L'astrophotographie

L'astrophotographie, c'est-à-dire la photographie astronomique, est une branche très spécialisée de la photographie. Elle se pratique chez les astronomes (amateurs comme professionnels), mais aussi chez les spécialistes de la météorologie, chez les climatologues, chez les chasseurs de météorites, chez les militaires...

Pour celui qui veut s'en donner la peine, il est possible d'obtenir de belles photos célestes avec presque n'importe quel type de matériel photographique (numérique). Avec ou sans télescope, plusieurs méthodes et techniques existent, et permettent d'accéder à des résultats diversifiés en terme de style. Dans tous les cas, « l'astrophoto » est une discipline très riche et très technique, à tel point qu'elle peut paraître déroutante, tant elle semble complexe. Pourtant, photographier le ciel est une activité accessible à tous. 

Avant toute chose, il est important de comprendre que les plus grands astrophotographes ont tous un point commun : ils ont d'abord été débutants ! Que l'on soit astronome ou non, on se confronte toujours à certains obstacles. 

L'astrophoto exige de prendre en compte plusieurs paramètres : 

→ Le capteur 
→ L'optique 
→ Le mouvement des objets célestes 
→ L'évolution de l'atmosphère 

Le capteur :

Pour faire de l'astrophoto, il est impératif de choisir la meilleure qualité possible pour le capteur. Qu'il s'agisse d'un appareil photo hybride, d'un appareil de type réflex, ou alors d'une caméra pour télescope, c'est la qualité du capteur qui détermine le potentiel des séances de prise de vue. Si l'on veut obtenir de belles images, c'est dans l'appareil d'imagerie qu'il faut investir en priorité. Viennent ensuite l'optique, le trépied, et d'autres accessoires... mais dans l'idéal, quitte à alouer un budget important dans ce domaine, autant mettre tous les atouts de son côté ! 

L'optique :

Après avoir choisi un bon capteur, il importe de déterminer quel système optique répond le mieux à nos attentes : pour photographier le ciel, ai-je besoin d'un télescope ? Ai-je besoin d'un téléobjectif ? Faut-il plutôt utiliser l'objectif de base de l'appareil photo ? 

Tout dépend de ce que l'on souhaite photographier. Si les cibles sont de petite taille car éloignées de la Terre, il faut alors « zoomer ». Un téléobjectif ou un télescope sont nécessaires. Si l'on souhaite au contraire photographier le ciel dans son ensemble, un fort grossissement n'est pas utile. Dans ce cas, il n'y a pas besoin de télescope. 

Le plus important, c'est finalement de choisir un système optique de qualité. Un bon objectif est un objectif bien construit et qui répond à nos attentes. Le bon objectif, c'est l'objectif que l'on utilise et qui ne dort pas dans un placard ! Il en est de même pour le télescope. 

Le mouvement des objets célestes :

La planète Terre est constamment en mouvement: elle tourne sur elle-même, et elle tourne autour du Soleil. Depuis la surface terrestre, on a donc l'impression que le ciel tourne. En outre, la voûte céleste change d'apparence. C'est d'ailleurs ce phénomène naturel qui explique pourquoi les constellations visibles varient au fil des saisons... Toujours est-il que lorsqu'on observe un objet céleste, on constate que sa position évolue constamment. Il importe donc de motoriser votre télescope afin de compenser le mouvement de rotation de la Terre. Cela permet ainsi de suivre la cible sans avoir à la repointer. Celle-ci doit rester centrée dans le capteur durant la séance de prise de vue. 

L'atmosphère :

Les astronomes le savent : l'astronomie est intimement liée à la météorologie ! Le ciel n'est jamais parfaitement pur. Lorsqu'il est dégagé, il ne l'est qu'à un instant T. A charge pour l'astrophotographe de saisir le bon moment, le bon créneau horaire, pour prendre ses photos. A ce titre, les prévisions fournies par la météorologie locale s'avèrent être de précieuses alliées ! 

Etant donné que l'atmosphère n'est jamais figée, mieux vaut photographier le ciel lorsque celui-ci est le plus stable possible : plus les étoiles scintillent, plus l'atmosphère est instable. De même, le vent engendre souvent une instabilité... 

En astronomie, plusieurs types de photos sont envisageables. On peut les classer en fonction du matériel nécessaire : 

Photos réalisables sans télescope :
→ « Paysages célestes » 
→ « Filés d'étoiles » 
→ Constellations 

Photos réalisables avec un télescope :
→ Objets planétaires (planètes, Lune, comètes, Soleil...) 
→ Objets du ciel profond (nébuleuses, galaxies, amas d'étoiles...) 

Lorsqu'un télescope est requis, cela implique un trépied plus élaboré ; on parlera alors d'une monture. Nous développerons ce point un peu plus loin. 

Les paysages célestes :

Les paysages célestes sont les images les moins difficiles à réaliser. Il suffit d'un appareil photo et d'un trépied. Ce type de photo se compose d'un paysage terrestre surmonté d'une large portion de ciel. Généralement, on aperçoit quelques constellations, avec parfois la Voie Lactée si le ciel est suffisamment pur. Au premier plan, ce sont parfois des montagnes, des vallées, des zones urbaines, des observatoires... La composition doit se faire selon les goûts et selon les paysages que l'on a à disposition. 

Ces photos s'obtiennent sans grossissement important. Il est donc possible de réaliser ce genre de clichés avec un appareil hybride, ou alors un compact disposant d'un mode manuel (ce qui est assez rare). 

Afin de garantir une certaine netteté et de la stabilité, mieux vaut éviter de tenir l'appareil à la main car les images seront inévitablement ratées (flou de bougé, erreur de mise au point...) . Il est préférable de recourir au trépied : grâce à cet accessoire, l'appareil photo de tremble pas. En l'absence de trépied, on peut très bien poser l'appareil sur une surface horizontale. 

Les filés d'étoiles :

En anglais, on parle de « star-lapse ». Si le filé d'étoiles est enregistré sous forme de vidéo en accéléré, on parle d'un « time-lapse ». Il s'agit d'une représentation du mouvement des étoiles dans le ciel. Sur la photo, on remarque que la voûte céleste est couverte de lignes blanches de luminosité et d'épaisseur variables. En réalité, ces lignes correspondent au chemin parcouru par les étoiles (et d'ailleurs, ce sont bel-et-bien les étoiles que l'on voit ici !) . 

Pour obtenir un tel résultat, une pose unique ne suffit pas. Il faut en fait réaliser une série de photos (chaque série contient plusieurs centaines d'images). Celles-ci doivent être prises les unes à la suite des autres, en continu. Ainsi, en photographiant le ciel pendant quelques heures (au minimum une heure pour avoir un résultat pertinent). 

Les filés d'étoiles sont constamment associés à un premier plan terrestre. Pour cela, on applique les mêmes règles que celles du paysage céleste. Pour un rendu plus impressionnant encore, l'appareil photo peut être orienté vers l'étoile polaire, ce qui a pour effet de laisser apparaître l'impression de rotation autour de l'axe de la planète... 

Un filé d'étoiles demande beaucoup de patience et de précision : un appareil photo de type réflex est indispensable. Celui-ci est fixé sur un trépied et ne bouge pas durant la séance de prise de vue. Dans le cas où l'appareil bougerait, l'image finale serait inéluctablement floue. La mise au point, obligatoirement manuelle, doit se faire au préalable sur une grosse étoile. Là aussi, la netteté doit être optimale si l'on veut que les étoiles restent fines. On privilégie une faible focale (objectif à grand champ) afin de photographier la plus grande zone de ciel possible. Durant la prise de vue, la focale et les réglages de l'appareil ne changent pas. Il faut donc veiller à tout paramétrer correctement avant de lancer la série de prise de vue! 

Voici un exemple de configuration pour réaliser un filé d'étoiles :

→ Les photos prises par l'auteur du site Astropleiades sont en général obtenues grâce à un appareil photo Canon EOS 1100D. Celui-ci est toujours utilisé en mode manuel. Pour un filé d'étoiles standard, on prend généralement une série de 200 à 600 poses (en fonction du temps dont vous disposez surtout ! ). Chaque pose dure 30 secondes. Entre chaque prise, on compte moins d'une seconde de pose. Si cette pose est trop longue, les lignes formées par les étoiles sembleront « hachurées ». 

→ Concernant la sensibilité, on règle l'isométrie entre 200 et 800 ISO selon le type de ciel. Sous un ciel noir (en montagne où à la campagne par exemple), on place la sensibilité entre 400 et 800 ISO. Si l'on est en ville, La sensibilité reste entre 200 et 400 ISO pour éviter que la pollution lumineuse éclaircisse le ciel. 

→ Pour faire la mise au point, on sélectionne d'abord la focale souhaitée (sur un objectif 18/55 par exemple, on règle l'objectif à 18mm). A l'oeil nu, on cherche l'étoile la plus brillante. A l'aide de la fonction live-view (« zoom numérique » sur l'image), on effectue alors la mise au point : l'étoile que l'on vise doit être la plus fine et la plus nette possible. Pour cette opération, il ne faut pas hésiter à prendre son temps. Cette étape est primordiale ! 

→ Une fois la mise au point terminée, il faut choisir le premier plan et affiner le cadrage. Lorsque l'appareil est positionné correctement, on lance la prise de vue à l'aide d'une télécommande. Cela permet d'éviter de faire trembler l'appareil. A partir de là, mieux vaut s'éloigner du matériel et ne plus s'en rapprocher tant que la série de photos n'est pas complète ! 

Pour achever le filé d'étoiles, il faut empiler les photos via un logiciel. L'empilement se fait automatiquement. On peut par exemple recourir au logiciel StarMax qui est à la fois gratuit et très simple d'utilisation. 

Le tracé est apparent après seulement quelques minutes de pose, mais il est recommandé de patienter au moins 1 heure. Par la suite, on verra sur la photo des traînées lumineuses plus ou moins longues (en fonction de la durée du temps de pose) et plus ou moins épaisses (selon l'éclat des étoiles) . Le long de l'équateur céleste, les traînées on 1 mm de long pour 7 minutes de pose avec un objectif de 35 mm. Elles sont proportionnelles à la durée de la pose et à la focale de l'objectif. Inversement, une pose courte (c'est-à-dire moins de 1 minute), avec un objectif grand angle (20 ou 28 mm), permettra d'obtenir des images presque ponctuelles des étoiles, et de reconnaître les constellations familières.

Les constellations :

Ce genre de cliché est un peu plus scientifique dans la mesure où il permet d'imager les étoiles qui composent chaque constellation. On applique les mêmes principes que pour les filés d'étoiles : l'appareil, toujours fixé sur un trépied, est orienté vers la constellation souhaitée. La mise au point est faite au préalable sur une étoile. Un objectif de faible focale fonctionne très bien. On peut photographier une ou plusieurs constellations sur la même image. Cette fois, on réalise une pose unique de 15 à 30 secondes, avec une sensibilité comprise entre 200 et 1600 ISO. 

Les constellations peuvent être photographiées avec un paysage terrestre en premier plan pour avoir un rendu plus esthétique, mais ce n'est pas obligatoire. 

Les étoiles filantes :

Il est assez rare qu'une photo du ciel prise avec un temps de pose de plus d'un quart d'heure ne fasse pas apparaître, si le champ photographié est suffisamment grand, la trace d'une étoile filante ou d'un satellite. Ces derniers sont reconnaissables par leur traînée rectiligne, hachurée ou continue, traversant la photo de part en part ; les étoiles filantes, en revanche, apparaissent comme un petit fuseau lumineux, très court. 

Pour faire simple, ce sont des images planétaires ou du ciel profond, prises avec un téléobjectif ou un télescope. Pour rappel, le ciel profond correspond à tout ce qui se situe en dehors de notre système solaire : nébuleuses, galaxies, amas d'étoiles... 

Photographier ce genre d'objets célestes n'est pas simple : les détails ne sont accessibles qu'à fort grossissement. Le télescope doit donc être motorisé pour suivre la cible. De plus, la moindre vibration peut rendre l'image floue. Un retardateur ou un déclencheur à distance peuvent faciliter les choses ! 

Les objets planétaires :

Afin d'imager les objets du système solaire, il est impératif de fixer le capteur sur un télescope. Dans le cas d'un appareil photo, il faut généralement recourir à une bague T2 ainsi que d'un adaptateur. Concernant les réglages de l'appareil, privilégiez un temps de pose court (moins d'une seconde). En effet, les objets planétaires sont assez lumineux pour la plupart d'entre eux, ce qui autorise parfois même des poses uniques (contrairement aux star-lapses ou aux objets du ciel profond par exemple). La Lune illustre particulièrement bien cela : une simple photo de 1/400 ième de seconde présente déjà une multitude de détails ! 

Photographier les objets planétaires ne requiert pas obligatoirement l'usage de filtres. Toutefois, cela peut constituer un apport intéressant. 

Les objets du ciel profond :

Il s'agit des cibles les plus difficiles à photographier. Ces objets nécessitent plusieurs séries de poses, avec un temps de pose court. Contrairement aux objets lumineux tels que les planètes, les objets du ciel profond ne laissent apparaître que très peu de couleurs. Si l'on souhaite obtenir une image colorée, il faut alors recourir à l'usage de filtres : on parle ici des filtres LRGB (rouge, vert, bleu, avec un quatrième filtre dédié à la luminance). 

De la même manière qu'avec un filé d'étoiles, l'addition de poses s'effectue à l'aide de logiciels. Cependant, l'alignement de chaque photo doit se faire avec une grande précision ; c'est pour cette raison que l'on conseille aux astrophotographes d'effectuer une mise en station (réglage de la monture) avec le plus de rigueur possible, afin de garantir un centrage optimal de la cible dans le capteur. 

A l'époque du numérique, l'astrophotographie argentique a quasiment disparu. Cela s'explique par plusieurs raisons :

D'abord, les photos numériques peuvent être retouchées facilement (contraste, luminosité, netteté...). De plus, lorsqu'elles sont enregistrées en format brut (RAW), les images peuvent être retravaillées en profondeur grâce à des logiciels comme Paint, Gimp, Photoshop, Siril... 

Ensuite, les photographes les plus avisés parviennent à corriger les défauts optiques et "physiques" comme par exemple les poussières sur le capteur, la déformation des images, ou encore la pollution lumineuse. 

Enfin, les montages tels que les filés d'étoiles ou les compositions ne peuvent s'effectuer qu'à l'aide de l'outil informatique. Par conséquent, les logiciels demeurent quasiment obligatoires dans ces cas-ci. 

En définitive, on peut dire que l'astrophotographie s'est démocratisée depuis l'apparition du numérique. Aujourd'hui, n'importe qui peut se lancer dans cette pratique, à condition toutefois d'être motivé et patient. 

Comme d'autres activités, l'astrophoto peut rapidement se révéler coûteuse. Cependant, il n'est pas nécessaire de dépenser des milliers d'euros pour obtenir de belles photos. 

Le plus important n'est pas de produire la meilleure image du monde, mais bien de se faire plaisir, et de rêver devant la voûte céleste ! 

- Article rédigé par Jean-Baptiste Faupin pour Astropleiades. -