Test : La révolution de l’observation visuelle assistée pour l’astronomie amateur

De nouveaux outils révolutionnent l’observation du ciel. © J.-L. Dauvergne
L’observation des astres grâce à des moyens électroniques a de plus en plus de succès. Tour d’horizon des techniques existantes.

Jusqu’ici, il existait deux façons d’observer le ciel. Soit directement, l’œil rivé à l’oculaire d’une lunette ou d’un télescope, soit indirectement, en prenant des photos à l’aide d’un capteur à la place de l’œil. Une troisième voie émerge aujourd’hui, que l’on pourrait considérer comme la fusion des deux précédentes : l’observation visuelle assistée. Elle est en train de devenir un véritable phénomène, à tel point que cet ensemble de techniques d’observation a une rubrique à part entière sur le forum Webastro depuis 2018, et même depuis 2015 sur le forum anglophone Cloudy Nights.

De quoi s’agit-il ? Pour les Anglo-Saxons, c’est une « observation réalisée avec un dispositif analogique ou numérique capable de délivrer en temps réel une image de l’objet observé ». Cette définition est très large. Elle englobe une grande variété de techniques. On peut néanmoins les diviser en deux catégories. Certains dispositifs restent proches de l’observation visuelle, car ils utilisent un oculaire électronique — on regarde toujours dans le télescope. Les autres ont un voisinage plus étroit avec la photographie, car l’image est vue sur un ordinateur ou un smartphone. Découvrons ces techniques.

L’Ovni-M révèle les nébuleuses instantanément

Ses atouts

Autonomie de 40 heures

La Boucle de Barnard en vision directe !

Ses inconvénients

Tarif très élevé

Difficulté d’enregistrer des images

L’intensificateur Ovni-M peut être utilisé à main levée que monté sur un télescope. © J.-L. Dauvergne/C&E

L’intensificateur Ovni-M peut être utilisé à main levée que monté sur un télescope. © J.-L. Dauvergne/C&E
L’intensificateur Ovni-M peut être utilisé à main levée que monté sur un télescope. © J.-L. Dauvergne/C&E

Sous un ciel noir, nous avons testé un outil rare et méconnu : l’intensificateur de lumière Ovni-M. Depuis quelques années, la société française Ovni Night Vision s’est lancée dans la commercialisation d’intensificateurs adaptés à l’astronomie. Contrairement à tous les autres dispositifs présentés ici, celui-ci est analogique et non numérique. Un substrat d’arséniure de gallium convertit les photons en électrons. Cette couche est collée sur une galette de microcanaux permettant d’amplifier ce signal 70 000 fois et de le diriger vers un écran phosphorescent. Avec un tel dispositif, il n’y a pas de notion de temps de pose. La vision est vraiment directe. Ovni Night Vision propose différents niveaux de qualité définis par la valeur FOM (Figure of merite). Nous avons eu en main un grade 2400. Son utilisation a été une véritable révélation. On observe l’écran circulaire à travers un oculaire de 26 mm. C’est un écran au “phosphore blanc” ; on n’a pas une image verte comme on voit souvent dans des films ou les archives militaires. Une légère teinte bleu-vert rappelle juste la sensation que l’on a sur certaines nébuleuses lumineuses. Le substrat à l’arséniure de gallium est sensible du bleu jusqu’à l’infrarouge à 1 μm, avec un pic dans le rouge et le proche infrarouge, là où se situent les raies d’émission de l’hydrogène.

En mettant un objectif de 26 mm à l’avant de l’intensificateur, on dispose d’un grossissement de 1x. C’est à ce grossissement-là que l’on peut faire l’observation la plus marquante : avec un filtre H alpha, la Voie lactée se transforme en un tapis de nuages d’hydrogène. La Boucle de Barnard est nette, de même que l’immense nuage circulaire encore plus faible situé au niveau de la tête d’Orion. La nébuleuse de la Rosette est également évidente. En remontant la Voie lactée, la nébuleuse California est lumineuse, de même que les multiples nébuleuses autour de Cassiopée comme celles de l’Âme (IC1848) et du Cœur (IC1805). On prend alors conscience des performances incroyables de l’Ovni-M, mais aussi du fait que tous ces nuages de gaz sont plus brillants que l’on imagine — la nuit, notre œil est très peu sensible au rouge. Sans filtre, le gain est de l’ordre de 4 magnitudes par rapport à l’œil nu. Les étoiles dans les Pléiades sont trop nombreuses pour les compter.

Avec un filtre H alpha et sans grossissement, le ciel est transformé comme le montre cette vue d’Orion. Le rendu est plus spectaculaire en réel que sur cette photo. © J.-L. Dauvergne/C&E
Avec un filtre H alpha et sans grossissement, le ciel est transformé comme le montre cette vue d’Orion. Le rendu est plus spectaculaire en réel que sur cette photo. © J.-L. Dauvergne/C&E
Au télescope, la faible nébuleuse de la Rosette est non seulement visible, mais elle regorge de détails. © J.-L. Dauvergne/C&E
Au télescope, la faible nébuleuse de la Rosette est non seulement visible, mais elle regorge de détails. © J.-L. Dauvergne/C&E

L’intensificateur peut également se placer sur un télescope. Il est utilisable directement au foyer. Il se comporte alors comme un oculaire de 26 mm avec 40° de champ. Ce champ peut sembler étroit, mais la quantité de détails visibles sur les objets visés atténue fortement cette impression. Avec ce montage sur un télescope Skyvision de 400 mm f/4 et un filtre H alpha, la Tête de cheval est étonnante. On distingue bien le museau et la forme pointue de la tête. L’image est bruitée, mais le gain est ajustable. Il est intéressant de le baisser un peu pour avoir une image moins lumineuse, mais aussi moins bruitée avec un rendu plus proche de ce que l’on a en observation visuelle classique. Pour gagner encore en luminosité, l’intensificateur avec son objectif de 26 mm peut être monté en afocal derrière un oculaire. Ovni Night Vision propose un montage avec le Plössl 55 mm de Televue couplé à son convertisseur 67 mm. On a alors un champ d’un peu plus de 1,5° ! En visant la nébuleuse de la Rosette, elle est non seulement visible, mais en plus très détaillée. Idem sur California, il est possible de se balader d’un bout à l’autre de ce vaste rideau de gaz. L’efficacité du système est moins impressionnante sur les amas d’étoiles et les galaxies. Néanmoins, les bras spiraux de M 51 sont bien nets. La galaxie allongée du Hamburger (magnitude 9,5) située à côté de M 65 et M 66 est évidente, tandis qu’elle reste discrète avec un oculaire classique même dans un télescope de 400 mm. En revanche sur les Pléiades, les nébuleuses ne sont pas visibles. Sans doute sont-elles trop bleues alors que le dispositif présente son pic de sensibilité dans le rouge.

À l’issue d’un tel test, on ne peut être que totalement conquis. Finalement, le seul défaut de cet outil est son cout. Il existe quatre versions en fonction de la FOM : 1800, 2100, 2 400 et 2 600 dont le prix va de 6 299 € à 10 999 €. Comptez 700 € de plus pour les modèles Ovni-B en vision binoculaire.

Le Stellina dévoile les nébuleuses même en pleine ville

Ses atouts

Autonomie limitée à 4 h environ

Performant sur les nébuleuses

Ses inconvénients

Tarif élevé

Capteur non refroidi

Le Stellina est capable de prendre des photos et les traiter automatiquement en temps réel. © J.-L. Dauvergne/C&E
Le Stellina est capable de prendre des photos et les traiter automatiquement en temps réel. © J.-L. Dauvergne/C&E

Le Stellina conçu par Vaonis est un instrument d’observation complet capable de produire des photos automatiquement. Il réalise tout seul l’initialisation, la mise au point, la prise de vue et le traitement des images en temps réel. Il s’agit d’une lunette de 80 mm au design très épuré. Elle est équipée d’un capteur IMX-178 couleur de 6 millions de pixels, couplé à un filtre antipollution lumineuse. Il est particulièrement efficace pour dévoiler des nébuleuses faibles même en plein Paris. Ce filtre et le diamètre limité de l’instrument font que la performance est moins bonne sur les galaxies, en particulier en ville.

On est ici plus dans une logique d’astrophotographie que d’observation visuelle assistée. Néanmoins, l’amélioration de l’image à mesure que les prises de vue s’additionnent est claire sur l’écran du smartphone avec lequel on pilote le Stellina.

Deux vues de la nébuleuse M 27, après seulement 30 s de pose à gauche et 16 min 20 s à droite. © J.-L. Dauvergne/C&E

L’application conçue par Vaonis est un modèle d’ergonomie. Lors de notre test précédent, nous avons acquis une première photo au bout de 5 minutes après la mise en route. La qualité d’image finale est appréciable pour un instrument à ce point automatisé, mais elle n’atteint pas ce que l’on peut obtenir avec une configuration d’astrophotographie classique et un traitement dans les règles de l’art. Une des limitations vient du fait que le capteur n’est pas refroidi, ce qui est dommage sur un instrument vendu 3 999 €. Mais il faut souligner que Vaonis est en train de mettre au point le Vespera. Cet instrument plus petit (50 mm) reprend le principe du Stellina et devrait être disponible autour de 1 500 €.

Le Live Stacking, entre visuel assisté et astrophotographie

Ses atouts

Facilité de mise en œuvre

Un bon moyen de voir les galaxies en ville

Cout faible

Ses inconvénients

Besoin d’un ordinateur

Trame visible en cas de temps de pose long

Faire du “live stacking” signifie additionner des images en direct. Les caméras vidéos actuelles utilisées par les astrophotographes sont dotées de capteurs IMX Sony et ont un bruit de lecture très bas (parfois moins de 1 électron). Du coup, additionner 10 photos de 1 s équivaut presque à une seule prise de vue de 10 s. En faisant des temps de pose unitaires courts, on s’affranchit de plus de tous les problèmes de suivi de la monture et une photo floue en cas de vibration peut être éliminée automatiquement.

Depuis peu, plusieurs logiciels permettent de faire ce genre de traitement en temps réel. Nous avons essayé l’excellent Sharp Cap, dont il existe une version gratuite. Une fois que l’on a fait ses réglages de base (temps de pose, gain et mise au point), il suffit de cliquer sur le bouton “Live Stack” pour activer l’addition des images en direct. Et c’est tout ! Nous avons effectué notre test avec une lunette de seulement 71 mm, sous le ciel de Paris très affecté par la pollution lumineuse. Dans de telles conditions, un objet comme la galaxie des Chiens de chasse est quasi imperceptible à l’oculaire. Avec un temps de pose de 2 s sur un capteur monochrome IMX290, seuls les noyaux de M 51 et de son satellite ressortent. Mais en laissant s’additionner seulement 10 images, les bras spiraux commencent à se dessiner, même si le bruit demeure assez présent.

La galaxie des Chiens de chasse est bien visible sous le ciel de Paris, ici avec différents temps d’intégration. © J.-L. Dauvergne/C&E

On obtient une image encore meilleure au bout de quelques minutes d’exposition. Mais en l’absence de guidage, le recentrage des clichés entre eux soulignera les défauts du capteur. Par exemple, un pixel chaud va engendrer un motif allongé sur la photo, au lieu d’être toujours à la même position. Pour éviter cela, il est possible de soustraire le courant d’obscurité (dark) en direct sur chaque image brute. Le logiciel permet de générer facilement l’image de référence. Idem pour les défauts d’uniformité d’éclairement du capteur (poussières et vignetage) que l’on corrige avec un “flat”. Pour appliquer ces corrections en direct dans Sharp Cap, il faut acheter une licence qui ne coute que 12 € par an. Le résultat est meilleur que sans correction, mais il n’est pas aussi bon qu’avec un traitement dans les règles de l’art. Cette solution est très économique, car les caméras adaptées sont vendues entre 300 et 600 €.

La nébuleuse d’Orion obtenue après l’addition de 85 poses de 1 s chaque. © J.-L. Dauvergne/C&E

L’eVscope, le premier télescope doté d’un oculaire électronique

Ses atouts

Légèreté

Mise en place facile et rapide

Ses inconvénients

Champ limité dans l’oculaire électronique

Le prix

L’eVscope présente l’originalité d’être doté d’un oculaire électronique. © J.-L. Dauvergne/C&E
L’eVscope présente l’originalité d’être doté d’un oculaire électronique. © J.-L. Dauvergne/C&E
L’eVscope est un télescope de 114 mm d’ouverture, doté d’un capteur IMX224 de Sony.
L’eVscope est un télescope de 114 mm d’ouverture, doté d’un capteur IMX224 de Sony. © J.-L. Dauvergne/C&E

Unistellar a fait de l’observation visuelle assistée son argument premier. Nous avons longuement testé l’eVscope en 2020. La lumière collectée par un télescope de 114 mm est récupérée par un petit capteur CMOS couleur : l’IMX224 de Sony. Les photos individuelles prises par celui-ci sont additionnées en temps réel ; c’est la technique du Live Stacking, citée plus haut. L’image obtenue est vue au choix sur l’écran du smartphone ou à travers un oculaire électronique. Avec ce dernier, l’expérience est mitigée. Le fond de ciel est bien noir, ce qui est très bien. Toutefois, le masque circulaire sur l’écran limite le champ enregistré par le capteur. Un écran ovale, plus convaincant à notre sens, avait été tenté sur l’un des prototypes sans être la solution retenue. Au final, l’image sur le smartphone est vue sur un champ plus large avec plus de pixels et sans avoir à se contorsionner pour accéder à l’oculaire.

L’eVscope peut aussi prendre des photos (peu résolues). Ici, M 51 vue au bout de 28 s à gauche et 3 min à droite sous un bon ciel. © J.-L. Dauvergne/C&E
L’eVscope peut aussi prendre des photos (peu résolues). Ici, M 51 vue au bout de 28 s à gauche et 3 min à droite sous un bon ciel. © J.-L. Dauvergne/C&E

Pour le reste, l’eVscope est impressionnant d’efficacité. Les galaxies sont facilement accessibles même depuis Paris. Lors de notre test, nous avons beaucoup apprécié la possibilité de prendre le télescope sous le bras ou dans un sac à dos. Tout comme le Stellina de Vaonis, il délivre ses premières images en 5 à 10 minutes, montage compris, et c’est surtout cela qui démarque ces produits de tout ce qui existait jusqu’ici. Ici, la mise au point est manuelle et les images enregistrées sont surtout bonnes à regarder sur un écran. Cerise sur le gâteau, il est possible via l’application de participer à des programmes de science participative. Vendu à 2 999 €, le produit reste assez couteux et c’est son plus gros défaut.

Le Sony Alpha 7s, le meilleur outil pour filmer les aurores boréales

Ses atouts

Solution assez économique

Images en couleur

Son inconvénient

Signal parasite en bord de champ

L’appareil photo Sony A7s permet de voir les aurores boréales danser en direct et de les filmer. © J.-L. Dauvergne/C&E
L’appareil photo Sony A7s permet de voir les aurores boréales danser en direct et de les filmer. © J.-L. Dauvergne/C&E

Sorti en 2014, le Sony Alpha 7S reste l’appareil photo le plus sensible pour l’astronomie, en particulier en vision directe de nuit. Cet hybride est doté d’un viseur électronique d’environ 2 millions de pixels contre un peu moins de 1 million sur l’écran arrière (que l’on peut désactiver). Le grand intérêt de cet appareil est sa haute sensibilité en raison de ses gros pixels de 8,4 μm de côté et de son bruit de lecture voisin de 1 électron. Ce boitier n’est plus commercialisé, mais il se trouve d’occasion. Ses successeurs, les Alpha 7S II et Alpha 7S III, possèdent le même capteur. Attention toutefois : la version III est vendue plus de 4 000 €. C’est bien supérieur au tarif initial des deux premiers modèles. Il faut donc plutôt opter pour ceux-ci, disponibles en dessous de 1 000 € sur le marché de l’occasion. Il est intéressant de remplacer le filtre interne pour augmenter la sensibilité dans le rouge (EOS for Astro effectue le changement pour 450 €). Des versions déjà modifiées passent régulièrement sur les petites annonces des forums spécialisés.

Cette vue de la nébuleuse M 17 a été obtenue en mode vidéo sur un télescope de 400 mm f/4 en seulement 1/4 s.
Cette vue de la nébuleuse M 17 a été obtenue en mode vidéo sur un télescope de 400 mm f/4 en seulement 1/4 s. D’autres exemples sont visibles ici. © Nodinute

En utilisant une optique lumineuse, cet appareil en montre plus que ce que notre œil seul peut percevoir. Avec un 24 mm f/1,4 par exemple, une faible aurore boréale devient évidente en vision directe (Live View) avec sa coloration verte, alors qu’à l’œil nu, on pourrait confondre avec un nuage. L’Alpha 7S reste d’ailleurs le meilleur outil grand public pour les filmer en direct. Il est également intéressant de placer l’appareil photo sur un télescope lumineux (f/3,5 à f/5), car on voit ainsi les nébuleuses de façon détaillée. L’atout de la vision directe est que l’on peut choisir le temps de pose souhaité. On n’est pas bloqué à 25 ou 30 images par seconde comme sur d’autres boitiers. Il est donc possible de prolonger un peu l’exposition en montant à un quart de seconde, voire 1 seconde.

Le seul vrai défaut de cette solution est un signal parasite violacé en bord de champ lié à l’échauffement du capteur et bien visible à partir de 51 200 ISO. Il peut se corriger à postériori par traitement, mais il est subi lors d’une utilisation en temps réel.

Et aussi : le Sionyx Aurora, un monoculaire électronique

La rubrique “Vous avez la parole” du Ciel & espace n° 571 (disponible sur notre kiosque) présentait la caméra de vision nocturne Sionyx Aurora, essayée par Francis Lillé. Hélas, depuis, nous n’avons pas pu tester cet outil nous-mêmes à cause de la crise sanitaire. C’est néanmoins un dispositif intéressant pour du visuel assisté, car il est doté d’un oculaire électronique et d’un capteur CMOS de 1,3 million de pixels très sensible en raison de ses gros pixels de 10 μm de côté. La sensibilité couvre tout le spectre visible et va jusqu’à 1,1 μm dans l’infrarouge. Les performances sont bien inférieures à celle d’un intensificateur en pose courte, mais il est possible de pousser le temps de pose jusqu’à 1,5 s. On obtient alors des résultats intéressants.

La nébuleuse M17, vue en temps de pose de 1,5 s, avec un Dobson de 403 mm en afocale derrière un oculaire de 13 mm. © Francis Lillé
La nébuleuse M17, vue après un temps de pose de 1,5 s, avec un Dobson de 403 mm en afocale derrière un oculaire de 13 mm. © Francis Lillé

 

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