Techniques avec les boîtiers reflex

L'arrivée il y a quelques années maintenant des premiers reflex numériques abordables a marqué un tournant dans l'astrophotographie amateur. Étant équipé en Nikon, mon choix s'est porté sur le Nikon D70 qui supporte les anciens objectifs de la marque. Il est vrai que son utilisation en ciel profond n'est pas facilitée avec la modification sauvage des fichiers RAW, mais il reste tout à fait exploitable avec le mode 3 décrit par Christian buil.

Par la suite, j'ai opté pour un boîtier Canon 350D qui offre de nombreux avantages: pas de modification des fichiers RAW, possibilité d'utiliser l'excellent l'intervalomètre Canon TC-80N3 (avec petite adaptation),  niveau de bruit mieux maîtrisé que le D70 et possibilité d'utiliser les optiques Nikon (avec une bague d'adaptation). 

Pour des images de la lune, j'utilise également un boîtier Nikon D100, trouvé sur le marché de l'occasion.

Ci-dessus, de gauche à droite, le Nikon D100, le Nikon D70 et le Canon 350D 

Ci-dessus, les boîtiers Canon EOS 300D et 350D, l'intervalomètre TC-80N3 modifié et l'alimentation secteur du 350D

Problème du filtre infrarouge positionné juste devant le capteur des boîtiers numériques

Cependant, le 350D comme tous les boîtiers numériques, est peu sensible dans le rouge particulièrement la raie de l'Hydrogène H-Alpha à 656.8nm (le filtre d'origine ne laisse passer que 16% de lumière à cette longueur d'onde) . Il existe une solution qui consiste à remplacer le filtre d'origine positionné juste devant le capteur par un filtre Baader infrarouge (disponible chez MEDAS ou Mecastronic). Le filtre Baader est transparent pour le H-Alpha ce qui permet d'effectuer des clichés des nébuleuses rouges dans de meilleures conditions. C'est cette solution que j'ai adopté en modifiant mon boîtier (opération est décrite partiellement ici: http://astrosurf.com/buil/350d/350d.htm). Attention, c'est une opération qui reste délicate, le fer à souder est indispensable. Les informations sur les performances ce filtre sont disponibles au lien: http://astrosurf.com/buil/baader/eval_fr.htm

Un exemple d'image montrant le gain réalisé avec le filtre IR Baader, une pose de 2 minutes (image brute en RAW) au foyer du CN212 avec le filtre "Deep Sky" Lumicon à 400ASA. Même si la cible choisie n'est pas idéale (messier 27 n'émet pas beaucoup dans le Halpha), les extensions  rouges de la nébuleuse sont beaucoup mieux visibles avec le filtre Baader.

La photographie grand champ: constellations, objets étendus, conjonctions et rassemblements planétaires:

J'ai commencé la photographie du ciel profond avec des boîtiers argentiques qui font aujourd'hui figure d'antiquités. Dans le domaine de la photographie grand champ, les objectifs photographiques occupent une place intéressante. Le tableau ci-dessous donne le champs couvert en fonction de la focale de l'objectif:

Les vieilles techniques de saisies d'images, qui ont fait le succès de l'argentique, sont également exploitables avec les nouveaux boîtiers numériques. Seules les techniques de traitement des images diffèrent, les traitements utilisés ici sont très proches de ceux rencontrés en CCD. Par contre, contrairement à la astrophotographie argentique, il est possible de réaliser plusieurs poses de quelques minutes afin de les compositer facilement. En l'absence de dispositif de guidage (automatique et manuel), cela permet de s'affranchir en partie des défauts liés à l'imperfection de la monture équatoriale en échantillonnant l'erreur périodique comme le montre la figure ci-dessous.

La solution idéale est d'utiliser un système d'autoguidage, ce qui permet d'allonger les temps de poses et de réduire ainsi le nombre de poses. Cela permet de réduire ainsi le bruit de lecture (ce bruit augmente avec le nombre de poses additionnées). Le temps de pose ne doit pas excéder 5-10 minutes pour limiter le bruit thermique lié au capteur ( le capteur CMOS ou CCD n'est pas refroidi).

En ce qui concerne les clichés des constellations ou des objets étendus (comme l'amas des Pléiades, le double amas de Percée ou la galaxie d'Andromède), il est nécessaire de fixer l'appareil photo et son objectif en parallèle avec une lunette. La monture équatoriale doit être parfaitement mise en station. Les montures Takahashi sont fournies d'un viseur polaire efficace qui facilite bien cette mise en station.  La lunette peut être munie d'un oculaire réticulé qui permet de guider sur une étoile guide et autorise ainsi la correction des erreurs de suivi de la monture. J'utilise un oculaire Plössl 9mm Unitron: 

Ci-joint, le téléobjectif de 600mm f/4 Nikon montée en parallèle avec le lunette FS78 sur la monture EM200. Une alimentation secteur est prévue pour le 350D. L'intervalomètre TC-80N3 figure sous le boîtier 350D Avec la monture EM200 et le téléobjectif de 600mm, aucune correction de suivi n'est effectuée pour des poses inférieures à 2 minutes.

Méthodes de mise au point

C'est une étape importante, il ne faut pas la négliger. Il existe des méthodes simple qui permettent l'atteindre.

La mise au point directement à travers le verre de viser

C'est une méthode rapide mais assez peu précise. Les verres de viser qui équipent les boîtiers numériques sont en générale de piètre qualité. C'est une méthode qui exige également une très bonne vue. 

La méthode du disque de Hartmann

Un disque percé de 3 trous est placé à l'avant de l'optique. Les trous, dont le diamètre n'est pas critique, sont positionnés  près de la circonférence du disque. L'optique est ensuite pointée vers des étoiles de magnitudes variées, la mise au point est correcte lorsque les étoiles n'apparaissent plus 3 fois. Comme le montre l'image ci-dessous. Les 3 images de étoile s'éloignent ou se rapprochent lorsque respectivement on s'éloigne ou on se rapproche de la mise au point.

Utilisation de l'aigrette de diffraction

Il est nécessaire de viser une étoile assez brillante. On réalise une image de quelques secondes et on examine l'allure des aigrette produites par l'araignée du miroir secondaire du télescope (Cassegrain, Newton ou Mewlon). Pour les objectifs photographiques et les lunettes il faut placer deux baguettes fines perpendiculaires à l'avant de l'optique pour simuler la présence d'une araignée. On affine la mise au point pour obtenir une aigrette fine et non dédoublée autour de l'étoile brillante.

La photographie du ciel profond directement au foyer d'un instrument

Avec des focales importantes, l'exploitation des Mewlon et du CN212 en configuration Cassegrain en imagerie du ciel profond nécessite d'utiliser un oculaire guide et un diviseur optique. Le diviseur optique est une bague d'adaptation qui vient s'insérer juste devant le boîtier photographique. Cette accessoire dirige, à l'aide d'un petit prisme, l'image d'une étoile de guidage située en bord de champ vers l'oculaire guide. Cet oculaire guide est muni d'un réticule avec des traits très fins, éclairé à laide d'une petite diode (LED) dont l'intensité lumineuse est réglable. La technique consiste à placer l’étoile guide à la croisée de deux traits. Il est bon d’orienter, pour des raisons de commodité, les fils du réticule suivant les axes d’ascension droite et de déclinaison et de repérer dans quel sens se déplace l’étoile lorsqu’on agit sur les boutons de la raquette de commande. Sur les montures EM10 et EM200 Takahashi, il existe des interrupteurs qui permettent d’inverser le sens de rappel des boutons de déclinaison et d’ascension droite, ce qui est bien pratique. Durant toute la durée de la pose, il faut surveiller l'étoile guide afin d'éviter qu'elle ne quitte le croisé des deux traits. Il est également impératif de bien soigner la mise en station de la monture équatoriale.

Mewlon 250 équipé pour la prise de clichés stellaires. Le boîtier est fixé  à l'extrémité d'un diviseur optique à l'intérieur duquel se trouve un petit prisme réfléchissant une fraction du faisceau marginal vers l'oculaire guide équipé d'un réticule éclairé.

Là aussi, il est possible d'utiliser un système automatique de guidage qui simplifie beaucoup le travail de l'astrophotographe.

Avec la lunette FS78 ou le CN212, compte tenu de leurs focales courtes, en configuration Newton, il est encore possible de pratiquer le guidage avec un instrument en parallèle. Mais ce n'est pas la solution idéale car des flexions sont toujours présentent.

La photographie planétaire:

Aujourd'hui, de meilleurs résultats sont obtenus avec une simple Webcam, mais il est tout à fait possible de réaliser des images planétaires avec un APN. 

Pour obtenir des détails sur les planètes, dont les diamètres n'excèdent pas quelques dizaines de secondes d'arc, il est nécessaire de grossir l'image par projection avec un oculaire. Les focales des instruments n'autorisent pas un grossissement suffisant. L'utilisation d'une bague spéciale, appelé aussi téléconvertisseur, permet d'utiliser un oculaire en projection. Seuls les oculaires de tailles raisonnables, comme les Plössl qui offrent une bonne définition, peuvent se placer dans cette bague. Les oculaires grand champ du type Panoptic ou Nagler sont inutiles ici.i.

La photographie planétaire avec un reflex exige une monture équatoriale précise et stable. En effet il faut savoir que la vitesse de rotation apparente de tous les astres est de 15" par secondes!. soit pour 0.6" pour 1/25 de secondes, correspondant au pouvoir de résolution d'un télescope de 200 mm.  

Le temps de pose dépend de l'objet convoité. Pour saturne, avec une telle configuration et une sensibilité de 100 ASA, on pourra essayer des poses de 2 à 8 secondes.