Photographier la Voie Lactée [Tutoriel]

Pour les impatients, retrouvez une synthèse de cet article sur le blog G+Photographie

Panorama de la Voie lactée composé de 6 photos. ISO 1600, 15 s , f/1.8, 19mm

[MISE A JOUR], 29/06/2016 : Suite à des problèmes de mise en page de cet article (impossibles à corriger, merci Blogger !), j'ai réalisé un recapitulatif de ce tutoriel sous la forme d'un diaporama, beaucoup plus agréable à lire.

La conquête de l'espace a toujours fait rêver. Avec l’avancée des technologies d’aérospatial et d’astrométrie, l’astronomie suscite un intérêt grandissant. Qui plus est, depuis l'amélioration des techniques d’imagerie grand public, un nouveau domaine très intéressant est devenu accessible : l’astrophotographie.

Il existe en fait 2 types d’astrophotographie :

- L’astrophotographie à faible champ (objets célestes éloignés)- L’astrophotographie à grand champ (régions étendues)
Dans ce tutoriel, nous allons nous focaliser sur le moins exigeant, c’est-à-dire l’astrophotographie à grand champ.
Voici les différentes étapes pour améliorer vos photos de la voie lactée (plan interactif)

- Qu’est que la voie lactée ?

- Dans quelles conditions pouvons-nous l’observer ?

- Avec quels matériels l’immortaliser ?

- Quels paramètres choisir lors de la prise de vue ?

- Quels traitements effectuer à vos images de la voie lactée ?

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Un peu de Théorie

► LA VOIE LACTEE , DEFINITION

Nous vivons sur une planète que l’on appelle la Terre. Notre planète, comme 7 autres, tourne autour d’une étoile le soleil. Notre Système Solaire, composé de cet ensemble (et bien plus !) est situé dans une galaxie en forme de spirale nommée Voie Lactée. Notre galaxie est une vaste région s’étirant sur 100 000 années lumières (650 000 000 milliards de km) et dénombrant environ 234 milliards d’étoiles !

La voie lactée émet de la lumière sous toutes les longueurs d’ondes dont le domaine visible. Ainsi, nous voyons une multitude de couleurs venant de quatre coins de la galaxie ! La voie lactée est visible à l’oeil nu, mais les couleurs apparaissent uniquement sur les photos. Mais alors dans quelles conditions l’observer ?

► OBSERVATION DE LA VOIE LACTEE

• • Ciel favorable

Tout d’abord, un ciel entièrement dénudé de nuages est nécessaire, autrement dit un ciel parfaitement clair. Un taux fort en humidité peut générer des perturbations au passage de la lumière des étoiles (scintillement).
Cependant, un ciel balayé par une averse récente est idéal car les particules fines éparpillées dans l'atmosphère sont chassées.
Pour des renseignements fiables sur les prévisions nuageuses ou pluvieuses, allez faire un tour sur le site Sat24 ou encore Meteo Blue.

• • Éviter la pollution lumineuse

Elle est absolument redoutable. Elle peut se traduire sous forme de lumière parasite artificielle (grandes villes, éclairage publique, axes routiers…) ou de lumière naturelle (la lune).
Si vous comptez prendre en photo la voie lactée à proximité de Paris sous une pleine lune, mieux vaut se replier sur l’observation lunaire !
Voir la carte de la pollution lumineuse en France.

• • Choisir une période favorable

Il faut choisir le bon moment de l’année pour observer la voie lactée. En effet, du fait de la rotation terrestre sur son axe (vitesse sidérale) et autour du soleil, la bande de voie lactée n’est jamais à la même position selon les mois et selon les heures.
L’été et le printemps restent les périodes (en France) où la voie lactée s’élèvent au plus haut dans le ciel nocturne. D’un autre côté, l’hiver est plus favorable d’un point de vue de conditions d’observation puisque l’atmosphère est froide et sèche.Pour repérer facilement la voie lactée, vous pouvez télécharger des logiciels ou applications interactifs gratuits :

- Sur ordinateur : Stellarium

- Sur smartphone ou tablette : Stellarium, google sky map...etc

Pose simple : Canon EOS 600D, 18 mm, f/3.5, ISO 3200, 30 secondes (traitement Lightroom)

► MATÉRIELS NÉCESSAIRES

• • Un standard : le boîtier reflex

Préférez le reflex au bridge ou au compact. Les reflex ont la particularité d’être paramétrables sous un grand nombre de variables (ouverture, temps d’exposition, sensibilité ISO…) et présente une qualité bien meilleure grâce à des capteurs plus grands. De plus, vous pourrez changer d’objectif afin d’améliorer votre expérience en astrophoto (ou autre domaine).
Voici quelques exemples présentant un bon rapport qualité/prix d’un point de vue astrophoto :

- Canon EOS 600D
- Nikon D3200
- Pentax K-500
- Canon EOS 60D
Mais attention l’appareil ne fait pas le photographe…

• • Le choix de l’objectif

Il demeure parfois hasardeux de choisir son objectif en vue du grand nombre disponible sur le marché des reflex. Les caractéristiques à prendre en compte pour photographier la voie lactée sont : un objectif lumineux (ouvert) et large (grand angle). En considérant l’astronomie et l’astrophotographie comme des activités accessibles, un seul objectif sort du lot par son rapport qualité/prix imbattable : le 50 mm f/1.8 ! Malgré sa focale un peu élevée comparée aux ultra grands-angles, cet objectif reste l’un des plus ouverts (à f/1.8) et l’un des moins chers (à partir de 99 € chez canon).

Pour ceux qui désirent un champ visuel plus large, il existe le 14 mm f/2.8 de chez Samyang (ou Rokinon).

Astuce : Ne vous sentez pas dans l’obligation d’acheter un objectif supplémentaire pour réaliser des photos de la voie lactée ; l’objectif 18-55 mm f/3.5-5.6 vendu le plus souvent avec votre reflex suffira largement.

• • Trépied Obligatoire

Qui dit pose de plusieurs secondes dit : besoin de stabilité absolue ! Le trépied est le premier outil à se procurer. Choisissez-en un stable et robuste. Préférez une liaison basique à une liaison rotule et faites attention à la charge maximale supportée. “Cullman” est une marque que je recommande.

Pose simple : Canon EOS 600D, 18 mm, f/3.5, ISO 1600, 30 secondes (traitement Lightroom)

Afin de gagner en stabilité, je vous conseille de le baisser au maximum et d’y ajouter une masse pour réduire le centre de gravité, utile lorsque le vent se lève…

Si vous disposez déjà d’un télescope équipée d’une monture motorisée en ascension droite, vous pouvez fixer votre appareil photo sur cette monture à la place du télescope par exemple. La motorisation permettra de compenser la rotation terrestre (vitesse sidérale) et vous autorisera des poses beaucoup plus longues.

Voie lactée, Canon EOS 600 D + objectif 18-55 + monture de suivi, 10 minutes, 18 mm, ISO 400, f/4.5

Astuce : N’allez pas acheter exprès une monture équatoriale motorisée pour espérer faire de magnifiques photos de la voie lactée. J’ai mené des études poussées sur un moteur de monture entrée de gamme et je peux vous assurer que l’on est astronomiquement loin de la précision. Je vous conseille d’économiser 100 € (prix du moteur) et d’acheter un trépied simple ou à la limite une monture de suivi pour Reflex (du type Skywatcher Star Adventurer…)

• • Autres accessoires

Appuyer sur le déclencheur d’un appareil photo génère des vibrations. Afin de ne pas avoir des flous de bougé, utilisez le retardateur (2 ou 10 secondes) de votre APN.
Encore plus pratique, le déclencheur souple ou intervallomètre ou bien plus économique : l’extension Magic Lantern sur votre APN (logiciel pour Canon EOS).

Enfin, voici des exemples de matériels facultatifs pouvant améliorer la prise de vue du ciel étoilé (matériellement) :

-  filtre CLS (filtre anti-pollution),

- capteur défiltré (traitement du capteur reflex améliorant la sensibilité au proche infrarouge, couleur dominante de nombreuses nébuleuses et gaz de la voie lactée. Attention précautions à prendre avant défiltrage).

En Pratique

► LA PRISE DE VUE

Avant de passer à la prise de vue de la voie lactée, assurez-vous d’avoir bien réglé et stabilisé votre appareil dans un endroit sec et dur. La condensation est la bête noire des astronomes amateurs, alors si vous possédez un pare soleil ou un pare buée, c’est le moment de l’utiliser.

• Mise au point à l'infini

Pour n’importe quel objectif, la mise au point doit s’effectuer manuellement avec une très fine précision. Ne négligez surtout pas cette étape, car rien n’est plus frustrant que de s’apercevoir sur l’écran de l’ordinateur que la mise au point a mal été réglée durant les 2 heures passées dehors…

Il est inutile de se baser sur le repère à l’infini de votre objectif, car la mise au point ne sera jamais la même chaque soir puisque la température change les conditions de réfraction optique.

Pour y remédier, vous devez passer en mode live view (visée à l’écran) en augmentant votre temps d’exposition pour pouvoir discerner les étoiles à l’écran. Ensuite, effectuez un zoom numérique sur une étoile très brillante et réglez la mise au point manuellement de sorte à n’obtenir qu’un point brillant net. Bien entendu, après cette manipulation, ne touchez plus à votre focale ou bague de mise au point.

Astuce : Vous pouvez vérifier lors de longues séances photos si la mise au point est restée correcte car la température change souvent au cours de la nuit.

• • Shootez en RAW

Lorsque l’on évoque la photographie nocturne, il faut automatiquement penser au format RAW. Les prises de vue en faible luminosité restent encore le point faible des appareils photos numériques. Il devient donc impératif de conserver le maximum d’informations reçues par le capteur afin d’autoriser par la suite un traitement correct.

• • Temps d’exposition

C’est un des paramètres les plus importants.

En utilisant un trépied simple, vous serez limité par la rotation de la terre. Pour obtenir un résultat où les étoiles restent des points et non des filés (voir tutoriel sur la photographie circumpolaire) je vous conseille de suivre la règle : Temps de pose maxi = 600 / focale en mm (en équivalent 24x36).

• • Ouverture

En photographie de la voie lactée et en astrophotographie d’une manière générale, il est impératif de récolter un maximum de lumière. C’est pourquoi une grande ouverture du diaphragme reste un paramètre primordial. Sur les boîtiers les plus courants, on peut commencer de f/3.5 à f/1.8. Cependant, à très grande ouverture, la lumière se réfracte plus et des aberrations chromatiques apparaissent très nettement autour des étoiles. Avec un 50 mm f/1.8 par exemple, je vous conseille de réduire l’ouverture à f/2.0 ou f/2.2, bien que le chromatisme puisse être facilement supprimé avec un logiciel du type Lightroom...

• • Focale

Tout dépend des objectifs que vous possédez. Pour la voie lactée, il ne faut pas grimper au-delà des 85 mm, car après nous ne sommes plus en photographie grand champ. N’oubliez pas de choisir votre temps d’exposition maximal en fonction de votre focale.

• • Sensibilité

Typiquement, on devrait se situer aux alentours des 800 et 3200 ISO. La sensibilité ISO dépend du type d’appareil photo numérique dont vous disposez. Avec un 5D mark III, on peut par exemple monter jusqu’à 12 800 ISO sans perdre énormément de détails...
1600 ISO est donc un bon compromis pour la voie lactée.

Exemples

Avec un canon EOS 600D (APS-C) :

- 18 mm de focale ; f/3.5 ; 25 secondes d’expo ; ISO 1600

- 50 mm de focale [fixe] ; f/1.8 ; 10 secondes d’expo ; ISO 1600

Astuce : Ne vous contentez pas d’une seule photo avec une seule plage de réglages, faites plusieurs essais !

► LE TRAITEMENT

Contrairement à ce qu’il puisse paraître, le traitement reste une étape essentielle pour améliorer le rendu de vos images de la voie lactée. Et c’est ici que vous ne regrettez pas d’avoir utilisé le format RAW !

• • Logiciels

N’importe quels logiciels performants gratuits (RawTherapee, The Gimp…) ou payants (photoshop, lightroom…) peuvent faire l’affaire. J’utilise personnellement lightroom, car il propose des réglages avancés et efficaces.

• • Méthode

Deux types de traitements peuvent être appliqués pour vos photos de la voie lactée, allant de la méthode la plus simple à la plus complexe.

Traitement en pose simple

Il vous suffit de traiter vos photos une par une, avec un des logiciels cités précédemment. Les réglages varient souvent d’une photo à l’autre et ne sont donc pas universels. Néanmoins voici quelques lignes directrices que vous pourrez suivre :

- garder la correction d’exposition à 0
- augmenter le contraste jusqu’à 50 % maximum
- augmenter la clarté (ou netteté) jusqu’à 40 % maximum
- réduire le bruit de couleur (chrominance)
- réduire légèrement les tons clairs (pour corriger une éventuelle surexposition ou lumière extérieure parasite)
- décaler la balance des blancs vers le bleu pour une touche esthétique

Sur des photos astronomiques, le bruit est très présent car on joue avec les limites de l’appareil photo, c’est pourquoi il devient parfois naturel de baisser le bruit numérique avec un logiciel. Cependant un bruit diminué signifie une photo plus douce et par conséquent des détails supprimés ! A vous de juger s’il est vraiment nécessaire d’avoir une image détaillée mais bruitée ou une image douce mais limitée...

Astuce : Pour réaliser des photos avec un bruit quasiment inexistant, il est très judicieux de superposer des dizaines d’images, comme expliqué ci-après.

Pose simple : Canon EOS 600D, 50 mm, f/1.8, ISO 3200, 13 secondes (traitement lightroom)

Traitement d’empilement d’images (avec le logiciel DeepSkyStacker)

L’empilement numérique vise à obtenir une image plus douce, plus contrastée et détaillée à partir de plusieurs photos de la voie lactée prises à intervalle régulier. Le logiciel va se charger de détecter le changement de position des étoiles au cours du temps et va les aligner. En moyenne, 10 à 60 photos suffisent à avoir un résultat satisfaisant.

Malgré la complexité à la première utilisation, il s’agit de la meilleure méthode de traitement pour améliorer convenablement vos photos de la voie lactée.

La région du cygne. Canon EOS 600D, 50 mm f/1.8, 67 images empilées avec DeepSkyStacker. 1600 ISO, 67 x 10 secs (traitement lightroom)

Avant le traitement (Photo brute)

Après le traitement lightroom

Pose unique : 50 mm f/1.8, 13 secondes, ISO 1600