Astrophotographie

Ce qu'est l'astrophotographie

L'astrophotographie désigne toute photographie d'objets du ciel nocturne, du paysage étoilé à la galaxie lointaine. C'est l'un des plus anciens usages de l'appareil photo : la Lune a été photographiée dès les années 1840, et les astronomes ont vite découvert que de longues poses sur plaque enregistraient des étoiles trop faibles pour l'œil.

Parmi les pionniers connus figurent John William Draper et Henry Draper aux États-Unis, ainsi qu'Edward Emerson Barnard, qui a cartographié la Voie lactée sur plaques photographiques. Aujourd'hui, les capteurs numériques et les montures de suivi bon marché permettent aux amateurs de réaliser des images qui exigeaient autrefois un observatoire.

Pour apprendre, il est utile de diviser le genre en trois branches : le ciel grand champ (la Voie lactée au-dessus d'un paysage), l'imagerie lunaire et planétaire (des cibles petites et brillantes qui demandent du grossissement) et le ciel profond (nébuleuses et galaxies faibles qui demandent une longue exposition totale).

La Voie lactée au grand-angle

C'est le point d'entrée le plus simple. Il vous faut un appareil avec réglages manuels, un trépied solide et un grand-angle, idéalement 14–24 mm à f/2.8 ou plus lumineux.

Les étoiles se déplacent dans le ciel à cause de la rotation de la Terre, donc les poses doivent être assez courtes pour qu'elles restent des points. Une règle empirique courante est la « règle des 500 » : divisez 500 par la focale équivalente plein format pour obtenir la pose maximale en secondes. À 20 mm, cela fait environ 25 s ; des variantes plus strictes donnent à peu près la moitié (approximatif).

Commencez vers f/2.8, 15–20 s, ISO 3200, avec une balance des blancs autour de 3800–4200 K. Faites la mise au point manuellement : zoomez sur une étoile brillante en visée écran et tournez la bague jusqu'à obtenir un point minuscule.

L'obscurité compte plus que le matériel. Éloignez-vous des lumières de la ville, choisissez une nuit proche de la nouvelle lune et vérifiez que le centre de la Voie lactée est au-dessus de l'horizon (dans l'hémisphère Nord, en gros du printemps au début de l'automne).

La Lune et les planètes

La Lune est éclairée par la pleine lumière du soleil, elle demande donc des réglages proches de ceux du jour : essayez ISO 100–200, f/8 et environ 1/125–1/250 s, puis ajustez avec l'histogramme (approximatif). L'exposition automatique sur un ciel noir la surexpose généralement fortement.

Pour remplir le cadre, il faut de longues focales : à 600 mm sur plein format, la Lune n'occupe encore qu'environ un cinquième de la largeur de l'image. Les détails les plus spectaculaires apparaissent le long du terminateur, la ligne entre le jour et la nuit, où les ombres sont longues ; une demi-lune montre donc souvent plus de relief qu'une pleine lune.

Les planètes sont minuscules et scintillent à travers l'atmosphère. Les astrophotographes planétaires utilisent un télescope et enregistrent de courtes vidéos, puis ne gardent que les images les plus nettes, une technique souvent appelée lucky imaging.

Le ciel profond avec suivi et télescope

Les nébuleuses et les galaxies sont si faibles qu'elles demandent des minutes, voire des heures, d'exposition totale. Une monture de suivi (star tracker) est une petite monture motorisée qui fait tourner l'appareil à la même vitesse que le ciel, ce qui rend possibles des poses unitaires de 1 à 3 minutes avec un objectif.

Pour les objets plus petits, une monture équatoriale porte une petite lunette ou un autre télescope. Elle doit être mise en station, c'est-à-dire avoir son axe pointé vers le pôle céleste, et beaucoup d'installations ajoutent une caméra d'autoguidage qui corrige les petites erreurs de suivi.

Une bonne première cible est un objet grand et brillant comme la nébuleuse d'Orion ou la galaxie d'Andromède, avec un objectif de 135–300 mm sur une monture de suivi. Commencez avec ISO 800–1600 et 60–120 s par image (approximatif).

L'empilement : beaucoup d'images pour une image propre

Chaque pose contient du bruit aléatoire. Si vous prenez de nombreuses images du même ciel et que vous en faites la moyenne, le signal reste le même tandis que le bruit aléatoire s'annule en partie. Quadrupler le nombre d'images divise à peu près par deux le bruit visible (approximatif).

Les logiciels d'empilement comme Siril, DeepSkyStacker ou Sequator alignent les étoiles de chaque image, puis les combinent. Vous pouvez aussi ajouter des images de calibration : les darks (mêmes réglages, objectif bouché) pour supprimer les pixels chauds, les flats (une image éclairée uniformément) contre le vignetage et les poussières, et les offsets (bias) pour le bruit de lecture du capteur.

Après l'empilement, l'image paraît généralement sombre et grise. Un étirement soigneux de la courbe de luminosité, un équilibrage des couleurs et une réduction du bruit légère font ressortir les détails. Photographiez en RAW pour que les données résistent à ce traitement.

Erreurs courantes et bonnes habitudes

La mise au point est l'échec classique : l'autofocus fonctionne rarement sur les étoiles, et le repère de l'infini de nombreux objectifs n'est pas exact. Vérifiez la mise au point au grossissement maximal et fixez la bague avec du ruban adhésif si besoin.

Autres problèmes fréquents : des poses trop longues pour la focale (les étoiles deviennent de petits traits), la rosée qui se forme sur l'objectif quand la nuit se rafraîchit, et un trépied qui tremble au vent. Une bande chauffante pour l'objectif et une télécommande aident.

Soyez prévenant sur les sites sombres. Utilisez une faible lumière rouge, n'éblouissez pas les autres observateurs avec une lampe ou des phares de voiture, respectez les propriétés privées et les règles des parcs, et ne laissez rien derrière vous. La pollution lumineuse est un problème commun : un éclairage extérieur chaud et orienté vers le bas chez vous aide tout le monde.

Un exercice à essayer

Lors de la prochaine nuit claire proche de la nouvelle lune, trouvez un endroit sombre et photographiez la même portion de ciel en 10 images identiques : ouverture maximale, ISO 3200 et une pose calculée avec la règle des 500.

Empilez ensuite les 10 images dans un logiciel gratuit et comparez le résultat avec une seule image au même grossissement. Regardez le ciel sombre entre les étoiles : la version empilée doit paraître bien plus lisse, et des étoiles plus faibles doivent apparaître.

Terminez en cadrant un premier plan comme un arbre ou une colline, photographié à l'heure bleue ou éclairé très doucement, pour que le ciel ait un point d'ancrage.

À lire sur StarScoped, notre site d’astronomie: Les bases de l'astrophotographie, La Voie lactée.