Les étoiles

Publié le 17/07/2013

 

Ciel Etoile

10mm, f/3.5, 30s, 6400 iso - 7D + 10-20mm EF-S

Les photos d’étoiles, fixes ou filées, demandent un peu de préparation et de matériel. Les photos sont réalisées en pose longue ou en superposant plusieurs clichés en post traitement.

Préparation

carte pollution lumineuse

L’endroit de la prise de vue doit être au maximum isolé de toute pollution lumineuse : les lumières urbaines limitent la visibilité des étoiles et produisent des halos orangés sur les photos. Les cartes de pollution lumineuse, mises à disposition par l’association AVEX sont très utiles pour choisir un lieu favorable.

 

Une nuit sans lune et sans nuage permettra aussi une meilleure visibilité des étoiles.

Le matériel 

  • trépied
  • télécommande
  • grand angle
  • chiffonnette
  • lampe de poche

Le trépied est indispensable, pour les poses longues ou la superposition de plusieurs images. Le déclenchement avec une télécommande évite les vibrations et permet d’exposer le temps voulu. Un objectif grand angle offre un angle de champ plus large souvent plus intéressant pour ce type de sujet. Le refroidissement nocturne entraîne l’apparition de buée ou d’une fine rosée sur la lentille avant de l’objectif. Il devient vite inutilisable sans un nettoyage régulier à la chiffonnette. Quand à la lampe de poche, elle sera pratique pour tout installer dans le noir.

Les réglages

L’appareil étant sur trépied, désactiver la stabilisation. Le verrouillage du miroir n’est pas nécessaire du fait de la faible luminosité et de la pose longue.

La mise au point est faite en manuel. (L’utilisation du live view n’est pas vraiment possible avec un grand angle, même sur une étoile très lumineuse).

Pour capturer le maximum de lumière, une grande ouverture est à privilégier. Régler les iso le plus haut possible en gardant un bruit acceptable.

La rotation de la terre se traduit par un déplacement des étoiles sur les photos. La durée d’exposition doit donc être suffisamment longue pour capturer le maximum de lumière mais pas trop longue pour éviter de voir les étoiles filer. Cette durée d’exposition maximum avant de voir les étoiles filer peut être calculée rapidement avec une formule très simplifiée : la règle des 600. Le déclenchement de fait à la télécommande, en mode Bulb.

la règle des 600

Le temps maximum d’exposition pour ne pas avoir de filé est de 600/focale équivalente 24 x 36. Par exemple, avec une focale de 10 mm, équivalent 16 mm en 24 x 36 le temps maxi est de 600 / 16 =  37 s. En dessous de 37 seconde d’exposition, les étoiles seront fixes, au delà de 37 secondes, les étoiles filent.

Les autres règles

Les sites d’astrophotographies présentent des calculs plus exacts comme cette explication sur astrosurf.

La gestion du bruit

La pose longue entraîne du bruit numérique, du à une élévation de température du capteur qui se traduit par l’apparition de points colorés sur l’image. Beaucoup d’appareils photos intègrent une fonction de réduction du bruit en exposition longue. Lorsque cette fonction est activée, deux photos sont prises à chaque déclenchement. La deuxième photo appelée « dark« , capture uniquement le bruit du capteur ; elle est prise à la même vitesse et sensibilité que la première, mais sans ouvrir l’obturateur. L’image finale est obtenue par différence entre ces deux photos.

L’inconvénient de ce dark automatique est de rendre l’appareil indisponible durant sa réalisation. L’alternative est de créer un dark manuellement en prenant une photo avec le bouchon de l’objectif en place.

Photo d’étoiles fixes

Prise de vue simple

En une seule prise de vue, le temps d’exposition est limité (cf. la règle des 600 ci dessus).  Pour capturer un maximum d’étoiles, il faut donc ouvrir au maximum et monter dans les iso.

Etoiles Fixes 1 vue

10mm, f/3.5, 28s, 3200 iso - 7D + 10-20 mm EF-S

A 3200 iso le bruit est déjà très présent, ce paramètre ne peut guère être plus augmenté.  f/3.5 est l’ouverture maximale de cet objectif et le temps d’ouverture maximum avant filé est atteint.

Une solution pour récupérer plus de luminosité sans augmenter le bruit est le recours à la superposition de plusieurs clichés.

Prises de vue multiples pour superposition

Plusieurs logiciels sont spécialisés dans l’empilement d’images du ciel, par exemple DeepSkyStacker ou Iris. Iris a la réputation d’être plus performant mais aussi moins facile d’utilisation.

J’ai essayé uniquement DeepSkyStacker, logiciel gratuit, téléchargeable ici. A partir d’une liste de fichiers RAW, il va empiler les images afin de produire une image moins bruitée qui sera plus facile à traiter pour en faire ressortir les détails et la couleur.

L’idéal est d’utiliser, en plus des images proprement dites, des images de calibration : « dark« , « offset » et « flat« . Plus d’infos sur l’utilité de ces images de calibration et sur la façon de les réaliser sur le site de DeepSkyStacker (rubrique comment créer de meilleurs images).

Pour ce premier essai, je n’ai utilisé aucune image de calibration et mes images à empiler ont été exposées trop longtemps et comportent des petits filés d’étoiles (1000 iso, f/3.5, de 20 a 50 secondes pour chaque photo).

Etoiles fixes 6 vues

6 vues avec DeepSkyStacker

Le logiciel aligne les images et corrige la distorsion pour que les étoiles correspondent les unes aux autres sur toutes les prises de vues.

Utilisation de DeepSkyStacker :

  • ouvrir les fichiers images et cocher ceux à utiliser
  • empiler les images cochées. Paramètres que j’ai utilisé : 
    • onglet résultat : mode normal et aligner les canaux RGB dans l’image finale.
    • onglet image : mode d’empilement Kappa-Sigma clipping Mediane
    • onglet alignement : transformation lors de l’alignement bicubique
    • onglet cosmétique : détecter et nettoyer les pixels chauds et détecter et nettoyer les pixels froids
  • l’image résultant de l’empilement parait assez fade. Re-saturer un peu l’image puis enregistrer l’image en tiff/16bits, en appliquant les ajustements à l’image enregistrée.
  • ouvrir l’image dans photoshop et la passer en 8 bit (menu image, mode)
  • régler les niveaux

Les paramètres de DeepSkyStacker sont très nombreux et nécessitent de s’y intéresser de prés pour exploiter pleinement toutes ses fonctionnalités. La suite au prochain essai, avec des images de calibration et une plongée dans la doc du logiciel.

Photo d’étoiles filées

L’étoile polaire se trouve dans la direction de l’axe de rotation de la terre. En faisant une photo en pose longue, on observe le déplacement des étoiles autour de l’étoile polaire qui elle reste fixe. Ces photos sont dites « Circumpolaires ».

Circumpolaire

Circumpolaire 12 images avec StarStaX

Plus le temps de pose sera long, plus le déplacement des étoiles sera visibles. En 24 heures, la rotation terrestre fait décrire aux étoiles un angle de 360°, soit un angle de 15° pour une pose de 1 heure.

Comme pour les photographies d’étoiles fixes, la prise de vue peut se faire en une fois ou en superposant plusieurs clichés.

Repérer l’étoile polaire

L’étoile polaire est au nord. Pour la repérer, localiser d’abord la Grande Ourse. En prolongeant 5 fois la longueur du bord de la casserole, on trouve l’étoile polaire qui est la dernière étoile du manche de la casserole de la Petite Ourse.

Grande Ourse et étoile Polaire

Grande Ourse et étoile Polaire

Prise de vue simple

A partir d’une dizaine de minutes de pose, on commence a bien observer le filé des étoiles. Cependant, les poses longues font chauffer le capteur ce qui génère du bruit numérique.

Une solution pour augmenter la durée de la pose sans générer trop de bruit est la superposition de plusieurs clichés.

Prises de vue multiples pour superposition

Plusieurs logiciels permettent la création de circumpolaires. J’ai testé avec Digital Photo Professional (logiciel Canon, menu outils, outils de composition) et avec StarStaX.

StarStaX est téléchargeable ici. Très simple d’utilisation, StarStaX accepte les fichiers jpeg, tiff et png (pas les fichiers RAW).

Pour cet essai, j’ai utilisé 12 photos prises l’une après l’autre à 1000 iso, F/3.5, exposées entre 50 et 60 secondes chacune. Chacune des photos présente un petit filé. Le temps de pose total est d’environ 15 minutes. (Photo circumpolaire ci-dessus)

Comme les photos n’avaient pas toutes le même temps d’exposition, j’ai du les modifier en post traitement pour qu’elles aient toutes une luminosité similaire.

En déclenchant en mode rafale et en bloquant la télécommande, il est possible de prendre des photos d’exposition identique sans intervallomètre. Cette façon de procéder évite d’avoir des interruptions dans le filé (fonction réduction de bruit en pose longue désactivée).

Pour aller plus loin

Ce premier essai de photo d’étoiles donne envie d’aller plus loin. La prochaine étape sera pour moi de refaire des clichés avec des images de calibration et des filés mieux préparés.

Pour le choix et l’utilisation de montures équatoriales motorisées, de « planchettes équatoriales » ou pour le défiltrage des capteurs (remplacement du filtre passe bas des appareils photos pour capturer les lumières des nébuleuses), de nombreux sites de passionnés d’astrophotographie sont une mine d’informations sur le web.

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