Le ciel profond à la Webcam

Le ciel profond est un domaine accessible qu’aux chevronnés en astrophotographie… Mais qui a dit ça ?! Dans cette vidéo, je réponds à une autre interrogation d’anthon 355, à savoir comment photographier le ciel profond à la webcam.

Salut à tous c’est Anthony et bienvenue sur la chaîne des Curieux du Cosmos ! Aujourd’hui, nous allons parler astrophotographie. Anthon 355 avait une autre question à laquelle il voulait que je réponde : quelle est la technique pour faire de l’astrophotographie du ciel profond en pose courte avec une caméra CMOS non refroidie ?

Alors c’est un poil plus technique comme question, c’est pourquoi que je vais vous expliquer tout ça étape par étape afin que vous puissiez me suivre.

Les techniques d’astrophotographie

Tout d’abord, il faut savoir qu’en astrophotographie, il n’y a plusieurs façons de photographier le ciel. Suivant ce que vous souhaitez immortaliser, il va falloir adopter la bonne méthode car par exemple, on ne prendra pas une planète de la même façon qu’une galaxie.

Tout ceci n’est qu’une question de luminosité, car on distingue deux milieux en astrophoto : le ciel profond qui regroupe tous les objets se trouvant en dehors de notre système solaire et les autres dit planétaires, se trouvant à l’intérieur de ce dernier. Bien entendu, les objets planétaires sont bien plus lumineux que les autres de ciel profond, distants de plusieurs années-lumière, car ils sont directement éclairés par la lumière du Soleil.

En photographie, le temps de pose représente le temps durant lequel le capteur de votre appareil va emmagasiner la lumière. Plus un objet ou une scène sera sombre ou peu lumineux, et plus il faudra exposer longtemps. C’est pourquoi en règle générale, il faut des temps de pose plus longs en ciel profond qu’en planétaire car la lumière provenant de ces astres lointains perd en intensité, après avoir parcouru toutes ces années-lumière.

Le matériel

En astrophotographie, on utilise des appareils photo numériques, mais pas que…

Le problème lorsqu’on prend des photos du ciel nocturne est que souvent, l’atmosphère nous joue de vilains tours… L’été, lorsqu’il fait chaud, la chaleur émanant des routes goudronnées ondulent à la surface et déforme la vision des objets se trouvant de l’autre côté. Eh ben, l’atmosphère produit le même effet optique, c’est ce qu’on appelle les perturbations atmosphériques en astrophoto.

Pour les contrer, il faudrait prendre une photo entre deux ondulations et donc miser sur la chance… Ou alors filmer durant un court instant et tirer les meilleures images du film. C’est à vous de voir ! Voilà pourquoi on utilise aussi des caméras en astrophotographie.

Le capteur

Pour l’histoire du capteur, il existe deux technologies : les capteurs CCD et les capteurs CMOS. Inutile d’entrer dans les détails techniques, il faut juste savoir qu’aux débuts du numérique, le CCD était plus performant que le CMOS, ce qui n’est plus trop le cas maintenant.

Les capteurs CCD et CMOS se comportent de la même façon et savoir lequel est installé sur votre appareil sans consulter ses caractéristiques techniques est tout simplement impossible. La seule chose qui fait la différence sur un capteur est de savoir s’il est couleur ou pas, car les capteurs noir et blanc, dit monochromes, sont beaucoup plus sensibles et fournissent des images plus fines et détaillées.

L’appareil

Venons-en à l’appareil. En astrophoto, vous avez le choix entre l’appareil photo numérique, la caméra CCD spécialement dédiée à l’astrophoto et la caméra vidéo astronomique, ou la webcam si vous préférez…

Contrairement à ce qu’on pourrait croire, la caméra CCD n’en est pas une, c’est-à-dire qu’elle ne prend pas de vidéos mais bien des photos. C’est en fait le terme technique anglais signifiant aussi “appareil photo” qui fut repris. En général, les caméras CCD sont conçues pour effectuer de longue pose. C’est comme ça que le capteur chauffe, c’est pourquoi elles sont refroidies, de la même façon que l’est un ordinateur par exemple.

Parlons maintenant de la webcam. Comme je vous l’ai expliqué, les astronomes amateurs se sont rendu compte qu’en filmant au lieu de photographier, ils pouvaient contrer les turbulences atmosphériques. Cette méthode s’est développée et des caméras semblables à des webcams ont été conçue spécialement pour l’astronomie. Celles-ci en revanche ne sont pas toujours équipées d’un système de refroidissement. Ce qui peut altérer la qualité des images si le capteur chauffe trop.

La solution

Pour résumer, si vous souhaitez prendre des images du ciel profond, vous devrez faire plusieurs poses longues à l’aide d’un instrument lumineux, d’une monture hyper précise et d’un appareil sensible et de préférence refroidi, puis empiler les images avec un logiciel astro… Pas évident tout ça… D’où la question d’anthon 355 !

L’instrument

Donc pour commencer, parlons de l’instrument. En ciel profond, il faut pouvoir récolter un maximum de luminosité. Donc il nous faudra un tube doté d’un gros diamètre, le plus gros possible. Après, aucun instrument n’est exclu, ce paramètre déterminera simplement le nombre de cibles visibles.

Pour la monture, c’est mieux si elle suit la cible mais pas besoin d’une grande précision car les poses seront courtes. Durant l’acquisition, veillez juste à ce que la cible ne sorte pas du cadre.

L’appareil

Ensuite, pour la prise de vue, nous allons utiliser une webcam ou une caméra astro. Nous ferons des poses courtes, donc pas besoin de refroidir le capteur bien que cela soit plus pratique… Si vous utilisez une caméra astronomique, c’est mieux si elle est monochrome : vous capturerez encore plus de signaux lumineux. Pour obtenir des images en couleur, il faudra user de filtres colorés.

Si votre caméra est dotée d’un capteur couleur, inutile de passer l’image en noir et blanc. Vous ne gagnerez pas en sensibilité !

Côté informatique

Côté informatique, il va vous falloir de l’espace sur votre disque dur pour enregistrer tout ça. Prévoyez bien plusieurs giga… Je vous conseille d’utiliser les logiciels FireCapture ou SharpCap pour gérer l’acquisition de vos cibles. Ils sont plutôt simples à utiliser et prennent en charge pas mal de modèles de caméra.

L’acquisition et la technique

On arrive au plus intéressant : la technique et les réglages.

Lors de l’acquisition, vous pouvez faire deux choix :

  • soit enregistrer chaque image du film indépendamment au format FITS. C’est-à-dire qu’au lieu d’avoir un film vous aurez à la place un dossier contenant toutes les images du film.
  • ou bien enregistrer directement la vidéo au format SER, au risque de perdre l’enregistrement si votre machine plante durant le tournage…

Chaque image du film que vous allez tourner aura un temps de pose. Celui-ci se règle avec le paramètre “temps d’exposition” dans le logiciel. Plus votre cible sera lumineuse, plus le temps d’exposition pourra être réduit. Il peut ainsi varier de 100 ms à plusieurs secondes.

Ensuite, ajustez le gain entre 50 et 90% afin de réduire le bruit de lecture de votre caméra. En fonction de votre appareil, ajustez “l’Offset”, ou “Brightness”, afin de conserver certaines parties de l’image faible en luminosité.

Si vous avez un capteur couleur, n’oubliez pas d’ajuster correctement la balance des couleurs afin d’avoir un fond de ciel bien noir, sans dominante colorée. Si votre caméra vous le permet, filmez en 16 bits également.

Voilà, pour la question du nombre d’images : faites-en autant que possible ! Suivant l’espace sur votre disque-dur, les séances d’enregistrement peuvent durer plusieurs heures. Plus vous aurez d’image, meilleur sera le résultat surtout pour les cibles peu lumineuses.

Les Darks

Pour terminer, je dois vous parler d’une dernière chose à faire : les noirs ou dark en anglais. Il s’agit de prendre une série d’images en obturant l’objectif de votre instrument. En fait, elles serviront par la suite à corriger le signal thermique présent dans les parties sombres de vos images brutes. Le logiciel de traitement soustraira automatique le signal des darks à celui de vos images, ce qui aura pour effet de le faire disparaître.

Les darks doivent être prises à la même température et avec le même temps de pose que les images à corriger. C’est pourquoi lorsque l’appareil n’est pas refroidi, il est nécessaire d’en faire en début, milieu et fin de séance. FireCapture vous indique la température de votre caméra sous forme de courbe. Vous pouvez ainsi suivre son évolution durant vos prises.

Voilà, nous en avons enfin terminé avec la partie technique ! Pour la partie traitement, je vous conseille d’empiler vos images avec DeepSkyStacker pour des images riches en étoiles, ou bien sinon préférez RegiStax ou AutoStakkert pour les objets singuliers.

Quant à nous, on se retrouve pour une prochaine vidéo ! Pensez à vous abonner à la chaîne si vous le souhaitez, et sachez que vous pouvez aussi télécharger gratuitement mon guide “Partir du bon pied en astronomie” qui se trouve en bas, dans la description.

Pour tout autres questions, je vous invite à les poser dans l’espace commentaire donc n’oubliez pas, restez curieux !

Allez, ciao !

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