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ARTICLE: Débuter en astrophoto avec une monture équatoriale motorisée

Rubrique: Astrophoto


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Débuter en astrophoto avec une monture équatoriale motorisée

Bonjour à toutes et à tous !

Suite à l’excellent article de Kiwi174 « Débuter en astrophoto avec un boitier et un simple trépied », je me suis dit que faire la même chose avec une monture équatoriale, ça pourrait aider pas mal de monde.

L’article de Kiwi174 se trouve ici :
 http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=51408

I. De quoi ce sujet va-t-il parler ?
Le but est de décrire ce qu’il est possible de faire en ciel profond et en "lunaire" avec :
- une monture équatoriale motorisée
- un appareil photo réflex (éventuellement un bridge ou APN standard dans certains cas)
- un télescope ou une lunette
Le mode opératoire y sera aussi expliqué.

J'espère montrer dans cet article, notamment grâce à des photos des membres du forum, qu'il est possible d'obtenir de bons résultats avec un matériel d'entrée de gamme, sans avoir besoin de trop investir, et surtout de se faire plaisir avec ce matériel.
Les photos qui suivront ont été prises avec un matériel allant de moins de 200€ (sans l'apparil photo) à 1500€ (toujours sans appareil).

Même si la photo faite avec un simple appareil photo ne permet pas d'obtenir d'aussi bons résultats qu'avec de l'autoguidage, la simplicité du montage est un grand atout: peu de cables et pas trop de matériel à installer. Sur les photos ci dessous, on voit la différence entre deux configurations.

Sans autoguidage ... Avec autoguidage



II. Le matériel

II.1 L’appareil photo
Le minimum requis pour la suite de cet article est un appareil numérique qui permet, en mode manuel, de faire des poses de durées choisies par l’utilisateur. C’est le cas de tous les réflex mais pas de tous les APN compacts ou des Bridges.
Des photos de 15s à 30s permettent déjà de sortir des objets du ciel profond (en combinant plusieurs poses). La fonction « pose B » (ou Bulb) d’un réflex permet d’aller au-delà des 30s et capter ainsi plus de signal.
Je possède un appareil réflex Canon 300 D.

II.2 La monture
Une monture équatoriale motorisée est nécessaire. Le moteur va permettre de compenser la rotation de la Terre et éviter les filés d’étoile qui sont montrés dans l’article de Kiwi174. La qualité du suivi sera déterminée par la précision de la mise en station (voir plus loin) et la qualité de la monture.
Dans cet article, nous ne parlerons pas d’autoguidage, technique qui consiste à utiliser un deuxième tube avec une caméra pour contrôler le suivi de la monture via un ordinateur.
Je possède une monture Orion skyview Pro avec un moteur en ascension droite (AD)

II.3 Le tube ou l’objectif
Nous le verrons plus loin, le tube n’est pas obligatoire et l’objectif de l’appareil peut suffire. Cependant, si un tube est utilisé, en photo de ciel profond, il est fortement recommandé d’utiliser un tube avec un faible rapport F/D (Focale / Diamètre). En effet, en photographie (attention, pas en visuel !), plus le F/D est petit, plus la lumière entre « rapidement » ce qui permet d’avoir des poses plus courtes et de soulager la monture.
D’un point de vue physique, Le temps de pose est proportionnel au carré du rapport F/D. Donc
-Là ou un tube de F/D = 5 (ex : un Newton 200/1000) posera pendant 30s
-Il faudra 67s à un tube de F/D = 7.5 (ex : une Lunette 80ED 80/600) pour collecter la même quantité de lumière
-Il faudra 120s à un tube de F/D = 10 (ex : un Cassegrain 200/2000) pour collecter la même quantité de lumière
Attention toutefois, les tubes à faible F/D vont introduire des distorsions principalement sur les bords de l’image (coma, planéité du champ… nécessitant l’utilisation de correcteurs.
Je possède un tube Orion Optics 200/900 (F/D = 4.5) ce qui est très intéressant pour capter rapidement de la lumière. Il est associé à un correcteur de champ pour réduire la coma sur les bords de l’image.

Le tube venant prendre la place de l’objectif photo, on peut tout à fait faire de la photo du ciel profond sans tube, en utilisant l’objectif de l’appareil photo. La focale de l’objectif influencera alors la taille de l’image. Le mode de l’appareil manuel permet aussi de faire varier le rapport F/D de l’objectif, ce qui correspond à la même chose que pour le tube.
Un objectif de type apochromatique (plus cher) donnera de meilleurs résultats qu’un objectif standard.
Je possède un simple objectif Canon 18-55 (celui fourni avec le boîtier du 300D). Il a un F/D minimal de 3.5 à 18mm et de 5.6 à 55 mm. Ce F/D peut être grandit manuellement avec pour conséquence de diminuer la quantité de lumière entrant mais en améliorant la qualité de l’image

III. La mise en station
Pour faire des poses de plusieurs secondes en ciel profond, il faut impérativement une mise en station de la monture. Plus elle sera précise, meilleur sera le suivi et plus les étoiles seront ponctuelles. La mise en station consiste à aligner l’axe de rotation de la Terre avec l’axe en AD de la monture.
Une orientation approximative vers le nord de la monture ne suffit pas. Il faut au minimum faire une mise en station par la croisée de la polaire (des explications existent sur le forum ou internet) avec si possible un léger décalage vers le vrai pole nord (L’étoile polaire n’est pas tout à fait au pôle nord).
Afin de simplifier la procédure, certaines montures disposent d’un viseur polaire. Cette méthode permet de faire facilement des poses de 30s avec une focale de 900 mm.
D’autres méthodes existent, King ou Bigourdan par exemple, mais elles sont longues à mettre en œuvre.

Même si la mise en station est parfaite, le suivi ne le sera pas en raison des imprécisions des parties mécaniques de la monture. On parle alors d’erreur périodique. Ces défauts ne peuvent être traités que par un système de correction de l’erreur périodique ou d’autoguidage. Ca n’est pas le but de cet article.

Pour que ces défauts ne soient pas visibles, il faut limiter le temps de pose de l’appareil. Voici des exemples de temps de pose permettant d’avoir des étoiles ponctuelles et qui sont réalistes à faire

18 à 55 mm - 3 à 4 minutes (mais attention à la pollution lumineuse !)
300 mm - 2 à 3 minutes
600 mm - 1 à 2 minutes
900 mm - 30s à 1 minute
Ces valeurs sont données à titre indicatif et dépendent de la qualité du matériel utilisé. Par exemple, une monture EQ2 permettra difficilement des poses de 30s avec un 130/900 alors que qu’une EQ5 ou supérieure permet d’atteindre 1 minute avec un 200/900.



IV. L’appareil posé sur la monture
On se trouve ici dans le cas où l’appareil est posé directement posé sur la monture et qu’on utilise l’objectif de l’appareil photo. Une simple monture de type EQ2 motorisée peut suffire pour débuter (moins de 200€.

IV.1 Que peut-on obtenir ?
Le domaine d’utilisation de cette technique est le grand champ. Plus la focale de l’objectif sera petite (ex : 18mm), plus le champ sera large. Cela permet de prendre de grandes régions du ciel et la constellation en entier.
Voici quelques exemples :

Monture skyview 1 avec un Bridge (Panasonic fz 28)
Dans la voie lactée, la nébuleuse North America, photo prise par Ponpon


Monture EQ6 avec un Canon 350D et un objectif de 65 mm. (la photo est faite avec autoguidage mais un résultat similaire peut être prise sans)
Orion et ses nébuleuses, photo prise par Vicent Becker


D'autres images ici:
 http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=52133

IV.2 Comment faut-il faire ?

D’abord, une mise en station … Ensuite il faut fixer l’appareil photo sur la monture.



Il faut bien sur penser à équilibrer le système avec le contrepoids (sur la photo ci dessus, j'avais oublié de les enlever...).

La mise au point doit se faire à l’infini. C’est difficile à faire pendant la nuit en mode autofocus en raison de l’obscurité. Voici 2 autres techniques :
-On fait la mise au point automatique de jour sur un objet très lointain et on note la position de la bague de l’objectif (ou mieux : on n’y touche plus). La nuit, on s’assure que la bague est bien à ce repère.
-On essaie de faire la mise au point manuelle la nuit sur un objet lointain et lumineux.
Une fois le réglage fait, il faut laisser la mise au point en mode manuel.

On pointe la région du ciel à photographier, on démarre le moteur et on attend 1 minute que tout le système soit entraîné. On fait une photo que l’on visualise pour vérifier si le cadrage est bon. Si c’est ok, on lance la série de photos

Pour déclencher la série de photos, l’idéal est d’utiliser un intervallomètre (50€ qui programme le nombre de poses, la durée des poses et la durée entre chaque pose.
Sinon, une simple télécommande peut faire l’affaire et vous ferez le déclenchement de chaque pose. Une technique intéressante si on veut automatiser plusieurs prises de 30s ou moins (mais pas en pose B ) est de mettre l’appareil en mode rafale, de bloquer la télécommande en déclenchement et de laisser tourner le système.
Enfin, si vous n’avez pas de télécommande, il faut tout faire manuellement. Dans ce cas, utilisez le retardateur pour que la pose soit prise quand le système ne vibre plus.


V. L’appareil réflex + le tuyau + la monture
Dans ce cas, l’appareil réflex est obligatoire. On retire l’objectif du boitier et on l’adapte sur le porte oculaire du tuyau. Il est difficile d'obtenir de bons résultats avec du matériel à moins de 300€ (sans l'appareil photo). Une monture motorisée de type EQ3-2 et un tube Newton 150/750 avec les adaptateurs requis (le tout à moins de 500€ est déjà un bon début. Avec une monture plus stable de type EQ5 (ou HEQ5, skyview pro, etc...) voir EQ6, les résultats seront encore meileurs.

V.1 Que peut-on obtenir ?

Attention ! Certains télescopes ne permettent pas de faire de photo avec un réflex numérique car le foyer est trop rentré dans le porte oculaire pour que le boitier du réflex puisse l’atteindre. C’est le cas de beaucoup de télescope de type Newton 114/900 et 130/900. Afin de rendre le foyer accessible, il faut démonter le miroir primaire et lui rajouter un système de cales afin de le rapprocher du secondaire.

Avec un tuyau, la focale est trop importante pour prendre des constellations en entier. On s’attaque ici aux objets du ciel profond. Plus la focale sera petite, plus le champ couvert sera grand. Une grande focale permettra de mieux détailler de petits objets

On utilise ainsi des lunettes de focales courtes ou moyennes (< 600mm de focale) pour les grandes nébuleuses, les grands amas ouverts (double amas de Persée, Pléiades…, les grandes galaxies (M31), etc…
Des focales plus importantes sont mieux adaptées aux petits objets (galaxies, nébuleuses planétaires….

Voici quelques exemples :

Monture HEQ5 pro + lunette 80ED + Canon 400D
Le galaxie d'Andromède, photo prise par Scoopy


Monture LXD75 + lunette 80ED + Canon 350D
Le double amas de Persée, photo prise par Pascale13


Monture EQ3-2 + Newton 150/750 + Canon 350D
Galaxie M81 et M82, photo prise par Cbastos


Monture Skyview pro + Newton 200/900 + Canon 300D
Galaxie NGC 4565 et 3 voisines, photo prise par Newton


Monture EQ6 + Lunette achromatique 100/600 + Canon 350D
La flamme et le dada, photo prise par Fredlarun


D'autres images ici:
 http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=52133

V.2 Comment faut-il faire ?

Là aussi, la mise en station doit être bonne, d’autant plus que la focale de l’instrument est élevée. Une dérive à 400mm se verra moins qu’avec une focale de 1000 mm.

Il faut ensuite fixer le boitier du réflex sur le porte oculaire de l’appareil. Si vous utilisez un renvoi coudé en visuel (lunette, Cassegrain), enlevez le pour la photo.
Un adaptateur est nécessaire pour adapter le boitier. C’est une bague de type T2 qui est spécifique à chaque constructeur de réflex (Canon, Nikon…. D’un côté, c’est un pas de vis T 2 qu’il faudra visser dans le porte oculaire. Attention, tous les porte oculaires n’ont pas ce système et il faut alors un deuxième adaptateur au format T2 vers le coulant du porte oculaire (T2-2’’ ou T2-1.25’.

Exemple 1 :
Canon EOS 300D + Bague T2 + Lunette achromatique 80/400 (porte oculaire 1.25’’ incluant un pas de vis T2).





Exemple 2
Canon EOS 300D + Bague T2 + correcteur de coma (qui fait ici office d’adaptateur T2-2’’ + Newton 200/900 (porte oculaire 2’’.




Pour la mise au point, les choses se compliquent un peu car la focale devenant grande, une petite erreur se verra fortement sur la photo. C’est en touchant à la molette du porte oculaire que se fait la mise au point. Les télescopes de type Newton sont alors avantagés grâce aux pattes de l’araignée qui tiennent le miroir secondaire : elles créent sur les photos des aigrettes sur les étoiles brillantes. La mise au point sera bonne quand les aigrettes seront les plus fines possibles.

Pour les lunettes ou les Cassegrain, la mise au point peut se faire par approximation. Une astuce pour simplifier la procédure est de construire de fausses pattes devant la lame de fermeture avec du fil de nylon. La procédure de mise au point devient alors la même qu’avec un Newton.

Le déclenchement se fait ensuite comme pour la photo sans tube (intervallomètre, télécommande ou manuel)

VI. Un petit détour sur la lune
Je m’étais dis que je ne parlerai que de ciel profond dans cet article, mais j’ai craqué… Pour le planétaire (Vénus, Saturne, Jupiter, Mars…, les webcams CCD sont plus performantes que les APN car elles permettent de faire des films dont les centaines d’images sont ensuite traitées.
Mais en dehors des planètes, la Lune est un sujet relativement facile et avec lequel les APN se débrouillent bien. Pas besoin de longues poses donc le suivi ne doit pas être excellent. L’utilisation d’un réflex avec un tube est même plus simple qu’une webcam car le champ couvert par le boitier est beaucoup plus grand. Il suffit donc en général d’un seul passage pour faire une photo, pas besoin de mosaïque.

VI.1 Que peut-on obtenir ?

Voici quelques exemples :
Monture Skyview pro + Newton 200/900 + Canon 300D
La Lune, photo prise par Newton


D'autres images ici:
 http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=52133

VI.2 Comment faut-il faire ?

La mise en ouvre est similaire à la photo réflex + tuyau + monture :
-Boitier fixé à l’oculaire via une bague T2 + éventuel adaptateur pour le porte oculaire
-mise en station
-mise au point (faite sur une étoile brillante avant de pointer la lune)
-Série de poses

La principale différence avec le ciel profond est la durée des poses qui doit être très courte car la lune est un objet très lumineux. Suivant la phase de la lune et le type de tuyau utilisé (vous vous souvenez du F/D ?), cette durée varie. Avec un Canon EOS 300D à 100 ISO, je fais la pleine lune à une vitesse de 1/400 à 1/1000 de seconde. A titre de comparaison, lors d’une éclipse totale, je montais à 1 ou 2 secondes.

Le meilleur moyen de savoir quelle est la bonne vitesse est de faire des essais et de vérifier que l’image n’est pas saturée tout en étant suffisamment exposée. Les réflex numériques disposent d’un histogramme qui permet de le vérifier. Si ça n’est pas le cas, il faut exporter la photo dans un logiciel de traitement d’image.

VII. Et après la prise de vue ?

Pour obtenir de bonnes photos, il faut multiplier les poses et les composer ensuite avec des logiciels de traitement (IRIS, Deepsky stacker, Registax…. Plus vous aurez de poses à additionner, moins il y aura de bruit sur le résultat final. On fait donc des dizaines voir des centaines de poses qui seront traitées par le logiciel.

Pendant la séance photo, il est aussi très important de réaliser des Darks, éventuellement des offsets, qui permettront de réduire le bruit du capteur et les pixels morts. Cette procédure est facilement trouvable sur le forum ou sur internet.

Les Flats (ou PLU, plan de lumière uniforme) jouent aussi un rôle important. Grace à eux, on supprime l’effet de vignettage et on réduit fortement les saletés présentes sur le chemin optique.

VII. Conclusion

Les photos de cet article parlent d'elles mêmes, non ? Alors certes, c'est pas parfait. Certes, face à de belles configurations avec autoguidage, les résultats ne sont pas exceptionnels. Mais je pense qu'il y a largement de quoi se faire plaisir.
Voici quelques exemples de matériels permettant de débuter en astrophotographie:
- Newton 150/750 sur monture de type EQ3-2 motorisée
- Newton 150/750, Newton 200/1000 sur monture motorisée de type EQ5 (EQ5, skyview pro, HEQ5, Sirius, CAM, etc...)
- Newton 200/1000 sur monture motorisée de type EQ6
- Lunette apochromatique de 66mm à 80mm sur monture de type EQ5 ou EQ6

Si vous voulez un jour passer à l'autoguidage, pensez à:
- prendre une monture compatible avec l'autoguidage
- prendre une monture surdimensionnée par rapport au tube sachant que l'autoguidage va rajouter du poids supplémentaire.


A bientôt

PS: si vous voulez ajouter d'autres photos prises sans autoguidage, allez vous défouler là bas:
 http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=52133

 

Article rédigé par Newton