Les capteurs pour l’Astrophoto

  l’Astrophoto au grand angle pour photographier la Voie Lactée, c’est pas bien compliqué. Un trépied et votre reflex suffisent. Mais pour le ciel profond ça devient beaucoup plus technique avec les montures, objectifs etc. Justement aujourd’hui je vais m’attarder sur les capteurs et autres appareils spécialisés qui existent pour le ciel profond. J’aimerais remercier Damien de m’accorder cet article invité, c’est toujours un plaisir de parler d’astronomie et de photo ! Justement, mon Blog est sur le domaine de la photo, et le lien est là si ça peut en intéresser certains ?    

L’Astrophoto avec un appareil photo numérique, ou APN

Un astronome amateur qui veut commencer l’Astrophoto aura intérêt à se procurer un APN, et en particulier un reflex. En effet le reflex propose de nombreux avantages comme la pose longue, des capteurs très qualitatifs, et des adaptations très aisées sur les instruments astronomiques. Ainsi que le format RAW. Avec un APN reflex installé sur un instrument astronomique, un problème vient se poser. En effet il faut pouvoir déclencher sans toucher l’appareil, au risque de provoquer de micro vibration qui flancheront toutes vos photos. Il y a donc la solution du retardateur, nos doigts ont le temps de se retirer avec que la pose démarre. Et il y a la solution du déclencheur souple, beaucoup plus pratique, et peu coûteuse. Il y a aussi des télécommande qui fonctionne avec un signal infrarouge. Certains appareils sont fournis de base avec un logiciel, qui permet de contrôler l’appareil branché sur un ordinateur, via leur liaison USB. Mais en général la pose Bulb, qui permet une pose indéfinie, n’est pas disponible. Le site Magiclantern propose un software à installer sur l’APN, qui inclut un intervallomètre. Ce qui peut être très pratique, et il est gratuit. Mais attention : son installation sur votre appareil fera sauter la garantie de celui-ci. Le wifi sur les modèles récent peut aussi permettre de commander son APN depuis un ordinateur, sans connexion filaire.

Le problème des batteries

Les APN aujourd’hui sont capable de tenir pendant longtemps avec une seul charge. Mais évidemment, l’Astrophoto se fait en extérieur ( pour la plupart des cas ), et de nuit, qui signifie dans le froid. Et le froid a une fâcheuse tendance à faire baisser l’autonomie d’une batterie. c’est pour cela qu’une utilisation restreinte des écran est conseillée pour l’Astrophoto. n’hésitez pas à avoir une batterie supplémentaire avec vous, on n’est jamais trop prudent. Si vous avez des problèmes avec l’autofocus en Astrophoto, je vous conseille d’aller voir ceci, un outil très pratique qui va vous indiquer si vous mise au point est bonne ou pas.

Les capteurs des APN

Les dimensions des capteurs jouent un rôle important. En effet les capteurs APS-C, plus petits que les Pleins Formats, offrent ce qu’on appelle le facteur de crop. Ce facteur multiplie de 1.6 fois le « zoom » d’un capteur APS-C comparé à un plein format, car les APS-C sont plus petits. Le capteur plein format fait rêver certes, même si il ne bénéficie pas du facteur de crop (variation de l’angle de vue en fonction de la taille du capteur). Mais il faut tout de même faire attention à l’optique qu’on ajoute dessus, qui se doit d’être de qualité elle aussi. La question de « quel est le meilleur boitier » revient souvent, mais en réalité tous les boitiers reflex sont à égalité car ils possèdent tous les modes et réglages essentiels à l’astrophoto, que sont le mode B (bulb, où la vitesse d’obturation dépend de la durée où vous laissez votre doigt appuyé sur le déclencheur), le mode manuel, le format RAW, etc. Quelque chose à ne pas oublier d’enlever par contre, c’est le stabilisateur, qui sert à rien sur trépied. Pendant longtemps, les capteur CMOS de chez Canon étaient en avance comparé aux autres marques, pour leur qualité d’image en pose longue. Mais tous les reflex aujourd’hui sont d’excellente qualité pour les besoins en Astrophoto. Certes certains ont des montées en ISO moins bruités, ou d’autres micro avantages, mais ça relève du chipotage. Tous sont capable de délivrer de très bons résultats en astrophotographie.

Le capteur EMCCD

L’électronique associée à un capteur génère ce qu’on appelle un bruit de lecture. La particularité des capteur EMCCD est d’amplifier le signal, avant l’introduction de ce bruit, le rendant négligeable. En Astrophoto, c’est ce bruit de lecture qui nous empêche de réaliser plein de poses courtes. Ce capteur, le EMCCD pourrait donc permettre de multiplier des poses très brève. Permettant ainsi de figer plus efficacement des imageries planétaires, et en ciel profond limiter les erreurs d’autoguidage, qui contraignent la qualité du rendu final.

Les caméra CCD

Cet appareil qui n’a de caméra que le nom ( merci à l’anglicisme ), prend effectivement seulement des images. C’est un appareil qui était utilisé en Astrophoto bien avant les APN, dans les années 90. C’est un objet étrange en effet, il n’y a ni bouton, ni écran, ni objectif. Juste un capteur protégé par un hublot. Un corps en métal le compose en général, contenant des ventilateurs pour refroidir l’appareil lors des poses. Une caméra CCD ne s’utilise qu’en étant branché à un ordinateur. C’est sur l’ordinateur que l’utilisateur va transmettre les ordres à l’appareil, et récupérer les images. Le logiciel utilisé a toutes les fonctions d’un APN, avec en plus un intervallomètre, permettant la configuration de série de poses. Les poses d’une caméra CCD peuvent aller jusqu’à quelques dizaines de minutes.

La caméra CCD est l’appareil de choix des Astro-photographes expérimentés

Les poses pouvant être très longues, la ventilation d’une caméra CCD va refroidir l’appareil. mais là vient se poser un problème. Quand un corps est porté à une température inférieur à celle de l’air qui l’entoure, l’humidité que celui ci contient vient se condenser à sa surface. Heureusement le capteur n’est pas à l’air libre, il est protégé dans une enceinte hermétique à l’air extérieur. Les caméras CCD sont souvent équipées d’un obturateur mécanique, servant à protéger le capteur de la lumière pendant la lecture d’une image. Ces obturateurs descendent rarement en dessous de 1/100 de seconde.

Caméra CCD en noir et blanc

Les caméras CCD, sont souvent proposées en version monochrome. Ces versions monochromes s’accompagnent de filtres couleur permettant des nuances de gris différentes selon le filtre. Mais pourquoi en monochrome ? c’est vrai que ça peut paraître étrange au XXIème siècle de trouver des capteurs noir et blanc. Mais l’atout est cruciale et on voit ça à la fin de cet article. Une fois qu’une pose est terminée, les données sont envoyés à l’ordinateur connecté, pour un temps de lecture d’environ 3 à 10 secondes. Tout dépend du nombre de photosites (ou mégapixels) que possède la caméra. Les caméra CCD possèdent des fonctions intéressantes comme le « Binning », qui consiste à assembler pendant la lecture d’une image le contenu de photosites adjacents en photocites virtuels de plus grande taille. Ce système permet d’amplifier le signal lumineux, reçu par les photosites virtuels. Cette méthode est utile pour capter des signaux très peu lumineux du ciel profond. Il y le fenêtrage aussi, qui consiste à faire effectuer la lecture qu’avec une partie restreinte du capteur. Cette fonction permet de garder dans le champ seulement un astre qui nous intéresse, ce qui peut être pratique dans le cas où les focales que vous avez ne sont pas assez grandes.

L’Astrophoto avec une caméra vidéo astronomique ?

Les caméras vidéo astronomique, justement comme leur noms l’indiquent, sont des caméras servant à réaliser des vidéos. Ces appareils sont très utiles pour lutter contre les turbulences (car fonctionnant sans poses longues) et pour l’observation planétaire. La plupart de ces caméras enregistrent des vidéos en couleur, mais beaucoup d’astronomes et Astrophotographes préfèrent les versions monochromes. La couleur peut servir pour Mars, Jupiter et Saturne, mais demeure inutile pour les autres corps de notre système solaire. Le capteur monochrome peut être accompagné par des filtres rouge vert ou bleu. Il y a une particularité à ne pas oublier : ces appareils étant des caméras vidéo, on ne peut dépasser un temps de pose supérieur au nombre d’images par seconde. Exemple : 1/30 de seconde pour 30 images par seconde.

Que choisir entre caméra CCD et un Reflex ?

Les Reflex d’aujourd’hui permettent de rendre accessible l’Astrophoto à tout le monde, avec un rapport qualité prix très intéressant. En effet les Reflex s’adaptent parfaitement entre vie courante et astronomie. Et ils utilisent de grands capteurs ( plus grands que ceux des caméra CCD pour les mêmes gammes de prix ). Et ils ont cet avantage d’être totalement autonomes, sans ordinateur ni branchements. Mais les caméras CCD demeurent les appareils astronomiques par excellence, grâce à leur capteur monochrome très sensible. Et la sensibilité du capteur est un atout crucial pour le ciel profond. Le capteur monochrome est différent du capteur couleur, il parvient à capter 30 à 80% des photons qui l’atteignent. Comparé au capteur couleur où c’est environ 30%. Certes les APN ont des capteurs plus grands que ceux des caméras CCD à gamme égale, mais ce qui compte le plus en ciel profond, et en Astrophotographie en général, c’est la sensibilité du capteur. Je pense avoir fait le tour de la question, même si le sujet reste très complexe et passionnant 😉 Si désormais vous vous intéressez aux optiques à choisir pour l’Astrophoto, je vous renvoie vers cet article de mon blog qui vous explique lesquelles choisir en fonction de ce que vous voulez faire 🙂 Je remercie Damien du Blog Photo de m’avoir accordé cet article invité, c’était très cool de sa part.