Compenser la rotation terrestre pour photographier de nuit

Intro :

La lune, la voie lactée, les nébuleuses, les comètes, les planètes, toutes des choses gigantesques dérivant dans notre univers. Nous n’y mettrons jamais les pieds de notre vivant mais on peut tout de même les photographier. Cette immensité me fascine et la beauté de ce qui est hors de notre portée m’éblouit.

J’ai débuté la photographie nocturne en m’équipant d’optiques lumineuses et de boitiers avec une bonne gestion en haute sensibilité. Ces outils performants très sensibles à la lumière, permettent de rendre visible ce que l’œil arrive tout juste à apercevoir.

Néanmoins, le matériel aussi performant soit-il, a ses limites. Les images que vous avez vues jusqu’à présent ont un rendu acceptable en petit format ou sur des supports de publication tels que FB ou Instagram. Si l’on commence à se plonger plus profondément dans l’image ou que l’on veut faire de grands tirages, le grain et la perte de détails deviennent notables.

Image trackée avec une sensibilité moins élevée à droite. Une image avec un temps d’exposition court et haut iso à gauche

La cause de cette course à la sensibilité et à la lumière est dûe à la rotation de la terre et le mouvement des astres. De ce fait, pour ne pas avoir une image floue dû à ce mouvement tel que des étoiles ressemblant plus à des traits qu’à des points, il faut une vitesse d’exposition du capteur photo plus ou moins rapide. Néanmoins, il est possible de combattre la problématique à la source.

Il y a deux écoles.

Ceux qui prennent pleins d’images courtes puis les superposent pour ensuite les moyenner (stacking). Ainsi le bruit sera diminué et les fins détails accentués.

L’autre possibilité est de compenser le mouvement de rotation de la terre avec une monture motorisée dite équatoriale (tracking). Avec la rotation terrestre, il est possible d’augmenter significativement le temps d’exposition et ainsi diminuer la sensibilité de l’appareil et donc avoir des fichiers plus propres. Il y a aussi la possibilité de combiner les deux solutions pour un résultat encore plus propre.

Comme vous l’aurez deviné avec le titre, c’est la partie tracking que nous allons détailler.

 

Matériel :

Il en existe de toutes tailles, à tous les poids, avec contre poids, à tous les prix, à toutes les précisions, avec compensation de dérive, avec assistance à la localisation etc.

Je ne connais de loin pas toutes les montures car l’astronomie est un monde à part entière mais j’ai épluché un peu le net pour trouver ce qui correspondait au mieux à mes besoins.

Mon cahier des charges était le suivant.

– Abordable financièrement

– Portable et pas trop lourd pour prendre en balade.

– Pouvant supporter le poids d’un hybride avec un objectif UGA lumineux pour la voie lactée et un petit télé pour gouter au ciel profond.

– Suivi du soleil pour les éclipses

J’en ai trouvé deux qui me paraissaient intéressantes. La mini track LX3 de Omegon et la star adventurer Pro.

La LX3 est une monture entièrement mécanique avec un cliquetis lorsque le système compense la rotation terrestre. Relativement compacte et légère (600 grammes), elle peut être emmenée en bivouac. Mon cœur d’horlogerie mécanique Suisse m’a fait craquer pour ce modèle. Les images trackées de cet article ont tous été prises avec cette monture.

Elle a cependant de gros désavantages tels que son fonctionnement est limité à l’hémisphère nord et qu’elle ne puisse pas suivre le soleil ou la lune. La star adventurer pro viendra certainement rejoindre mon équipement lorsqu’une bonne occasion se présentera.

 

 

Utilisation :

La mise en station est le terme utilisé pour aligner la monture équatoriale sur le centre de rotation de la terre. C’est une étape à ne pas négligée car la monture a beau être aussi précise que possible, si la mise en station est mal faites, la longueur du temps de pause ne sera pas maximisée. Dans l’hémisphère nord, le centre de rotation est grossièrement sur l’étoile polaire. L’étoile polaire peut facilement être trouvée avec la grande ourse qui est une constellation très facilement reconnaissable en forme de casserole et visible rapidement dès la tombée de la nuit. Il suffit de prendre le bord de la casserole opposé au manche et l’allonger de 5x sa longueur environ pour tomber sur l’étoile polaire.

Un alignement rapide peut être fait avec un laser perpendiculaire à la monture. Un réglage plus fin peut être fait à l’aide d’un viseur. Il suffit de pointer le centre de la croix du viseur sur l’étoile polaire. Si le viseur n’est pas rétro éclairé, il vous faudra l’éclairer manuellement à l’aide de votre smartphone par exemple.

Pour un réglage plus fin, il faut savoir que l’étoile polaire n’est pas pile poil sur l’axe de rotation de la terre. Il vous faut aligner l’étoile polaire non pas au centre, au milieu de la croix du viseur mais sur un petit cercle. Plus ou moins à l’intérieur ou à l’extérieur du cercle selon l’année (car l’angle de rotation varie dans le temps). Il faut vous référencer à la documentation technique du viseur pour savoir comment le placer en fonction de l’année (mais sur le terrain, une telle précision est un peu superflue). Par contre, il faut mettre l’étoile polaire à un angle bien spécifique sur le cercle. Pour trouver cet angle, vous pouvez vous fier à l’application synscaninit par exemple.

Voici les temps d’exposition max que j’ai obtenus en mettant en station la monture de manière grossière (étoile polaire au centre de la croix du viseur) : 24mm f1.4 sony 13min, 35mm f1.2 Sigma 3min

 

 

Traitement :

Lorsque vous trackez les étoiles avec un temps de pause de l’ordre de la minute, vos étoiles seront nettes mais votre premier plan sera logiquement flou. Il vous faudra donc prendre au minima une autre image pour votre sol voire plusieurs si vous voulez stacker avec un premier plan proche net.

Pensez à utiliser une sensibilité ainsi qu’une exposition globale de votre premier plan similaires au ciel dans un souci de cohérence. Certain préfèrent utiliser une image prise à l’heure bleue mais je préfère pour ma part utiliser une image prise à la même période que le ciel.

Lorsque vous faites l’image du ciel, pensez que la monture va bouger et que le cadrage peut être un peu approximatif. Cadrer un poil plus large votre composition car vous aller perdre un peu lors du processus d’assemblage.

Pour l’assemblage, l’utilisation très basique d’un soft permettant l’utilisation de calque est nécessaire. J’utilise pour ma part photoshop inclus avec l’abonnement de lightroom. Après avoir traité votre ciel et votre sol (un autre article sur le traitement de la voie lactée viendra prochainement), vous importez les deux images en tant que calque dans photoshop. Dans PS, vous alignez les deux images avec la fonction automatique sous édition. Une fois aligné, avec un masque de fusion sur l’une des deux images, vous effacez votre ciel ou votre sol avec la gomme avec un gradient grand. Vous pouvez ensuite affiner les contours avec le pinceau ou la gomme. Si la différence entre votre ciel et votre sol est trop grande, égaliser les deux images sur LR et recommencez.

Maintenant un problème se présente. Votre image de ciel a le sol flou. Lors de la superposition, cela va créer une bande floue sur votre image finale plus ou moins grande selon le temps d’exposition du ciel. Soit vous avec beaucoup de pollution lumineuse et en débordant avec le masque du sol net sur le ciel, ça ne se voit pas. Mais si votre pollution lumineuse ou nuage ne permet pas de cacher le problème est que les étoiles filées du sol apparaissent dans le ciel, il vous faudra filouter selon votre niveau d’éthique.

– Eclaircir manuellement la bande plus sombre floue de l’image du ciel (prend une éternité mais est la solution la plus éthique)

– Baisser légèrement l’image du ciel pour faire « disparaitre » la bande floue du ciel derrière le sol net de l’autre image (marche si les contours sont nets comme des montagnes ou des maisons mais ne marche pas vraiment pour des arbres par exemple)

– Recréer du ciel étoilé dans la bande floue de l’image étoilée.

Image du sol et image du ciel 24mm

assemblé 24mm

Image du sol et image du ciel 35mm

Assemblé 35mm (plus lumière dans la cabane de l’heure bleue)

Panorama de 4 images avec mise au point différentes pour chaque image. Ciel tracké. 35mm

Panorama assemblé

 

Monture équatorial (*LX3) VS statique

+ Image moins bruitée car augmentation du temps de pause

+ Moins de pixels chauds car sensibilité moindre

+ Traitement local plus facile (sélection automatique, réglage fin) car moins bruité

+ Plus grande dynamique entre le sombre et les clairs car sensibilité plus basse

+ Moins de coma et de vignetage car possible de fermer plus les objectifs

+ Plus économique car il n’est pas nécessaire d’avoir un boitier technologiquement à la pointe et des optiques ultra lumineuse

+ Permet d’amener ses images nocturnes à un « autre niveau »

+ * nécessite pas d’alimentation externe

+ * poids, encombrement, prix réduit

 

– Poids et encombrement supplémentaire

– Le ciel ne doit pas avoir de nuage, les contours entre le ciel et le sol doivent être net.

– Nécessite une mise en station lente et fastidieuse

– Nécessite une connaissance un peu plus accrue du ciel et des outils astronomiques

– Post traitement obligatoire et complexe car nécessite d’assembler au minima une image du ciel avec une image du sol

– *ne permet pas de tracker la lune, le soleil ou d’être utilisée dans l’hémisphère sud

– *le viseur est souvent obstrué par le boitier lorsqu’il est monté. Il faut donc mettre en stations sans appareil. Risque accru de désalignement de l’axe de rotation lorsque le boitier en mis en place par après.

– *compensation du moment de force avec des ressorts avec un résultat un peu aléatoire.

– *viseur non rétroéclairé compliquant la mise en station

*svp remplissez toutes les cases. Merci!