astrophotographie du ciel profond…

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Astrophotographie du Ciel Profond… … Retour sur une conférence faite aux RAP 2009 intitulée : "Débuter en photographie du ciel profond pour pas (trop) cher" Dominique Boutigny alias Dom de Savoie sur Webastro RAP 2012 Craponne sur Arzon

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Dominique Boutigny a lias Dom de Savoie sur Webastro. RAP 2012 Craponne sur Arzon. Astrophotographie du Ciel Profond…. … Retour sur une conférence faite aux RAP 2009 intitul ée : "Débuter en photographie du ciel profond pour pas (trop) cher". La p'tite note … en 2009…. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Astrophotographie du Ciel Profond…

… Retour sur une conférence faite aux RAP 2009 intitulée : "Débuter en photographie du ciel profond pour pas (trop) cher"

Dominique Boutignyalias Dom de Savoie sur Webastro

RAP 2012Craponne sur Arzon

Page 2: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

La p'tite note… en 2009…

RAP 2009

Newton + monture: 600 €Contrepoids supplémentaire 50 €Lunette Apo 66 400 €Camera de guidage 100 €CCD genre DSI Pro II 400 €

Total: 1550 €

Filtres RVB 120 €Filtre H 190 €Porte oculaire 200 €

Total: 510 €

Options

Page 3: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Télescopes

RAP 2009

Promotion d'un magasin discount bien connu 600 €Meade LXD75 – Monture allemande motorisée + Newton 150/750 (F/d = 5)

Pour avoir un champ plus grand j'ai acquis une lunette Apochromatique Baader Scopos 66 / 400 (F/d = 6) – 400 €

L'idée était aussi de l'utiliser pour faire de l'autoguidage

J'ai conservé le tube

La monture est tombée en panne

J'ai gardé la lunette

Page 4: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Monture

RAP 2012

EQ6 - GoTo

Pilotable par informatique via une interface ASCOM

Page 5: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Porte Oculaire

RAP 2012

Page 6: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Caméras

RAP 2009

Meade DSI Pro II752 x 582 pixels

8.3 8.6 m

Note: Je n'ai pas d'actions chez Meade

Meade DSI Pro III1360 x 1024

pixels 6.4 6.4 m

Meade DSI Pro I510 x 492 pixels

9.6 7.5 m Sony ICX429ALL

1/2" Sony ICX285AL 2/3"

Sony ICX254AL 1/3"

Capteurs monochromesFiltres IR / R / V / B pour

la couleurDynamique 16 bits soit 65535 niveaux

de gris

400 $

800 $

Conservée pour l'autoguidage

Conservée parce que … je l'aime bien et que j'ai

fait des jolie photos avec…

Celle-là je m'en suis débarrassé sans regret

Page 7: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Approche / problématique

RAP 2012

Trouver des critères de choix pour un matériel permettant de faire de la photographie du ciel profond

sans trop de prise de tête pour un budget aussi limité que possible

Page 8: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Focale – Taille du capteur

RAP 2012

Le couple (focale F; dimension du capteur) détermine le champ photographié

Pour un même capteur

Si la focale est 2 plus grandeL'objet apparaîtra 2 plus étendu sur la photo

Capteur

Objectif

Capteur

Objectif

Page 9: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Diamètre et rapport F/D

RAP 2012

Le diamètre D détermine la quantité de lumière qui rentre dans l'instrumentLe diamètre D fixe également la limite de résolution de l'instrument

Avec un petit budget et un site d'observation standard (jardin) ce paramètre n'est pas déterminant pour l'imagerie du ciel profond…

Q = 68.75 l/D

Q en degrés

150 mm – l = 600 nm 1 seconde d'arc pour un instrument parfait

Le rapport F/D détermine la manière dont la lumière est concentrée sur chaque pixel

F/D détermine la "luminosité" de l'instrument – Plus le rapport F/D est petit plus l'instrument est lumineux

Page 10: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Focale, Diamètre et rapport F/D

RAP 2012

Exemple: Deux instruments:F = 750mm D = 150mm et F = 1500 mm D=300 mm ont le même rapport F/D =5 et donc la même "luminosité"

Toutes choses égales par ailleurs: Il faudra poser le même temps pour que chaque pixel reçoive la

même quantité de lumière

Le champ couvert sera 2 fois plus étroit avec le deuxième instrument

Taille du capteur et Focale vont déterminer le champ et donc fixer ce qu'on peut photographier

Sensibilité du capteur et rapport F/D vont déterminer le temps total de pose nécessaire pour faire apparaître les détails les moins lumineux

Page 11: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Deux formules utiles

RAP 2012

Fli3438=Champ vu par le

capteur

: champ dans la direction x (y) en minutes d'arcli: dimension du capteur dans la direction x (y)F: Focale de l'instrument dans la même unité que li

Fle 206=Echantillonna

ge

e: échantillonnage en secondes d'arc / pixell: taille d'un pixel en mF: Focale de l'instrument en mm

On admet que pour l'imagerie du ciel profond l'échantillonnage idéal se situe entre 1 et 4 "/pixel

Page 12: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Démarche de choix…

RAP 2012

L'imageur et l'instrument d'observation sont fortement liés

Le ciel profond nécessite souvent d'imager un champ important

Petites focales

Grand capteur

Les objets du ciel profond sont généralement peu lumineux

F/D petit

Capteur sensible

Page 13: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Choix de l'imageur… (2009)

RAP 2012

Budget : quelques centaines d'Euros

Grand capteur

Appareil Photo NumériqueSuppression du filtre anti-IR pour récupérer la sensibilité dans la raie H

Couleur "facile"Sensibilité limitée

Petit capteur

Caméra CCD d'entrée de gamme

Capteur Noir et Blanc

Bonne sensibilité

Page 14: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Choix de l'imageur… (2012)

RAP 2012

Budget : 1000-1500 €

Grand capteur

Appareil Photo NumériqueSuppression du filtre anti-IR pour récupérer la sensibilité dans la raie H

Couleur "facile"Sensibilité limitée

(quoi que …)

Moyen capteur

Caméra CCD milieu de gamme

Capteur Noir et Blanc

Bonne sensibilité

Refroidie / stabilisée en température

Page 15: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Efficacité quantique ICX285AL

RAP 2012

http://www.dangl.at/ausruest/atik_314/atik_314_e.htm

Raie H

Page 16: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Comparaison des montages possibles

RAP 2012

Champ: 54' 43'Échantillonnage: 4.3" / pixel

Champ: 28'22'Échantillonnage: 2.3" / pixel

DSI Pro II

Champ: 76' 57'Échantillonnage: 3.3" / pixel

Champ: 40'30'Échantillonnage: 1.8" / pixel

Atik 314L+Les pixels de la 314L+ ont une surface 43% moins grande que ceux de la DSI IIToutes choses égales par ailleurs ils recevront donc presque deux fois moins de lumière dégradation du rapport signal / bruit

Page 17: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Champ autour de M51

RAP 2012

Carte du Ciel V3

Page 18: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Champ autour de NGC1499

RAP 2012

Page 19: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Autoguidage

RAP 2012

Le secret d'un autoguidage réussi est la stabilité et la rigidité

Le montage doit être parfaitement rigide

On guide avec une précision d'une fraction de pixel et les pixels font 5 m La moindre flexion va dégrader le guidage

Bien que la lunette soit fixe on trouve toujours une étoile guide

Pour augmenter les temps de pose, la seule solution est d'autoguider

L'autoguidage est fait à l'aide de la DSI Pro I

2 montages possibles

Imagerie avec le Newton – Guidage avec la lunette Guidage avec le Newton – Imagerie avec la lunette

Page 20: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Autoguidage avec une double queue d'aronde

RAP 2012

Page 21: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Logiciels d'autoguidage

RAP 2012

PHD Guiding (Push Here Dummy !): http://www.stark-labs.com/phdguiding.html donne d'excellents résultats et est paramétrable

Phase d'étalonnage automatique

Poses d'1 ou 2s sur le capteur de guidage

Avec un montage optique bien rigide et ce type de logiciels on peut réaliser des poses de 5 minutes ou plus

Page 22: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Temps de pose optimal

RAP 2012

Autant que la monture + autoguidage le permettent

Sans (trop) saturer les zones / étoiles brillantes

En essayant d'exploiter la dynamique de la caméra16 bits : 65536 niveaux de gris.

Page 23: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Exemple du Halpha

RAP 2012

Page 24: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

Page 25: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

M51 aux RAP 2008 – 7 poses seulement de 2 minutes

DSI Pro 2

Page 26: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

M101 aux RAP 2008 – 35 poses de 2 minutes

DSI Pro 2

Page 27: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Filtre H

RAP 2012

L'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers

Son ionisation sous l'effet du rayonnement UV des étoiles va provoquer l'émission d'une raie à la longueur d'onde de 656.3 nm (rouge)L'H est présent dans toutes les nébuleuses par émission Réponse du CCD

ICX285AL

189 €

Transmission du filtre

Le peu de lumière nécessite de poser plusieurs minutes pour avoir un signal exploitable

Avec ce type de filtre on capte aussi la raie de l'Azote NII (654.8 nm)

Page 28: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Filtre H

RAP 2012

Le filtre H multiplie les possibilités de l'instrument

Permet d'augmenter considérablement le contraste des nébuleuses Poses de plusieurs minutes en présence de la Lune Supprime l'effet de la pollution lumineuse

1 pose de 5 minutes

Page 29: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

NGC 7635Newton + DSI

II1h50 de pose

NGC 6888Scopos + DSI II1h40 de pose

Page 30: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

IC5070Scopos + ATIK21 x 6 mn de pose

Page 31: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

IC1396Scopos + ATIK20 x 6 mn de pose

Page 32: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Traitement des images

RAP 2012

OffsetL'offset est la médiane d'un ensemble de poses très courtes prises dans le noir

L'offset permet de corriger le bruit dû à l'électronique de lecture du capteur CCD

Page 33: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Darks

RAP 2012

Un dark est la médiane d'une série d'images prises dans les mêmes conditions que l'image astronomique, mais en isolant le capteur de la lumière

Le dark médian sera soustrait de chaque imageEffet du

préamplificateur

Pixels "chauds"

Le dark est très sensible à la température d'où l'intérêt d'avoir une caméra refroidie et stabilisée en température

Page 34: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Flats ou P.L.U. (Plages de Lumière Uniforme)

RAP 2012

Le couple CCD / Optique souffre d'imperfections

Vignettage Réponse non uniforme du CCD Poussières sur le CCD ou les filtres

On réalise les flats en photographiant une surface uniformément éclairéeLes images astro sont divisées par le flat

Page 35: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Préparation des soirées CCD

RAP 2012

Winstar 2 très pratique pour la localisation des objetsFranck Richard - http://www.winstars.net/

Carte du Ciel V3 pour la visualisation de l'extension de l'objet et du champ stellaire alentourPatrick Chevalley - http://www.ap-i.net/skychart/ - Logiciel libre sous GPLCes 2 logiciels sont très bien fait – Un grand merci aux auteurs…

Aladin : Logiciel de visualisation et de d'astrométrie du Centre de Données Astronomiques de Strasbourg

Logiciel professionnel donnant accès à de nombreuses bases de données

Très intéressant pour identifier les objets très faibles présents sur nos images (quasars par exemple)

Page 36: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

http://aladin.u-strasbg.fr/

Page 37: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Traitements des images

RAP 2012

DeepSkyStacker (DSS) de Luc Coiffier

http://deepskystacker.free.fr/

Prétraitement et empilement entièrement automatique des images

Offset – Flat – Dark

Corrige la rotation de champ et est même capable d'empiler des images prises avant et après la bascule de la monture au zénith

Nécessite un traitement complémentaire dans IRIS ou dans PhotoShop

IRIS et DeepSkyStacker sont gratuits – Merci aux auteurs

Page 38: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Retrait des gradients

RAP 2012

Page 39: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Retrait des gradients

RAP 2012

IRIS peut donner de bons résultats

PixInsightLE permet de traiter les cas difficiles

http://pixinsight.com/

Utilisation complexe

Malheureusement PixInsightLE n'est plus distribué. On peut toutefois donner légalement une copie à quelqu'un

Tutoriel :http://pixinsight.com/tutorials/obsolete-LE/DBE-example/en.html

Page 40: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

NGC 891 après retrait du gradient

Page 41: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Images en couleur

RAP 2012

Le capteur CCD n'est sensible qu'à la quantité de lumière reçue

Pour réaliser des images en couleur, il faut combiner des séries d'images prises avec des filtres Clair, Rouge, Vert et Bleu

Il faut équilibrer les différentes prises de vues à l'aide d'un logiciel de traitement d'image (type Photoshop) de façon à rétablir la balance des couleurs

Voir par exemple : http://www.outters.fr/CCD4.pdf

L'usage d'une roue à filtre est très pratique, mais pas strictement indispensable

Page 42: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

Page 43: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

NGC7023Newton + ATIK60 x 4 mn de pose

Page 44: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

2005ETX + ToUCam

2008Scopos + DSI1Poses de 80s sans autoguidage

Page 45: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny RAP 2012

2010Scopos + DSI2

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Dominique Boutigny RAP 2012

2011Scopos + 314L+

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Dominique Boutigny

La p'tite note… en 2012…

RAP 2012

Newton 150/750 "optimisé photo" 400 €Monture EQ6 Goto 1050 €Lunette Apo 66 400 €Camera de guidage 100 €CCD genre ATIK 314L+ 1289 €

Total: 3239 €

Filtres RVB 120 €Filtre H 190 €

Total: 310 €

Options

On peut faire moins cher avec une caméra possédant un capteur plus petit (DSI 2 à 400 € par exemple) : 2350 €

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Dominique Boutigny

Conclusions

RAP 2012

Entre 2009 et 2012 mon budget astro est passé de 1500 à 3500 €

La DSI Pro II reste une caméra très gratifiante (grande sensibilité / gros pixels) Excellent pour démarrer en astrophoto pour pas cher

Certains matériels ne sont pas fiables ou présentent de piètres performances, il faut être vigilant

Être attentif aux mauvaises expériences sur les forums

Si c'était facile, ce ne serait pas drôle…

Le passage à l'étape suivante nécessite un investissement significatif

Nouveau tube Nouvelle caméra / plus grand capteur

Page 49: Astrophotographie du  Ciel Profond…

Dominique Boutigny

Merci de votre attention

RAP 2012

SN2011dh