsi, pendant toute la durée de la photographie, qu’elle dure 10 secondes ou 10 minutes, votre appareil photo restera parfaitement aligné avec sa cible pendant toute la durée de la capture.

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Si vous devez vous déplacer pour faire vos soirées d’observation, par exemple si vous habitez en ville et que vous faites quelques kilomètres pour fuir une trop forte pollution lumineuse, pensez à prendre un petit générateur pour alimenter votre moteur … Il serait dommage de tomber en panne en plein milieu d’une photo !
Précisons également qu’au moment où vous aurez trouvé l’endroit idéal, avec un ciel bien noir, et bien vous ne verrez plus grand-chose pour installer votre matériel ! Et si vous avez la présence d’esprit d’arriver avant la nuit pour vous installer, comment ferez-vous quand il sera l’heure de rentrer ? Vous aurez bien sûr la présence d’esprit de prendre une lampe torche, c’est pourquoi je vous conseille de prendre une lampe frontale de couleur rouge. En effet, vos yeux auront besoin d’un certain temps d’acclimatation à l’obscurité (dilatation de la pupille) pour pouvoir percevoir tous les détails des galaxies ou nébuleuses que vous observerez dans votre télescope, aussi il serait dommage de ruiner ces efforts en allumant une lampe produisant une lumière blanche aveuglante ! Pensez à la lampe rouge, dont la lumière n’est pas agressive et qui vous permettra de parfaitement réaliser vos manipulations dans le noir.
De même, évitez de vous placer aux abords d’une route qui verra passer des voitures aux phares allumés.

Un viseur polaire pour la mise en station

Pour suivre parfaitement le mouvement de la voûte céleste, il ne suffit pas de poser son télescope au hasard et d’appuyer sur le bouton « on » du moteur … Ce serait bien trop simple !
Le ciel tourne dans un sens bien précis, et votre télescope doit parfaitement suivre cette direction. Vous devez donc le placer d’une certaine façon, et pour cela vous aurez besoin d’un viseur polaire, mais aussi d’une bonne connaissance du ciel pour faire une mise en station (une carte du ciel vous sera toujours utile). La mise en station consiste à savoir aligner de façon précise la monture avec le pôle nord céleste (nous verrons ça en détails dans les compétences).

Quand vous posséderez le matériel listé ci-dessus et que vous aurez appris à le mettre en œuvre, et bien roulez jeunesse vous serez fin prêt à shooter les merveilles du ciel ! Pour autant, vous n’en serez qu’au début, car selon le type d’objet photographié il vous faudra avoir votre idée sur le nombre de photos à faire, ainsi que le temps de pose à paramétrer, il vous faudra apprendre à viser juste pour optimiser le rendu de vos images … Et quand tout cela sera acquis, alors il vous faudra déverser vos images sur votre ordinateur, et apprendre à savoir traiter vos images.

Informatique et traitement d'images

En effet, les photos brutes qui sortiront de vos capteurs auront besoin d’un traitement de faveur pour faire ressortir tous leurs détails.
Les capteurs numériques recueillent la lumière des objets lumineux, mais ils génèrent aussi de l’information parasite (qu’on appelle bruit, l’équivalant du grain en argentique), surtout quand on monte dans les hautes sensibilités. Il faut donc effectuer un traitement informatique qui va amplifier le « signal » (les détails de l’objet) tout en faisant disparaître le bruit parasite de vos clichés. Pour cela il existe des logiciels adaptés qui utilisent la technique du compositage d’images. Il s’agit de superposer plusieurs dizaines d’images du même objet (que vous aurez pris soin de prendre une à une), afin d’augmenter ce rapport signal / bruit. Au final vos photos délivreront tous leurs secrets. IRIS ou bien REGISTAX sont des logiciels gratuits qui sauront vous permettre de vous initier à ces techniques d’imagerie. Photoshop ou bien Lightroom sont des logiciels de retouche d’image (ou d’infographie) qui vous seront également utiles pour corriger les désagréments d’une photo (par exemple pour effacer le trait lumineux laissé par le passage d’un satellite grâce à l’outil « tampon ») … D’autres petits logiciels comme Imerge permettent de créer des mosaïques (c’est-à-dire d’assembler côte à côte vos images) par exemple dans le cas où vous photographiez la Lune en haute résolution.

Evidemment tout ceci se fait au moyen d’un ordinateur, est-il utile de le préciser … Mais juste cette phrase pour vous préciser qu’il est parfois nécessaire d’investir dans un ordinateur portable dans le cas où vous devez vous déplacer pour faire vos observations … Quand je vous dis que l’astrophotographie coûte cher !

Récapitulatif du matériel nécessaire à l’astrophotographie :

Un capteur photographique sensible (soit appareil photo numérique, soit webcam)
Un adaptateur pour fixer l’appareil sur le porte oculaire, ou une bague T pour la photo au foyer.
Un déclencheur souple pour déclencher à distance la prise la capture
Une monture équatoriale pour suivre le mouvement de la voûte céleste
Un moteur adapté à votre monture et au poids de votre télescope pour automatiser le suivi
Un viseur polaire permettant de faire une bonne mise en station
Une carte du ciel détaillée
Une lampe frontale rouge.
Un ordinateur pour stocker vos photos (idéalement un portable si vous vous déplacez)
Un logiciel de compositage d’images afin d’amplifier le rapport signal / bruit de vos clichés, pour en faire ressortir les moindres détails (IRIS, REGISTAX).
Un logiciel de retouche d’image pour embellir ou corriger certaines imperfections comme un satellite parasite ou un fond de pollution lumineuse inesthétique (Photoshop, Lightroom).

L’astrophotographie sans matériel adapté :

Pour autant il ne faut pas vous décourager, tout le monde na pas forcément le budget pour séquiper idéalement ni le temps de sinvestir à corps perdu, et on peut adapter ses envies à ces possibilités :

Il est possible de pratiquer l’astrophotographie sans posséder tout le matériel listé ci-dessus. Par exemple, si vous aimez les ambiances de grand champ d’étoiles, vous pourrez très bien vous passer d’un télescope et photographier les constellations au moyen d’un appareil photo fixé sur trépied. Malgré le mouvement de la voûte céleste, vous pourrez poser pendant 30 secondes sans que cela ne se remarque sur votre image. Il existe même de petites tablettes équatoriales à fixer sur la monture et à actionner manuellement à intervalles réguliers pour rattraper le mouvement apparent du ciel, vous permettant de pousser vos temps de pose jusqu’à 10 ou 15 minutes. A ce rapport de grossissement nul, la mise en station est naturellement bien moins exigeante qu’avec un télescope.

Vous pourrez également faire de magnifiques photographies de mouvements d’étoiles, qu’on appelle « filés d’étoiles », laissant ainsi apparaître un disque circumpolaire, qui entoure l’étoile polaire. Avec un monument en premier plan, cela donne souvent un très beau cliché. Prévoyez tout de même une bonne heure de pose.
Le ciel nocturne à l’œil nu est très intéressant, vous pourrez donc photographier (avec les mêmes réglages que pour les constellations) des rapprochements ou des conjonctions entre les planètes et notre Lune, prendre le fin croissant lunaire ou bien sa lumière cendrée, capturer une éclipse de Lune ou de Soleil, voire même une pluie d’étoiles filantes ou une comète périodique, etc …
Finalement, vous constaterez qui se passe beaucoup de choses dans le ciel, et que l’éventail est large … L’astrophotographie est donc ouverte à tous !

Sachez que vous pourrez même capturer certains objets Messier sans télescope, avec votre seul appareil photo posé sur monture équatoriale : M45 (l’amas des Pléiades), M42 (la grande nébuleuse d’Orion), M31 (la galaxie d’Andromède) sont par exemple des objets très accessibles à des temps de pose relativement courts (quelques minutes au plus) !

Si vous possédez une lunette ou un télescope muni simplement d’une monture azimutale (ou sur monture Dobson), vous serez limité au planétaire mais sachez qu’il ne vous sera pas impossible de photographier certaines de vos observations, comme le Soleil (impérativement au moyen d’un filtre adapté !), la Lune et dans de bonnes conditions Jupiter, Vénus et Saturne. Ces objets lumineux n’exigent que des temps de pose relativement court (une fraction de seconde peut suffire), et en multipliant les photos vous pourrez en tirer quelque chose après traitement informatique. Même si l’objet se déplace à vue d’œil dans l’oculaire, vous pourrez filmer avec votre webcam et ensuite le logiciel de registration décomposera votre film image par image, et les empilera les unes sur les autres ! Ainsi, vous pourrez même effacer certains désagréments comme par exemple la turbulence atmosphérique qui fait onduler et déforment les images … Donc pas de panique, vous trouverez toujours une solution pour vous satisfaire.

Les compétences nécessaires à la pratique de l’astrophotographie

Le minimum avant de se lancer dans l’astrophotographie, c’est bien évidemment de maîtriser les bases de l’astronomie.
En principe, si on n’est pas du genre à brûler les étapes, avant même d’acquérir son premier télescope on a déjà passé du temps à observer le ciel étoilé à l’œil nu ou bien aux jumelles.
Il est vrai qu’il existe aujourd’hui des télescopes muni du système GOTO : On entre dans un petit boitier le nom d’un objet, et il va au moyen d’un moteur diriger automatiquement le tube vers l’endroit du ciel où se trouve l’objet. C’est bien pratique, mais on est assez loin de la passion pour l’astronomie. C’est bien moins excitant que de passer des heures à pointer un endroit du ciel à l’affût d’une petite galaxie et de la découvrir enfin !

Connaître le ciel

Pour cela, il faut savoir comment est découpé le ciel, connaître les constellations, se faire des repères dans le ciel. Une carte du ciel plastifiée sera votre alliée lors de vos soirées.
Connaître le ciel c’est déjà bien pour observer, mais ce n’est pas suffisant pour photographier. Comme nous l’avons vu plus haut, il faut absolument que la monture de votre télescope assure un suivi parfait à votre tube. Et pour cela il faut aligner la monture sur le pôle nord céleste, c’est-à-dire l’étoile polaire (située dans la constellation de la Petite Ourse, c’est l’étoile du ciel qui semble n’avoir aucun mouvement apparent, car elle est très proche de l’axe de rotation), de façon à ce que l’axe de rotation de la monture soit exactement parallèle à l’axe de rotation de la Terre. Cela s’appelle la mise en station.

Pensez à consulter la carte du ciel intéractive sur Astropolis.fr !

Equipez-vous d'une carte du ciel pour être paré lors de vos soirées d'observations !

Photographie et informatique

Désormais, vous connaissez le ciel ainsi que le fonctionnement de vote télescope. Il ne vous reste plus qu’à prendre vos photographies, mais pas au hasard. Chaque type d’objet photographié demandera des réglages bien particuliers, avec des temps de poses différents, des sensibilités différentes et un nombre de clichés différents. C’est avec l’expérience que vous apprendrez intuitivement quels réglages seront les plus adaptés à tel type d’objet … Rien ne vaut la pratique.

L’astrophotographie demande un éventail très large de compétences ! Nous l’avons vu : connaissances en astronomie, en photographie, et maintenant en informatique.
L’engouement des astronomes amateurs pour l’astrophotographie depuis une dizaine d’année tient en grande partie à l’amélioration des performances numériques (ce terme englobant aussi bien la photographie que l’informatique).
Au fil des ans, à prix équivalant, les performances des capteurs, des ordinateurs ou des logiciels de traitement d’image ne cessent de s’accroître, et il devient de plus en plus facile d’obtenir de bons résultats en astrophotographie. Mais si la technologie s’améliore d’elle-même, la technique elle demande toujours un investissement humain de la part de l’astronome amateur. Comme cela a été dit plus haut, il vous faudra donc vous familiariser avec des applications qui sauront mettre vos images en valeur, comme IRIS ou REGISTAX, selon la technique dite de la « registration ». Cette technique consiste à empiler plusieurs dizaines ou centaines d’images du même objet, afin d’amplifier le rapport signal / bruit des clichés, le but final étant d’en faire ressortir tous les détails invisibles à l’œil nu et même sur un fichier brut.

Récapitulatif des compétences à avoir pour faire de l’astrophotographie :

Maîtriser les notions de base de l’astronomie : Connaître le ciel, savoir repérer les constellations et savoir où se trouvent les principaux objets à étudier. Savoir faire une mise en station.
Connaître le fonctionnement de son appareil photo ou de sa webcam : Maîtriser les notions de temps de pose, de sensibilité, de focale, d’ouverture du diaphragme, etc … Savoir faire de la photo en afocal ou au foyer.
Maîtriser l’outil informatique : Savoir se servir des logiciels dédiés au traitement d’images astronomiques.

Vous êtes maintenant conscient que cette discipline exigera beaucoup de vous, mais vous ne devez pas vous décourager, tout le monde y arrive, pour peu que la motivation soit là !

Notre ciel nocturne recèle de trésors, qu’on distingue en deux catégories, que ce soit pour l’observation ou l’astrophotographie : Le planétaire et le ciel profond.
Quelles sont les caractéristiques qui différencient ces deux facettes de l’astronomie, et comment cela se traduit-il concrètement quand on veut les photographier ?

L’astrophotographie planétaire

On dira que le planétaire, c’est ce qu’il y a de plus facile, car de moins exigeant. Que ce soit en terme de temps de travail, ou même de matériel, le planétaire est bien plus accessible à l’astronome amateur.
Cela tient au fait que les astres de notre système solaire sont très lumineux, bien plus que les astres du ciel profond. Ils ont beau être très petits, leur brillance vous facilitera beaucoup la tâche.
Ainsi, le suivi motorisé de votre télescope n’est pas indispensable, même s’il est préférable. La photographie planétaire se pratique idéalement au moyen d’une webcam à capteur CCD : Au prix d’un film de quelques secondes seulement, vous faîtes le tri des meilleurs photos (le film est découpé image par image sur ordinateur) et vous les empilez au moyen de votre logiciel de registration. C’est une solution peu coûteuse (une webcam coûte seulement quelques dizaines d’euros là où un réflex en coûte 10 fois plus), rapide car un film de quelques secondes comportent plusieurs dizaines de clichés alors qu’avec un appareil photo vous allez devoir les prendre un par un, et la qualité de l’image est eu rendez-vous.
L’astrophotographie planétaire est également très peu exigeante sur la qualité de votre ciel. La pollution lumineuse est un fléau pour l’astronome, mais pas pour l’observation planétaire. Si le ciel orange polluera vos photos de ciel profond, il ne sera pas présent sur des photos planétaires à temps de pose très court !

L’astrophotographie du ciel profond

Le ciel profond, comparé au planétaire, c’est une autre paire de manches !
Il s’agit cette fois de capturer la lumière d’objets situés si loin de nous, que malgré leur très forte brillante très peu de lumière ne parvient à nos yeux … Cette discipline est donc très exigeante en matériel, et en maîtrise de la pratique astronomique.
Cette fois-ci, la monture équatoriale vous sera nécessaire et indispensable, temps de pose long oblige. Vous aurez également besoin de savoir faire une mise en station digne de ce nom afin d’assurer un suivi optimal. Une bonne monture n’est rien sans une bonne mise en station. Le suivi motorisé devra être lui aussi à la hauteur, vous posséderez un moteur adapté au poids de votre télescope.
Pour faire de belles photos de nébuleuses ou galaxies, vous aurez besoin de fuir les lumières des villes. Pas question de tenter depuis votre balcon en plein Paris ! Et même si certains filtres anti-pollution lumineuse atténuent les désagréments des éclairages urbains, un temps de pose suffisamment long vous en dissuadera.
Pour le ciel profond, vous aurez besoin de votre appareil photo réflex avec un bon capteur haute résolution qui gère bien les hautes sensibilités. La webcam n’est pas adaptée car elle ne sait pas faire de temps de pose long. Si vous êtes électronicien dans l’âme, il existe toutefois une technique permettant de modifier l’électronique d’une webcam pour qu’elle gère cette option de temps de pose long … Mais le capteur de la webcam sera de toute façon plus faible que celui d’un bon réflex, et la résolution de vos clichés s’en ressentira.

Au final, vous constaterez vite que la pratique de l’astrophotographie se pratique dans un ordre qui va crescendo au niveau de l’investissement financier et des compétences techniques.
L’astronome amateur type commencera par photographier sans télescope le ciel visible à l’œil nu, puis il investira dans un télescope et commencera à photographier d’abord la Lune, le Soleil, puis ensuite les planètes … Pour finir, quand il sera bien aguerri à toutes les techniques de capture d’image, il se lancera à corps perdu dans la photographie du ciel profond.
Il est important de procéder dans cet ordre, pour ne pas brûler les étapes, sans quoi le risque encouru est de se décourager et d’abandonner la pratique de sa passion. Tout vient à point à qui sait attendre …

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