Astro Filter : photographier les étoiles la nuit avec des appareils photo modifiés

Comme chacun sait, la photographie infrarouge montre des paysages familiers sous un jour abstrait, artistique et nouveau. En astrophotographie ou en photographie stellaire, il s'agit plutôt de représenter les objets de la manière la plus "naturelle" possible, comme nous les voyons. C'est particulièrement important pour les paysages nocturnes, où il faut également photographier un premier plan captivant.

Prise de vue nocturne avec une caméra modifiée par Astromo

Avantages d'une caméra modifiée par astrométrie

Les appareils photo numériques modernes ont une excellente sensibilité tout en offrant un bon niveau de bruit et une grande plage dynamique. Il est même possible d'immortaliser le ciel étoilé avec une qualité acceptable sur un smartphone. Alors, que peut-on encore améliorer dans ce type de photographie ? Pour répondre à ces questions, nous devons parler des zones du spectre que nous ne pouvons plus voir avec un appareil photo normal.

Qu'est-ce que le rayonnement H-Alpha ?

Un objet lumineux émet de la lumière. Il peut s'agir d'une bougie, d'une lampe LED ou d'une étoile. Mais la lumière n'est pas la même : selon la source lumineuse, elle se distingue par son spectre - en d'autres termes, par la répartition des couleurs. Ce que nous percevons comme de la lumière blanche est en réalité un mélange de toutes les couleurs du spectre. L'aspect d'un spectre, c'est-à-dire les couleurs qui y sont présentes, dépend entre autres de la composition de la source de lumière au niveau des particules. L'atome de loin le plus fréquent dans l'univers est l'hydrogène (symbole H).

Lorsque l'hydrogène est excité (par exemple par la chaleur ou un rayonnement), il émet de la lumière. Mais pas une lumière blanche, mais des longueurs d'onde très discrètes (donc des couleurs). La longueur d'onde la plus puissante est le rayonnement H-alpha - il a une longueur d'onde d'exactement 656,28 nanomètres (nm). Cette longueur d'onde correspond à un rouge profond dans le spectre que nous pouvons voir. Alors que nous pouvons tout juste voir cette longueur d'onde avec nos yeux, la plupart des appareils photo numériques ont malheureusement du mal à le faire.

Courbe de transmission d'un filtre astronomique - H-Alpha peut passer sans encombre
Courbe de transmission d'un filtre astronomique - H-Alpha peut passer sans encombre

Astrophotographie avec un appareil photo normal

Selon le fabricant et le modèle, la sensibilité H-Alpha d'un appareil photo numérique se situe seulement entre 10 et 30 %, typiquement autour de 15 %. Cela rend ces domaines spectraux pratiquement invisibles dans la nuit déjà très sombre. La faute en revient au filtre de blocage UV/IR (également appelé hotmirror), qui est installé par les fabricants directement devant le capteur. Celui-ci est nécessaire pour garantir un bon rendu des couleurs pendant la journée, mais il est tout aussi gênant pour l'astrophotographe que pour le Photographes infrarouges. C'est pourquoi, lors d'une modification de l'astrométrie, le filtre de blocage est retiré et remplacé par un filtre qui laisse passer le rayonnement H-Alpha.

Caméra modifiée par astrométrie vs. caméra normale

Même si la proportion d'hydrogène dans l'univers est très importante, sa répartition n'est pas uniforme. Il y a des objets dans le ciel nocturne qui émettent une très faible proportion de rayonnement H-Alpha et il y a des objets qui émettent presque exclusivement dans cette zone (par exemple certaines nébuleuses). Une sensibilité H-Alpha accrue rend ces zones visibles sur les images, ce qui donne une image beaucoup plus intéressante et plus "colorée". Ce qui n'est toutefois pas amélioré de manière significative par une modification, c'est la sensibilité de base de la caméra. Bien qu'en théorie plus de lumière parvienne au capteur, le gain de luminosité réel tombe dans la zone inférieure à 1/3 EV.

Caméra normale vs. caméra modifiée par astrométrie
À gauche : Caméra normale | Droite : Caméra modifiée par astrométrie

Quels sont les filtres adaptés à une conversion H-Alpha ?

Pour l'astrophotographie, une caméra purement IR avec un filtre infrarouge de 630 nm, par exemple, n'est pas le meilleur choix. Bien sûr, une fois modifiées, les caméras sont suffisamment sensibles pour capturer les étoiles la nuit et, de plus, elles voient également les zones H-Alpha du spectre. Mais comme nous l'avons décrit au début, l'astrophotographie s'intéresse typiquement à la représentation des conditions naturelles. Si vous avez envie de partir à la chasse aux étoiles avec une caméra infrarouge, nous ne voulons pas vous arrêter ici.

630 nm
Prise de vue nocturne avec une caméra infrarouge

Conversion plein-spectre pour l'astrophotographie

Un Conversion plein-spectre avec un filtre passe-long de 280 nm ouvre la caméra au spectre complet de l'UV à l'IR, donc y compris la gamme H-Alpha. Une telle caméra peut être utilisée sans filtre supplémentaire avec un gain de sensibilité réel. D'autre part, on est très flexible et on peut utiliser des filtres à visser sur l'objectif ou le télescope pour réduire le spectre. Des prises de vue multispectrales avec des filtres passe-bande étroits et des analyses plus scientifiques sont ainsi possibles, on a vraiment le maximum de liberté avec une telle caméra.

Toutefois, les couleurs produites par un appareil photo plein-spectre sont nettement "ratées" en raison du mélange de diverses longueurs d'onde et nécessitent un traitement ultérieur coûteux si aucun filtre supplémentaire n'est utilisé. Avec de longues distances focales et des télescopes, cela peut généralement être corrigé assez facilement par une balance des blancs. Outre les couleurs décalées, d'autres faiblesses de l'objectif se présenteront également. Les rayons UV et IR, qui atteignent le capteur dans certaines proportions, sont diffractés de manière différente. En principe, il faut s'attendre à une augmentation de l'aberration chromatique et des franges de couleur, ce qui rend la photographie "nue" sans filtres supplémentaires problématique.

À gauche : Caméra normale | Droite : caméra plein-spectre
À gauche : Caméra normale | Droite : caméra plein-spectre
À gauche : Caméra normale | Droite : caméra plein-spectre
À gauche : Caméra normale | Droite : caméra plein-spectre

Mais dès que l'on photographie avec des objectifs grand angle, d'autres problèmes surgissent, principalement à cause de la pollution lumineuse omniprésente. Celle-ci prend une teinte verdâtre avec un appareil photo plein-spectre, au lieu de la teinte jaune-orange habituelle. En outre, en fonction de la pollution lumineuse, une nette coloration violette de la végétation peut apparaître dans l'environnement direct.

Pour les paysages nocturnes avec des objectifs grand angle, nous ne pouvons pas recommander une conversion plein-spectre, car les composantes infrarouges de la pollution lumineuse ont un effet négatif sur l'image. L'application sur un télescope peut toutefois être utile, surtout avec des filtres supplémentaires.

Construction d'une caméra avec un "vrai" filtre astronomique

Un "vrai" filtre astronomique, ou filtre de luminance, est un filtre de blocage UV/IR qui ne laisse passer que le domaine spectral visible, comme le filtre de blocage d'origine. Le filtre astronomique est cependant ouvert un peu plus longtemps dans le domaine de l'infrarouge proche et permet ainsi au domaine spectral H-Alpha d'atteindre le capteur sans obstacle. La qualité est bien sûr ici aussi la prémisse suprême, nous utilisons les Filtre astronomique de la société Optolong pour nos modifications astrométriques.

Un "vrai" filtre astronomique n'a pratiquement aucun problème d'aberration chromatique, car aucune zone UV ou infrarouge n'entre dans le trajet du faisceau. En outre, aucune coloration atypique du ciel ou de la végétation due à la pollution lumineuse n'apparaît, le paysage dans l'image est naturel et équilibré. Bien sûr, il y a un décalage de couleur vers le rouge, mais cela se corrige bien et rapidement par une simple balance des blancs - même avec des objectifs grand angle.

A gauche, le point de vue : Caméra normale | Droite : Caméra transformée avec filtre astronomique
A gauche, le point de vue : Caméra normale | Droite : Caméra transformée avec filtre astronomique
A gauche, le point de vue : Caméra normale | Droite : Caméra transformée avec filtre astronomique
A gauche, le point de vue : Caméra normale | Droite : Caméra transformée avec filtre astronomique

Tout compte fait, le filtre astronomique a pratiquement éliminé tous les inconvénients d'une conversion plein-spectre (même si, en soi, on n'observe pas d'augmentation de la sensibilité de base). Mais il reste un inconvénient important : ces filtres sont relativement chers et entraînent un surcoût considérable par rapport à une caméra plein-spectre. Celui qui prévoit de toute façon d'acheter d'autres filtres (passe-bande) serait donc plus avantageux, au moins pour le travail au télescope, avec une conversion plein-spectre.

Enfin, il existe une excellente possibilité d'utiliser une caméra à spectre complet ou modifiée par astrométrie comme caméra astronomique la nuit et comme caméra normale le jour : Avec nos Filtres à vis Normal Plus. Ce sont des filtres à visser qui se fixent directement sur l'objectif. Les filtres astronomiques ne fonctionnent malheureusement pas devant l'objectif avec les objectifs grand angle (moins de 50 mm équivalent KB), c'est pourquoi ces filtres doivent impérativement être placés devant le capteur.

Quelle est la meilleure caméra pour une transformation astro ?

Comme pour une transformation infrarouge, la règle est la même pour une transformation astro : les capteurs de tous les fabricants sont pratiquement identiques en ce qui concerne leur sensibilité dans le domaine spectral H-Alpha. Le comportement au bruit et la plage dynamique du capteur sont bien plus intéressants et importants - après tout, nous photographions dans des conditions d'éclairage très sombres avec des valeurs ISO élevées. Ce n'est pas un grand défi pour tous les appareils photo qui sont arrivés sur le marché depuis le milieu des années 2010. Les appareils encore plus anciens auront malheureusement du mal à s'imposer dans cette discipline. En bref, tout appareil photo un tant soit peu moderne peut être utilisé pour une transformation astro.

Il existe cependant une restriction technique, c'est pourquoi toutes les caméras de la Liste de prix également dans le Boutique pour la transformation d'astro sont disponibles. Certains appareils photo sont équipés d'une LED infrarouge interne, qui fait souvent partie du mécanisme d'obturation. La lumière diffusée par ces LED perturbe l'image lors d'une prise de vue nocturne et, dans le pire des cas, la rend inutilisable. Ce problème concerne par exemple tous les appareils photo Sony Alpha 7 de la deuxième génération, c'est pourquoi ils ne sont pas sélectionnables pour une transformation astro.

Panorama de la Voie lactée - pris avec un filtre astronomique
Panorama de la Voie lactée - pris avec un filtre astronomique

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