Matériels pour l’astrophotographie

Introduction

Entre les images d’Hubble et celles d’astrophotographes reconnus qui circulent sur Internet, l’annonce de nouvelles découvertes, vous êtes de plus en plus nombreux à vous intéresser à l’astrophotographie. Pour passer enfin à la pratique et assouvir votre passion, l’achat de votre matériel astrophotographique est la première marche à franchir.

Mais mieux vaut ne pas vous tromper : le bon instrument n’est ni le plus cher, ni le plus gros, mais celui qui est souvent utilisé. Et depuis l’arrivée de constructeurs chinois sur le marché il y a environ 20 ans, l’offre disponible est devenue pléthorique. Il est assez difficile pour une personne non avertie de s’y retrouver. Pour vous aider dans votre choix et réussir vos débuts, voici ce guide.

IC 4592, la tête de cheval bleue. Cette immense nébuleuse par réflexion se trouve dans la constellation du Scorpion. La nature est incroyable : la ressemblance de l’objet céleste avec la tête d’un cheval fantomatique est troublante.

Un équipement pour chaque type d’objet

Votre nouvel équipement astrophotographique ne vous permettra pas de réaliser tous les types d’images. Comme en photographie diurne, n’espérez pas faire de la photo animalière avec un objectif grand angle. C’est exactement la même chose en astrophotographie car il existe une multitude d’objets dans le ciel. Des petits qui nécessiteront beaucoup de focale, des très grands qui demanderont moins de focale, des lointains qui demanderont beaucoup d’heures de poses, des plus proches très brillants qui nécessiteront des caméras ultra rapides, etc. Quelle que soit la discipline choisie, le budget nécessaire pour pratiquer l’astrophotographie est important.

Deux grands domaines astrophotographiques existent : l’astrophotographie « planétaire » pour photographier la Lune et les planètes, et l’astrophotographie du « ciel profond », pour photographier les objets peu brillants situés au-delà du système solaire (nébuleuses, galaxies…).

Principe

L’ennemi de l’astrophotographe est le bruit. Nous l’avons tous constaté : quand on réalise des photographies en faible luminosité, la qualité des images est mauvaise. Elles sont dégradées par le bruit. Pour le diminuer, la technique employée en astrophotographie est toujours la même : on accumule des poses dites « unitaires », d’une durée plus ou moins longue, qui sont ensuite additionnées sur ordinateur pour simuler une pose d’une durée plus importante, moins bruitée.

L’astrophotographie planétaire

L’astrophotographie planétaire vous permettra de photographier les objets de notre système Solaire : la Lune, Saturne et ses anneaux, Jupiter… Mais attention, pas le Soleil qui nécessite un matériel particulier. Comme pour l’observation visuelle, l’astrophotographie planétaire nécessite un instrument de bon diamètre, au moins 200 mm pour obtenir de bons résultats.

En astrophotographie planétaire, l’ennemi n°1 est la turbulence produite par l’atmosphère qui nous entoure. Comme quand vous regardez par une fenêtre située au-dessus d’un radiateur un après-midi d’hiver : le paysage situé en arrière-plan est troublé par l’air chaud qui monte au-dessus du radiateur. L’atmosphère terrestre produit les mêmes effets sur les images qui nous arrivent du ciel.

Mais contrairement aux turbulences engendrées par un radiateur, il peut arriver que l’atmosphère se calme pendant de brefs instants. Pendant ce trou de turbulence, les images deviennent nettes. Il faut alors profiter de cet instant pour acquérir un maximum d’images. La technique est d’utiliser une caméra ultra rapide (certaines peuvent prendre jusqu’à 60 images par seconde !) et de filmer la planète pendant quelques minutes. Un logiciel analysera ensuite le film et sélectionnera les meilleures images qui auront été prises pendant les trous de turbulence. Ces images seront ensuite additionnées pour diminuer le bruit de l’image finale.

Les sujets photographiés étant très lumineux et les temps d’exposition très brefs, la pollution lumineuse n’est en général pas un gros problème en astrophotographie planétaire. Certains astrophotographes obtiennent même d’excellents résultats depuis leur balcon d’immeuble…

Saturne
Saturne. Photographie réalisée en noir et blanc au foyer d’un télescope de 300 mm de diamètre. Auteur : Patrick Louman, Association Astronomique de l’Ain.

Le matériel nécessaire

L’astrophotographie planétaire nécessite un télescope de bon diamètre et de longueur focale suffisante (au moins 800 mm). Les télescopes de type Newton seront les moins chers, mais ils sont encombrants : la longueur du tube sera sensiblement égale à la longueur de focale de l’instrument. Comptez 300 € pour un bon premier prix. N’oubliez surtout pas l’indispensable laser de collimation qui vous permettra d’aligner les miroirs de votre télescope ainsi qu’une lentille de barlow qui permettra d’augmenter si besoin la longueur focale de votre instrument.

Si votre budget est plus important, vous pouvez jeter un œil sur les télescopes Schmidt-Cassegrain ou encore les télescopes de type Maksutov, du nom de leurs formules optiques. Ces instruments ont l’avantage d’être plus compacts que les télescopes Newton pour une longueur focale supérieure. Leur poids sera en revanche similaire. Comptez environ 800 € pour un tube seul. Regardez ce que font les marques Celestron, Skywatcher, ou encore Orion (le matériel de ces 3 marques est identique car provenant du même fabricant chinois Synta, seul le look change) qui sont des marques sûres pour débuter.

Une fois votre télescope acheté, il vous faudra vous procurer une monture équatoriale suffisamment dimensionnée pour le supporter. Son rôle sera de suivre le déplacement de la voûte céleste. Comptez de 600 à 1 000 € pour une monture de qualité. Renseignez-vous auprès de votre magasin (v. liste d’adresses en fin d’article) pour réaliser le meilleur choix.

Télescope Célestron 11 (C11)
Un télescope Schmidt-Cassegrain Célestron 11 (C11).

Image de droite : une caméra planétaire ZWO ASI 290 MC. L’objectif de cette caméra se démonte afin de pouvoir la brancher directement sur un télescope.

Il vous reste enfin à vous procurer le matériel informatique : un ordinateur portable si vous n’en avez pas, et une caméra dite « planétaire » (un modèle refroidi n’est pas nécessaire). Pour débuter, choisissez une caméra couleur. Les utilisateurs confirmés utilisent des caméras monochromes, plus sensibles, et permettant collecter des données scientifiques à l’aide de filtres spécialisés.

Comptez de 200 € à 300 € pour une caméra couleur de qualité. Aujourd’hui, les caméras ASI du fabricant chinois ZWO sont ce qui ce fait de mieux sur le marché et sont très distribuées en Europe. Et bien sûr, n’oubliez pas une batterie pour votre monture (50 €). Au total, prévoyez entre 2 500 et 3 000 € pour vous lancer dans l’imagerie planétaire.

L’astrophotographie du ciel profond

On entend par ciel profond tous les objets qui se trouvent en dehors du système solaire : nébuleuses, galaxies, amas d’étoiles… Contrairement aux planètes de notre système solaire, les objets du ciel profond sont très peu brillants. Pour les photographier, il faut cumuler de longues heures de poses, alors qu’en imagerie planétaire, il faut réaliser des poses ultra-courtes. La taille des objets photographiés diffère aussi : ils sont souvent très grands (plusieurs fois la taille de la lune). Vous l’aurez compris, cette discipline exige des matériels complètement différents.

IC 4628, la nébuleuse de la Crevette, prise à l’aide d’une lunette Borg 101 ED et d’une caméra CCD Atik 460 EX.

Le matériel optique

Vous pouvez utiliser n’importe quel type d’optique disposant de suffisamment de focale (au moins 200 ou 300 mm) : un téléobjectif, un télescope, une lunette… Contrairement à l’astrophotographie planétaire, le diamètre de l’instrument importe peu. Un instrument de 60 mm de diamètre peut être ainsi suffisant.

Pour débuter, les lunettes sont idéales : elles sont faciles d’utilisation (pas de collimation à réaliser), peu encombrantes et légères. Une lunette apochromatique (dépourvue de chromatisme) de type « 80 ED » munie de son correcteur optique (afin d’obtenir des étoiles rondes dans les angles des images) est idéale pour débuter. Ces lunettes sont peu onéreuses (environ 400 €), et en général optiquement très bonnes. Comptez environ 200 € pour le correcteur. Pour commencer, regardez ce que font les marques chinoises comme Orion ou Skywatcher (le fabricant est le même : Synta).

Le prix des lunettes haut de gamme spécialisées dans la photo peut aussi vite s’envoler, certaines dépassent largement la barre des 10 000 €.

Une lunette Skywatcher 80 ED
Une lunette Skywatcher 80 ED.

Les lunettes excellent pour imager les grands objets (nébuleuses). Si vous souhaitez vous attaquer aux galaxies, beaucoup plus petites, il vous faudra plus de focale. Vous pouvez alors vous orienter vers un télescope. Mais à cause de leur encombrement, de leur longueur focale importante, et des réglages nécessaires (collimation) les télescopes seront plus difficiles à utiliser en astrophotographie. Comptez de 500 € pour un télescope de type newton (200 mm de diamètre), jusqu’à plus de 10 000, 20 000, 30 000 € (ou plus encore) pour les télescopes les plus haut de gamme.

L’imageur

Vous pouvez utiliser votre réflex que vous connecterez directement à votre instrument à l’aide d’une bague d’adaptation (demandez des informations à votre revendeur). Le but sera de prendre des poses « unitaires » de quelques minutes pendant quelques heures. Elles seront ensuite additionnées sur ordinateur pour simuler une pose plus longue. Une télécommande sera alors nécessaire pour lancer les poses à distance et éviter les vibrations. Ou mieux, un intervallomètre (pour programmer une séquence de poses, 30 €), ou un PC qui sera relié à votre appareil.

Les réflex sont idéaux pour débuter. Mais pour des utilisateurs exigeants, ils ont deux problèmes : ils ne sont pas assez sensibles, et les images qu’ils délivrent peuvent être (cela dépend des modèles) de mauvaise qualité dans le noir : elles sont bruitées. Il faut alors s’orienter vers une caméra spécialisée (CMOS maintenant ou CCD jusqu’à un passé récent). Ce sont des caméras équipées d’un capteur couleur ou noir et blanc, très sensibles et très peu bruitées. Elles sont aussi refroidies afin, entre autres, de diminuer le bruit des images prises. Certaines peuvent ainsi descendre à 60° sous la température ambiante. Le prix de ces caméras dépend de la technologie utilisée et de la taille de leur capteur. Il reste néanmoins élevé : de 1 200 € environ, jusqu’à plus de 10 000 € pour des caméras à capteur carré 36 mm * 36 mm.

Une caméra ZWO ASI 294 MM Pro
Une caméra dédiée à la photographie du ciel profond : la ZWO ASI 294 MM Pro.

Si vous choisissez de vous orienter vers un réflex pour débuter, il vous faudra le faire modifier pour imager les nébuleuses. L’opération consiste à ouvrir l’appareil et à en changer la « vitre » de protection du capteur. En effet, celle-ci coupe une grande partie du rouge intense émis par l’hydrogène des nébuleuses (c’est un filtre passe-bas). Certaines sociétés sont spécialisées dans l’opération comme la société EOS for Astro.

La nébuleuse North America (NGC 7000)
La nébuleuse North America (NGC 7000), photographiée avec un Canon EOS 6D modifié et un objectif EF 300 mm F4 L. Il est très difficile d’obtenir une belle image de cette nébuleuse très rouge sans faire modifier votre réflex.

La monture équatoriale

La qualité de la monture est primordiale en astrophotographie ciel profond. Pendant les longues heures de poses, son rôle est de compenser le déplacement de la voûte céleste lié à la rotation de la Terre afin de faire en sorte que chaque pixel du capteur de votre caméra ou appareil photo reste en face de la même portion de ciel. Si le suivi de votre monture n’est pas bon, les étoiles de votre image ne seront plus rondes mais ovales. Ce défaut sera d’autant plus visible que la focale de votre optique sera importante.

Ces problèmes de suivi peuvent-être corrigés avec un dispositif d’autoguidage : il sera nécessaire d’acheter une petite lunette (ou un diviseur optique) sur laquelle sera branchée une caméra qui filmera en permanence une étoile. Cette image sera analysée par un ordinateur, qui, en cas de mauvais suivi, enverra une correction à votre monture. Attention, l’autoguidage est complexe à maîtriser pour les débutants et cette dépense n’est pas utile pour commencer (réalisez des poses de quelques dizaines de secondes). Demandez conseil à votre revendeur.

La monture doit être adaptée à la taille de votre optique : un gros télescope nécessitera une grosse monture. Si vous commencez par une petite lunette, mais prévoyez d’utiliser un télescope plus tard, choisissez une monture avec une capacité de charge adaptée au poids de votre futur télescope. Évitez les montures de type altazimutales : un mouvement sur les 2 axes haut et bas est effectué pour réaliser le suivi, ce qui engendre des problèmes de rotation de champ. Préférez les montures « équatoriales » car le suivi est réalisé sur un seul axe : celui de rotation de la Terre.

Le prix d’une bonne monture (de type EQM-35 PRO, HEQ5 ou EQ6 chez Skywatcher) varie de 700 € jusqu’à plus de 15 000 € pour les montures les plus précises capables de supporter les plus gros instruments.

Une monture équatoriale Orion AZ-EQG
Une monture équatoriale Orion AZ-EQG.
Un excellent matériel pour débuter : une monture équatoriale Skywatcher Star Adventurer, un appareil réflex Canon EOS 6D et un Canon 300 mm F4L.
Une monture équatoriale Skywatcher Star Adventurer. Équipée d’un réflex avec son téléobjectif, c’est un excellent matériel pour débuter la photographie du ciel profond.

Au total (instrument, correcteur, caméra ou appareil photo, bagues, rallonges, monture, batteries, etc.), pour photographier le ciel profond, comptez un budget de 3 000 € environ, jusqu’à… un budget presque infini.

Clubs et marché de l’occasion

N’oubliez pas le marché de l’occasion, sur lequel vous pouvez vous procurer des instruments à des tarifs très intéressants (v. liens utiles plus bas dans cette page). Si vous vous orientez vers cette solution, faites-vous accompagner d’une personne avertie.

Derniers conseils, n’achetez pas tout d’un coup. Achetez votre matériel au fur et à mesure de vos besoins. Et surtout, adressez-vous au club d’astronomie près de chez vous. Vous pourrez tester du matériel avant de l’acheter, et vous bénéficierez de conseils avisés d’amateurs déjà passionnés et équipés depuis très longtemps.

Astrophotographie avec un réflex (ou un hybride…)

Pour vous aider à débuter ou progresser en astrophotographie avec votre réflex ou votre hybride, j’ai réuni en un livre électronique de 207 pages des techniques issues de plus de 15 années de pratique de la discipline.

Au sommaire :

  • Pour chaque thème, des expériences terrain et un tutoriel détaillé de traitement avec Photoshop.
  • Voie lactée et arches de Voie lactée.
  • Aurores boréales.
  • Pluies d’étoiles filantes.
  • Ciel profond (nébuleuses, galaxies…) (43 pages).
  • Lune et comètes.
  • Visites virtuelles.

Pour aller plus loin…