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Turbulence et mise au point Apprécier la turbulence atmosphérique et peaufiner la mise au point d'un télescope
La turbulence atmosphérique fait balancer dans le télescope une étoile et ses disques d'Airy...


Estimation de la turbulence atmosphérique

La qualité d'une image astronomique, en visuel ou sur un support, qu'il soit argentique ou CCD, est tributaire de l'état de l'atmosphère. Quand le ciel se couvre en milieu de nuit (cela arrive !!!), il faut savoir attendre...Mais un ciel dégagé n'est pas toujours favorable à l'observation ou/et à l'imagerie. Il est important de bénéficier d'images stables.

Un observateur expérimenté sait apprécier rapidement la cote de turbulence atmosphérique. L'observation successive des étoiles brillantes à différentes hauteurs (au zénith, puis à 40 ou 50°, puis à 20°) suffit pour se donner une idée de la qualité du ciel.

Si les étoiles scintillent au zénith, la turbulence est intense et la collimation, ainsi qu'une mise au point correcte est impossible. De cette impossibilité technique découle une impossibilité de réaliser des images CCD et encore moins, argentiques. Des variations d'éclat importantes et rapides sont le fruit d'une forte turbulence. Au contraire, de lentes variations d'éclat permettent d'espérer de bons résultats en imagerie CCD et une focalisation correcte.

Illustration d'un article de Patrick SOGORB

Pour une question de logistique, je me suis toujours suffit à exploiter le jardin de mes parents comme site d'observation mais il existe bien entendu de biens meilleurs sites en France. Selon la configuration du schéma ci-dessus, mon site d'observation se situe en fond de vallée ce qui s'exprimait par une turbulence moyennement jamais mauvaise mais par contre au petit matin, le risque d'humidité se validait toujours par une lame d'ouverture de mon télescope très humide lors des quelques très rares nuits où la turbulence atmosphérique était exceptionnellement excellente.

L'idéal est d'installer son observatoire en haut d'une colline où l'écoulement de l'air est le plus laminaire.

L'astronome français Eugène Antoniadi avait établi une échelle que j'utilise personnellement dans la notation de mes dessins :

Echelle d'Antoniadi à cinq niveaux inversement qualitatifs

 NIVEAU

 COMMENTAIRES

V
Visibilité parfaite du disque d'Airy et des détails sur les planètes observées. Aucun frémissement. Mise au point facile, même à très longue focale. Possibilité d'atteindre le niveau A en collimation.

IV

Légères ondulations, avec des accalmies de quelques secondes. Mise au point restant assez facile, avec de moyennes focales.

Collimation niveau A ou niveau B

III

Visibilité médiocre, avec de grands remous atmosphériques. Mise au point délicate avec de grandes focales.

Impossibilité d'atteindre le niveau A en collimation.

II
Mauvaise visibilité, avec de grands remous atmosphériques. Mise au point critique. Abandon des grandes focales, supérieures à 3 mètres. Imagerie argentique à proscrire.

I

Très mauvaise visibilité permettant à peine de faire des croquis approximatifs. Mise au point impossible en imagerie CCD.

Collimation impossible.


La mise au point d'un télescope
Manuelle derrière l'oculaire
La mise au point derrière un oculaire est presque toujours facile, dès lors que la turbulence n'est pas forte car l'oeil a tendance à s'accommoder des défauts et à montrer une image nette, même si elle ne l'est pas tout à fait. Notre vision oculaire est très approximative et est donc trop imprécise pour l'imagerie CCD et le support argentique, qui ne tolèrent aucune erreur de mise au point.
Manuelle avec une webcam ou une caméra CCD

La mise au point devient nettement plus délicate, dès lors que l'on se lance dans une acquisition CCD, qui ne tolère aucune erreur de focalisation optique.

Les télescopes Newtons ont une mise au point plus large et donc plus facile à peaufiner car leur miroir est moins ouvert que leurs concurrents, les Schmidt-Cassegrain. Le défaut de mise au point (défocalisation très légère) est, après la collimation, la seconde grande cause de mauvais rendements d'un télescope en imagerie CCD et argentique. Si la collimation est bonne et que les images demeurent médiocres, c'est en final, la focalisation qu'il faut incriminer.

Selon certains mordus, comme Thierry LEGAULT, une bonne mise au point se joue au centième de mm.

Pour ma part, j'ai observé seulement qu'elle se jouait à la flexion de mon bouton de mise au point et, qu'il fallait donc être très prudent et très attentif à ce réglage, trop souvent négligé. Il suffit de regarder l'effet d'une défocalisation progressive et infime sur un objet populaire comme la Lune, réalisé directement sur mon instrument pour s'en convaincre. La différence entre chaque image correspond à une flexion du doigt :

Télescope mis au point

Télescope légérement défocalisé

Télescope sévérement défocalisé

La réalisation d'une bonne mise au point exige une bonne connaissance de la résolution que l'on peut attendre de son instrument adoré. Cette différence est d'ailleurs nettement visible dès l'acquisition sur les brutes d'un film.

Si la turbulence n'est pas importante, on peut se risquer à peaufiner la mise au point.

La méthode la plus simple est de réaliser un film AVI de la lune ou de la planète, correspondant à un dégrossissage de la mise au point, dans un premier temps. Puis, comme les ténors du temps de l'argentique, il suffit de pratiquer par la réalisation de vidéos successives, au fur et à mesure, que l'on peaufine la mise au point.

Après avoir vu l'image gagner en résolution, à chaque flexion du bouton, une vidéo doit être réalisée. Dès que la netteté se dégrade de nouveau, on sait que la meilleure mise au point est détenue par la dernière vidéo réalisée. Il suffit alors de l'isoler et de la traiter.

La mesure FWHM pour l'assistance de mise au point stellaire

Le logiciel ASTROSNAP d'Axel CANICIO et le célèbre PRISM de Cyril CAVADORE offrent un outil d'assistance à la mise au point. S'il ne permet pas d'obtenir une mise au point optimisée, il a au moins le mérite de la dégrossir, ce qui rend de sérieux services. Pour bien fonctionner en planétaire, cette assistance doit toutefois être réalisée sur une planète surexposée ou sur le bord de la lune.

Cependant, la mesure FWHM est surtout destinée à l'imagerie stellaire du ciel profond. Dans ce domaine, elle produit réellement des miracles ! Pour m'en être servi de nombreuses fois pour pratiquer le ciel profond avec une CCD monochrome, cet outil de mesure devient rapidement indispensable.

Arnaud FIOCRET © 2003 (2012)

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