[Astrophotographie] Comment photographier galaxies, nébuleuses et autres objets célestes

1
Bonjour à tous !

Depuis quelques mois, je m'intéresse à l'astrophotographie, et plus particulièrement à la photographie du ciel profond. Le ciel profond désigne la multitude d'objets célestes situés au delà de notre système solaire, et qui sont, pour la plupart, invisibles à l'oeil nu.

Grâce aux techniques modernes, il est possible d'accumuler sur un capteur numérique (ou sur pellicule, pour les pionniers !) de petites quantités de lumière, pendant des temps de pose assez longs, et ainsi de révéler de sublimes objets célestes : galaxies, nébuleuses, nuages d'étoiles, supernovae, comètes... Des formes et des couleurs que l'on ne soupçonne même pas, et qui sont pourtant au dessus de nos têtes !

Date de prise de vue : 10/01/2018 15:46:11


Pour les photographes "classiques" que nous sommes, ce domaine peut sembler très complexe et même inatteignable. L'idée de ce tutoriel est justement de montrer qu'avec du matériel standard, de la patience et un peu de rigueur, il est possible de faire de jolies photos d'objets célestes. Sans doute pas du niveau de celles ci-dessous (c'est un autre niveau !), mais il faut bien commencer quelque part ;)


Sommaire :


J'essayerai d'alimenter ce topic au fur et à mesure. N'hésitez pas à poser des questions : je suis encore débutant dans ce domaine, mais nous pourrons essayer de trouver les réponses ensemble !

C'est parti ! ;)
Modifié en dernier par konzy le mer. 10 janv. 2018 16:07, modifié 3 fois.

[Astrophotographie] Comment photographier galaxies, nébuleuses et autres objets célestes

2
Chapitre 1 - Prérequis


Principes généraux

Le principe général est que pour photographier le ciel profond avec un bon niveau de détail, cela nécessite des minutes (voire des heures) d'exposition. Plus l'exposition est longue, et plus le niveau de détail est élevé. Les objets photographiés sont en effet plus ou moins distants, et émettent plus ou moins de lumière. Il est donc important d'en capter un maximum.

En pratique, ce n'est pas aussi simple... Le premier problème est bien connu des photographes : la Terre tourne, et donc pour l'appareil photo, les étoiles aussi. Si le temps de pose est trop long, on n'obtiendra qu'un effet de filé ou de flou. Le second problème vient du fait qu'il s'agit de photos nocturnes, prises avec un sensibilité ISO élevée, ce qui génère du bruit, notamment lors de longues poses.

Heureusement, il existe une solution très efficace : l'alignement et l'empilement de photos ! J'y reviendrai plus en détails par la suite, mais en gros, il s'agit de faire plusieurs photos de l'objet, puis de les aligner entre elles et de les empiler les unes sur les autres.

L'alignement est lié au mouvement de la terre par rapport à votre trépied, qui est fixe. Il est donc nécessaire de réaligner entre elles toutes les images, afin de pouvoir les empiler plus tard.
Par exemple, entre la première photo et la dernière photo, il peut se passer plusieurs minutes. Avec une longue focale, l'objet se déplace.

Date de prise de vue : 10/01/2018 17:00:10


Pour l'empilement, faisons une analogie : c'est un peu comme si vous essayiez de parler à quelqu'un situé de l'autre côté d'un stade. Si vous êtes seul, il y a peu de chance qu'on vous entende. Si vous êtes 100 et que chacun répète le même message à son tour, il ne vous entendra pas davantage. Par contre, si les 100 personnes parlent au même moment (= empilement), les voix s'additionnent et le message devient amplifié et plus clair. Et s'il y a 200, 500, 1000 personnes, le message sera bien plus clair !

En alignant et empilant des dizaines de photos du même objet, on obtient donc davantage de données qu'avec une seule, et des détails supplémentaires apparaissent. Bonus : cela permet aussi de réduire, voire d'annihiler le bruit, en moyennant le signal !

Date de prise de vue : 10/01/2018 15:14:58


Quel appareil photo utiliser ?

Il faut un appareil à objectif interchangeable. Reflex ou hybride, peu importe !

Le format de l'appareil importe peu également, chacun ayant son point fort :
- Le plein format sera généralement plus sensible à la lumière que l'APS-C, pour un nombre de mégapixels donné, et aura une meilleure tolérance au bruit.
- L'APS-C (et a fortiori le format Micro 4/3) aura une meilleure "portée", à objectif égal, que le plein format, ce qui peut se révéler très utile pour les objets très distants.

Les fonctions suivantes sont recommandées :
- Une fonction "live view", afin de pouvoir viser correctement l'objet et faire la mise au point.
- Une fonction timelapse, qui peut se réveler très utile par la suite. Certaines télécommandes peuvent aussi remplir ce rôle.
- La capacité à capturer des photos en format RAW. Le JPEG fonctionne aussi, mais le RAW contient bien plus de données exploitables.


Quel objectif utiliser ?

L'objectif est l'élément le plus important. En astrophotographie, le moindre défaut de l'objectif est exacerbé et peut devenir problématique. Par conséquent, il faut un objectif le meilleur possible ! Et un téléobjectif à 3000€, qui fait de superbes photos d'oiseaux le jour, peut être bien moins performant qu'un vieil objectif argentique à 30€ sur Ebay.

Idéalement, il faut un objectif...
- Lumineux : plus on capte de lumière, plus on obtient de données. Au dessus de f/2.8, ce sera compliqué !
- D'une longueur focale suffisante : les galaxies, nébuleuses sont des cibles plutôt petites
- Avec une focale fixe, les zooms étant moins bons optiquement, et généralement moins lumineux.

Sur APS-C, l'objectif idéal pour ce type de photo est le Samyang 135mm f/2 : la longueur focale est suffisante, il est très lumineux et a très peu de défauts optiques. Les Samyang sont d'ailleurs très plébiscités pour l'astrophotographie.

D'autres alternatives :
- Objectifs 200mm (uniquement plein format) -> équivalent au 135mm sur APS-C
- Canon 135mm f/2L >> similaire au Samyang, mais avec plus de défaut optiques pour ce type de photo
- Objectifs macro de 100 ou 105mm f/2.8 >> bonne longueur focale, et assez lumineux.
- Objectifs de portrait (un peu court sur les plein formats), type 85mm f/1.4 ou f/1.8, 90mm f/2, etc, peuvent faire l'affaire sur APS-C.

À vous d'essayer avec vos propres objectifs ! N'hésitez pas à ressortir les vieux objectifs de l'ère argentique, certains sont très bons pour l'astro. Vous pouvez acheter des adaptateurs pour les monter sur vos boîtiers, pour seulement quelques euros.

De quel autre matériel ai-je besoin ?

- Il faut bien évidemment un trépied, le plus stable possible. Ne pas hésiter à retirer la colonne centrale, afin de rapprocher l'appareil photo de la base du trépied, et ainsi gagner en stabilité.
- Une télécommande filaire ou à distance est également très utile, pour limiter les vibrations. Si vous n'avez pas de télécommandes, le mode retardateur fonctionne aussi.
- Les filtres UV ou autres ne sont pas recommandés, car ils peuvent créer des reflets.
- C'est une bonne idée d'utiliser le pare-soleil (même s'il fait nuit). On n'est pas toujours à l'abris d'un phare de voiture qui passe à proximité !
- Un chiffon et une poire pour bien nettoyer les lentilles de l'objectif et le capteur.

Note : je ne parlerai pas ici des montures équatoriales, qui fera peut-être l'objet d'un 2nd article.
Modifié en dernier par konzy le mer. 10 janv. 2018 18:42, modifié 4 fois.

[Astrophotographie] Comment photographier galaxies, nébuleuses et autres objets célestes

3
Chapitre 2 - L'acquisition


Où et quand prendre mes photos ?

Un mot d'abord sur la pollution lumineuse. C'est une forme de pollution générée par l'activité humaine (lumières de nos villes), et qui crée une sorte de voile lumineux sur les photos de nuit. Ce voile empêche de voir toutes les étoiles, et, sur une photo, se traduit par une perte de contraste (et donc de données). Pour lutter contre la pollution lumineuse, une seule solution : s'éloigner dans la mesure du possible de toute source de lumière, notamment les zones urbaines.

Les ciels les plus purs sont dans les déserts Africains ou Américains. Comme aucun d'entre nous n'habite par ici, il y a plein d'autres alternatives : zones rurales, parcs isolés, montagne, forêts, etc. Plus vous voyez d'étoiles, et moins le ciel est pollué !

Pour le quand, il faut bien évidemment attendre qu'il fasse nuit ;) En général, 1h à 2h après le coucher du soleil suffit pour avoir un ciel très sombre. Il faut aussi que le ciel soit dégagé : un nuage qui passe devant votre nébuleuse, et la photo est ratée.

Pas de nuage ne signifie pas pour autant un ciel pur. L'atmosphère terrestre est également source de pollution : un objet situé très près de l'horizon sera moins "propre" que s'il est situé à notre verticale, car il doit traverser davantage d'atmosphère pour nous parvenir. Par ailleurs, l'atmosphère reflète la pollution lumineuse. On le voit bien sur ce type de photo : le haut de la photo est plus propre et contrasté que sur la ligne d'horizon.

Enfin, notre satellite, la Lune, contribue largement à la pollution lumineuse, car elle reflète la lumière du soleil. À une intensité moindre, certes, mais une pleine Lune induit tout de même une pollution lumineuse à prendre en compte. Il vaut mieux donc photographier le ciel un soir de nouvelle Lune !

Image

(Crédit photo)

Il existe pas mal d'outils sur le web pour déterminer la qualité du ciel. Voici ceux que j'utilise :
- https://www.meteoblue.com/en/weather/fo ... ny_2867714 (vous pouvez sélectionner votre ville en haut)
- https://dso-browser.com/weather (vous pouvez sélectionner votre position à gauche)

Pour trouver une zone avec peu de pollution lumineuse, il existe des cartes comme celle-ci : http://darksitefinder.com/maps/world.html

Quel objet céleste choisir ?

Tout dépend de l'endroit où vous êtes et de la date. La position des constellations change au fil des saisons, et certains objets célestes ne sont visibles qu'une partie de l'année. Pour ceux qui vivent dans l'hémisphère sud, le ciel est totalement différent, et les objets célestes visibles ne sont pas les mêmes.

En été, une cible de choix est la galaxie d'Andromède. C'est un des objets les plus lumineux de notre ciel, et contrairement à ce que l'on pourrait penser, c'est aussi le plus grand ! Voici une comparaison avec la Lune :

Image


En hiver, l'objet le plus simple à photographier est la nébuleuse d'Orion. Voici une photo prise récemment, avec simplement un trépied, un boitier APS-C et un objectif 135mm f/2 :



La nébuleuse est située dans la constellation d'Orion, et est visible plutôt en hiver. Elle se trouve en fait au bord de la voie lactée, au sud. Elle est très simple à repérer dans le ciel, grâce à sa forme connue (voir ci-dessous) ainsi que sa grande taille :

Image


La nébuleuse d'Orion se nomme M42 (pour Messier 42), et se trouve entre la ceinture (les 3 étoiles alignées, au centre) et les "jambes" d'Orion (les étoiles Saïph et Rigel). Ces 5 étoiles sont très lumineuses et visibles même en ville.

Image


La nébuleuse M42 est une grosse tâche assez lumineuse et d'une teinte rose/violet. Si le ciel n'est pas trop pollué, elle peut être visible directement en live view. Il est donc facile de la trouver !


Quels réglages choisir ?

Une fois votre trépied et votre appareil photo installés et bien stabilisés, la première étape va être de faire les réglages de base :
- Désactivez l'autofocus, la stabilisation optique, la réduction de bruit et toute autre fonction "automatique"
- Sélectionnez le mode JPEG haute qualité (pas besoin du RAW pour le moment)
- Règlez l'objectif à pleine ouverture, un ISO élevé (1600 ou 2000 par exemple) et une petite vitesse d'obturation (< 1/30s)
- Ajustez ces paramètres (vitesse/ISO) à la hausse ou à la baisse, jusqu'à ce que vous puissiez voir clairement des étoiles, avec un fond assez sombre.
- Visez une étoile très lumineuse, placez-là au centre et utilisez-la pour faire la mise au point
- Faites un ou deux clichés de cette étoile, et assurez-vous sur les photos de tests, en zoomant à 100%, que la mise au point est correcte

La seconde étape consiste à repérer l'objet à photographier, toujours en utilisant le mode "live view" :
- Conservez les réglages utilisés précédemment, et si besoin, augmentez un peu la sensibilité de l'appareil pour "mieux voir"
- Repérez ensuite l'objet céleste à photographier (dans notre exemple, Orion), et placez-le au centre (le centre de la photo est généralement l'endroit avec le moins d'aberrations optiques)

À présent, il faut trouver les meilleurs réglages !

1. L'ouverture de l'objectif

Naïvement, on aurait tendance à choisir la pleine ouverture de l'objectif, afin de capter un maximum de lumière. Malheureusement, c'est à pleine ouverture que l'objectif est le moins bon (aberrations chromatiques, astigmatismes...). Il est donc recommandé d'utiliser une plus petite ouverture :
- Si votre objectif ouvre à f/1.4, vous pouvez utiliser f/2 ou f/2.2
- Si votre objectif ouvre à f/1.8 ou f/2, essayez à f/2.2, f/2.5 ou f/2.8
- Si votre objectif ouvre à f/2.8... restez à f/2.8 :D

2. La sensibilité ISO

En astrophotographie, à l'instar des objectifs, les appareils photo ont un sweet spot, une zone pour laquelle la sensibilité ISO produit le meilleur rapport sensibilité/bruit. Généralement, cette zone se situe entre ISO 800 et ISO 1600. Au-delà de 1600, le bruit risque d'être difficile à compenser. Et en-dessous d'ISO 800, l'appareil ne sera sans doute pas assez sensible à la lumière. Mais tout cela dépend fortement de l'appareil, et il est conseillé de faire des tests pour déterminer le meilleur ISO.

Pour commencer, partons sur un ISO à 800 !

3. La vitesse d'obturation

La vitesse d'obturation doit être la plus lente possible, mais sera limitée par la focale de l'objectif, afin d'éviter l'effet de filé (ou star trail). Lorsque la focale augmente, le temps maximal d'exposition diminue.

Il existe une formule pour déterminer la vitesse maximale d'obturation (méthode imparfaite, qui donne simplement une base, à ajuster) :
- Pour les appareils plein format : [vitesse max] = 500/[longueur focale]
- Pour les appareils APS-C : [vitesse max] = 500/[longueur focale]/1.5 (ou 1.6 pour Canon)
- Pour les appareils Micro 4/3 : [vitesse max] = 500/[longueur focale]/2

Exemple, sur mon Fuji (APS-C) avec un objectif 135mm, la vitesse maximale est d'environ 500/135/1.5 = 2.5 secondes.

4. Ajustements & dernière vérifications

Étant donné qu'ouverture, sensibilité ISO et vitesse d'obturation sont 3 paramètres qui se compensent mutuellement, il est nécessaire de faire des ajustements. A vous de trouver, en fonction du contexte, les paramètres optimaux. Les valeurs données ci-dessus peuvent servir de base, mais il faut souvent ajuster à la hausse ou à la baisse tel ou tel paramètre.

Faites quelques photos de tests (en utilisant les JPG), assurez-vous que la mise au point est bonne, que l'objet est visible sur la photo, que le ciel n'est pas trop clair, et pas trop sombre.

Si tout est ok, activez le mode RAW de l'appareil. Il est conseillé de désactiver le JPG, pour ne pas saturer inutilement le processeur de l'appareil. Les JPG ne sont utiles que pour les photos de test.

5. Lancement des photos

Le nombre de photos que vous pouvez prendre ne dépend que du temps dont vous disposez. Plus vous en prendrez, et plus vous obtiendrez de détails sur la photo finale.

Sur l'exemple d'Orion, j'ai pris environ 150 photos de 1 seconde chacune, ce qui représente moins de 3 minutes en tout. Avec un temps d'exposition de 2 secondes, j'en aurais probablement pris moins.

Une fois que vous avez trouvé les paramètres optimaux, vous pouvez commencer à photographier. Plusieurs techniques :
- Soit la fonction timelapse, si votre appareil photo en est équipée
- Soit via une télécommande disposant d'un programmateur
- Soit à la main... bon courage !

Dans tous les cas, utilisez une télécommande pour déclencher les photos. La moindre vibration peut être visible sur les photos.

6. Optionnel : les "Darks"

Cette étape est optionnelle, mais fortement recommandée.

En astrophotographie, un dark est une photo prise sans aucune lumière. L'utilité d'une telle photo est en fait de générer une empreinte digitale du bruit généré par l'appareil photo, pour ensuite le soustraire à l'image finale et avoir un résultat plus propre. Le bruit peut être causé par la haute sensibilité ISO, mais aussi par d'autres paramètres affectant le signal lumineux (comme la chaleur, ou les défauts du capteur).

Date de prise de vue : 10/01/2018 15:16:05


Prendre un dark est très simple : il suffit de mettre le bouchon sur l'objectif et de prendre des photos ! Comme pour les photos prises précédemment, plus vous prendrez de darks, et plus le "nettoyage sera efficace. Quelques dizaines devraient être suffisantes.

Une seule contrainte : les darks doivent être pris avec les mêmes paramètres que les photos de base (ISO/vitesse). De préférence, les darks doivent être photographiés à la fin de la session, quand l'appareil est encore chaud. Ils peuvent être réutilisés sur d'autres photos prises dans des conditions similaires, et avec les mêmes réglages (ISO/vitesse), mais restent liés à un appareil photo en particulier.
Modifié en dernier par konzy le ven. 25 mai 2018 13:25, modifié 6 fois.

[Astrophotographie] Comment photographier galaxies, nébuleuses et autres objets célestes

7
Excellent travail, fourni détaillé et clair !!
Je découvre qu'il est possible de faire de l'astro de ciel profond avec un ciel trépied alors que je pensais que la monture équatoriale était indispensable.

En complement, je peux conseiller deux appli très utiles :
- Light pollution map qui permet d'avoir en permanence sur soi la carte de la pollution lumineuse, quelque soit l'endroit où l'on se trouve sur terre.
- Sun Locator. Fait à l'origine pour connaitre les heures dorées et heures bleues en fonction d'un lieu et d'une date, cette appli à l'avantage d'indiquer les heures de coucher et lever de soleil astronomique, c'est à dire quand le soleil est suffisament en dessous de l'horizon pour ne plus perturber l'observation des étoiles. A savoir qu'à l'approche de l'équinoxe d'été il est possible de ne pas avoir de coucher de soleil astronomique. Nos amis nordiste et belges peuvent être impactés par ce phénomène.

Ces applis sont disponibles sous Android, je ne sais pas si elles existent sous IOs ou sous windows phone.
Take only pictures, leave only footsteps

Mon Fil C
Mon Flickr

[Astrophotographie] Comment photographier galaxies, nébuleuses et autres objets célestes

11
Jean, Djoule, StefHicks, tox, Pujol_76, bonne installation ! :chapo:

StefHicks, tox, en effet, plus d'excuse pour ne pas essayer ! C'est un domaine de la photo fascinant :)

Djoule, merci pour les idées d'applications ! Je comptais dédier les annexes aux livres, outils, applications et liens utiles. Je vais ajouter les tiens que je ne connaissais pas, et qui semblent très utiles en effet !
En effet, il est possible (à mon grand étonnement) de se passer de la monture dans certains cas. Il faut avoir le bon objectif, un ciel sans pollution et viser un objet assez lumineux. Pour la galaxie d'Andromède par exemple, moins brillante, je faisais des poses d'une minute, et dans ce cas une monture est indispensable.

Pujol_76, :mrgreen: oh, si seulement !!
Mon fil photoInstagram
Répondre

Créer un compte ou se connecter pour rejoindre la discussion

Vous devez être membre pour pouvoir répondre

Créer un compte

Vous n’êtes pas membre ? Inscrivez-vous pour rejoindre notre communauté
Les membres peuvent créer leurs propres sujets et s’abonner aux sujets
C’est gratuit et cela ne prend qu’une minute

S’enregistrer

Se connecter

Retourner vers « Technique photo »

cron