Club d'Astronomie Jupiter du Roannais

L’astrophotographie regroupe des personnes passionnées à la fois par l’astronomie et par la photographie. Elle permet avant tout au passionné de fixer sur le papier ce qu’il a vu de ses propres yeux dans l’oculaire, de garder un souvenir de ses propres observations. Cette discipline à part entière a connu ces dernières années d’importantes évolutions avec l’utilisation du numérique. Comme pour la photographie classique, le numérique a véritablement détrôné l’argentique dans l’astrophotographie avec l’utilisation des webcams, des caméras CCD et CMOS et des APN.

Depuis quelques années, le club Jupiter a développé un groupe  » astrophotographie  » qui essaye de maîtriser cette discipline. En effet, les résultats proposés par de nombreux astrophotographes amateurs sont impressionnants en comparaison aux clichés argentiques du siècle dernier ! Mais il y a derrière ces images une maîtrise parfaite de l’acquisition des données, et surtout du traitement de ces données par l’outil informatique. L’énorme avantage est que la plupart des logiciels d’acquisition et de traitement sont faits par de réels passionnés et sont disponibles gratuitement sur internet.

La configuration la plus utilisée par les membres du club est la suivante :

• télescopes Schmidt-Cassegrain C8 ou C11
• monture Atlas équivalent EQ-6 supportant jusqu'à 18 kg
• caméras planétaires CCD monochrome i-Nova PLA MX 310 Kp ou Celestron Skyris, ou bien encore APN boîtier Reflex Canon EOS 1200D
• logiciels d'acquisition : PLX capture, iCap
• logiciels de traitement : Registax, Autostakkert!, Iris, XnView, The GIMP

L'acquisition consiste à accumuler un grand nombre d'images, typiquement 100 à 200, avec des temps de pose très courts, de moins d'un dixième de seconde, rendus possibles par l'éclat important de la Lune et des planètes. Enfin, en fin de séance, quelques images d'étalonnage, dites plages de lumière uniforme (aussi appelée flats) sont enregistrées à partir d'une source de lumière (projecteur sur un écran blanc, feux de voiture, etc...). Ces images d'étalonnage sont utilisées pour corriger l'absence d'uniformité de la réponse du capteur, en partie dûe à la présence de poussières. Les images d'étalonnages dites dark (un enregistrement du signal thermique de la caméra) ne sont pas nécessaires du fait des faibles temps de pose unitaires.

Concernant le choix des cibles :

• la Lune est intéréssante si l'on vise la zone autour du terminateur, l'ombre rasante révélant les détails du relief. Les éclipses de Lune sont aussi des phénomènes à ne pas négliger;
• les planètes intérieures sont peu intéréssantes en tant que telle. Mercure est trop petite pour présenter des détails. Vénus n'est accessible qu'à ses élongations maximales revenant tous les 580 jours, seule sa phase pouvant être capturée, ce qui est intéréssant d'un point de vue pédagogique;
• parmi les planètes extérieures, Mars n'est visible qu'à chaque opposition, tous les 780 jours. Certaines sont plus favorables que d'autre compte tenu de deux facteurs : la distance à la Terre qui peut varier et donc la taille apparente qui  varie de 15 à 25 secondes d'arc, et la hauteur sur l'horizon, qui dépend du mois de l'année où se produit l'opposition;
• Jupiter et Saturne sont des cibles beaucoup plus intéréssantes, car visibles pendant de longues périodes tous les ans, et leur taille apparente varie peu. Saturne, au cours de son année sidérale de 29 ans voit l'inclinaison de ses anneaux par rapport à la Terre varier, rendant son suivi photographique intéréssant. Quand à Jupiter, on recherchera plutôt les variations de son atmosphère, présence de la Grande Tache Rouge, contraste plus ou moins prononcé des bandes et des ceintures, ainsi ques les phénomènes des quatre lunes, éclipse, occultation, passage devant Jupiter et passage de l'ombre.

Le traitement des images brutes acquises sous la forme fichiers vidéos s'effectue en plusieurs étapes possiblement réalisées avec des logiciels différents :

1. l'étalonnage ou pré-calibration consiste à corriger la non-uniformité de la réponse du capteur en pondérant chaque image par une image représentant le réponse du capteur à une plage de lumière uniforme. Logiciels utilisés : Iris, Registax.
2. la première étape du traitement principal consiste à aligner l'ensemble des images de la vidéo les unes par rapport aux autres. En planétaire, l'algorithme d'alignement, on parle aussi de registration, utilise le centroïde des disques planétaires. Cette étape est nécessaire pour corriger notamment les défauts du suivi (mise en station imparfaite, variations de vitesse du moteur de suivi), ou l'effet éventuel du vent. Logiciels utilisés : Registax, Autostakkert!
3. la registration est suivie d'une phase de sélection des meilleures images en terme de contraste. Cette étape peut se faire manuellement ou automatiquement en indiquant un seuil de qualité minimal, ou une mesure de position (centile). Logiciels utilisés : Iris, Registax, Autostakkert!
4. les différentes images sont ensuite "empilées", c'est à dire qu'une nouvelle image est créée comme étant la moyenne pixel à pixel des images sélectionnées et alignées. Prendre la moyenne d'un grand nombre d'image améliore le rapport signal sur buit et ainsi améliore le contraste et la résolution qui sont limités sur une image unique par l'effet de la turbulence (atmosphérique ou locale). Logiciels utilisés : Iris, Registax, Autostakkert!
5. une dernière étape de post-traitement consiste le plus souvent à appliquer un filtrage passe-haut, soit un filtre linéaire, soit un filtre par ondelettes. Enfin, un réglage des niveaux de sortie, et une éventuelle application de fausses couleurs complète le post-traitement. Logiciels utilisés : Registax, XnView, The GIMP.

Published on 4th September 2020