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Temps de pose maximum par photo en fonction de la pollution lumineuse
aa     Voici deux méthodes pour déterminer le temps de pose maximum par photo en fonction de la pollution lumineuse. La première méthode consiste à utiliser un tableau estimant rapidement le temps de pose par photo. La deuxième demande d'effectuer des calculs dans le but de déterminer plus précisément le temps de pose. 

Tableau des temps de pose maximums par photo en fonction de la pollution lumineuse

Vous trouvez ci-dessous un tableau permettant de déterminer un temps de pose selon les conditions du fond du ciel. Pour utiliser ce tableau, il suffit de partir de la sensibilité de votre caméra numérique (colonne de gauche), puis il faut aller vers la droite jusqu'a ce que vous arriviez sur le rapport F/D que vous utilisez (ou le plus proche de celui que vous utilisez). Descendez alors dans la colonne vers le bas du tableau. Les deux dernières lignes vous renseigneront sur le temps de pose en fonction de votre fond de ciel. Ces temps de pose sont basés sur l'utilisation d'un télescope (type Newton ou Schmith Casgrain). Pour les lunettes, qui n'ont pas d'obstruction par le miroir secondaire, réduire le temps d'exposition en le multipliant par 0,65. On peut dépasser ces valeurs selon sa propre expérience avec son équipement personnel et son site d'observation. En novembre 2012, j'ai révisé les temps de pose selon mon expertise personnelle dans différents environnements de pollutions lumineuses.

Ce tableau est établi pour une bonne transparence du ciel et pour des objets se trouvant à plus de 30o de l'horizon. Les temps d'expositions sont calculés pour éviter de surexposer le fond du ciel. En photographie du ciel profond, la règle à suivre est d'exposer le plus longtemps possible. Par contre, dans un environnement de pollution lumineuse, il faut éviter de surexposer le fond du ciel. Ces temps de pose fournissent donc un indicateur (point de départ) de temps de pose pour un ciel moyen où l'on voie encore la Voie lactée à plus de 30o de l'horizon (zone orange) et un ciel avec peu de pollution lumineuse (zone jaune). 

Sensibilité ISO (ASA) Rapport F/D
                 
200 - - 1.4 2 2.8 4 5.6 8
400 - 1.4 2 2.8 4 5.6 8 11
800 1,4 2 2.8 4 5.6 8 11 -
1600 2 2.8 4 5.6 8 11 - -
3200 (RVB ou CCD couleur bin 1x1) 2,8 4 5.6 8 11 - - -
6400 (CCD Luminance bin 1x1) 4 5.6 8 11        
                 
Conditions du fond du ciel Temps de pose par photo
                 
Ciel moyen, avec Voie Lactée visible (zone orange) 2 min 4 min 8 min 16 min 30 min 1 h 1h 2h
Ciel peut pollué (zone jaune) 8 min 16 min 30 min 1 h 2h 4 h    
                 

La sensibilité des caméras CCD n'est pas indiquée en ISO. Considérant qu'elles sont très sensibles et plus sensibles que le capteur CMOS d'un appareil photo numérique (APN), on utilise 6400 ISO comme sensibilité de référence pour la Luminance et 3200 ISO pour une image RVB ou une caméra CCD couleur. 

Pour la photographie en ville (zone blanche) avec les caméras couleur (APN ou CCD), utiliser un filtre antipollution et doubler les temps d'exposition de la zone orange ci-dessus.

Pour les caméras CCD monochrome en utilisation avec les filtres à bandes étroites Ha, OIII et SII, il n'est pas utile de consulter le tableau, car ces filtres combattent efficacement la pollution lumineuse, même en zone blanche. La règle à suivre est donc d'exposer le plus longtemps possible.

Calcul du temps d'exposition maximum par photo en tenant compte de la pollution lumineuse

Le tableau du temps de pose par photo en fonction de la pollution lumineuse fournit un estimé général du temps d'exposition par photo dans un environnement de pollution lumineuse. Pour tous ceux qui désirent plus de précision, voici un calcul qui permettra d'estimer plus précisément le temps d'exposition par photo en tenant compte de son site d'observation et de son équipement personnel.

Le calcul tiendra compte de toutes les variables personnelles qui sont :
  • La caméra utilisée
  • Le Bin 1x1 ou autre
  • Son télescope
  • La focale utilisée
  • L'objet photographié
  • Son lieu d'observation
  • Noirceur du ciel
  • Transparence du ciel
  • La hauteur de l'objet photographié (de préférence 40o et plus au-dessus de l'horizon)
  • Pour les appareilles photos numériques (APN), la sensibilité ISO utilisée pour prendre la photo
  • La calibration de l'image
  • Le test du temps d'exposition
  • L'image utilisée : RVB, Luminance, H-Alpha, Rouge, Vert, Bleu et autres
  • Le filtre utilisé s'il y a lieu
  • Le nombre d'images composité (minimum 10, recommandé 20 et plus dans un site de pollution lumineuse)
On utilisera une image calibrée et compositée d'un objet que l'on a déjà photographié sur un site d'observation et qui se trouve à au moins 40o au dessus de l'horizon. Il est important d'utiliser une image calibrée pour ne pas considérer dans l'évaluation le bruit inclus dans le Bias et le Noir (Dark). Donc, aucun autre travail additionnel à effectuer, juste à mettre les efforts pour faire les calculs !

Après plusieurs lectures que j'ai effectuées sur le sujet, la meilleure façon de procéder est de déterminer la valeur ADU (le test d'exposition moyen du fond du ciel) maximum acceptable pour le fond du ciel dans un environnement de pollution lumineuse. La valeur maximale que j'ai déterminée est la suivante pour une image de 16 bits :

10% de 65 536 = 6 600 nuances affectées par la pollution lumineuse

À titre de comparaison, la valeur ADU du fond du ciel dans un environnement sans pollution lumineuse est moins de 1 000 ADU pour des temps d'exposition de 10 minutes par photo en Bin 1x1 pour l'image de luminance à une focale f/3,4 (donc télescope très ouvert). On peut adapter le calcul pour d'autres formats d'images (par exemple pour une image 8 bits = 10% de 256 nuances possibles). En utilisant cette norme, la dynamique de l'image sera donc répartie sur 90% des nuances restantes, soit 59 000 nuances consacrées à l'objet du ciel profond (pour une image 16 bits). Par expérience, les 6 600 nuances consacrées (sacrifiées) à la pollution lumineuse n'affecteront pas la balance des couleurs de l'image tout en permettant de produire un ciel dans les tonalités noires. Lorsqu'on effectuera la balance des couleurs selon la technique des points noirs et blancs, on enlèvera la couleur orangée du fond du ciel causée par la pollution lumineuse. Pour plus d'information sur la balance des couleurs selon la technique des points noirs et blancs cliquer sur ce lien et aller au processus #2.

Je vais donc procéder en utilisant un exemple réel dans un environnement de pollution lumineuse ou l'on voit encore la Voie lactée à plus de 30o de l'horizon (zone orange) :
  • La caméra utilisée : Orion StarShoot II Couleur
  • Bin 1x1
  • Télescope : Meade LX90 – Diamètre 210 mm (8,25’’)
  • Focale (avec réducteur de focale) : f/3.3
  • Objet photographié : M106
  • Lieu d'observation : Site de la SAM à St-Valérien (Québec)
  • Noirceur du ciel : Zone orange
  • Transparence du ciel : Au dessus de la moyenne
  • Altitude de l'objet : 40o
  • Sensibilité ISO : n/a c'est une caméra CCD
  • Calibration de l'image : soustraction du Noir
  • Le test du temps d'exposition : 90 secondes
  • L'image utilisée : RVB
  • Filtre utilisé : Aucun
  • Le nombre d'images composité : 19
Calcul de la valeur ADU du fonds du ciel

Avec la souris, pointer au moins 6 endroits qui représentent le fond du ciel et pour chacune prendre en note la valeur. Ensuite, effectuer la moyenne des valeurs. Voici l'information à prendre en note :

  • Avec le logiciel Nebulosity : l'information apparaît en bas de l'image à droite
  • Avec le logiciel Maxim DL : Idem. Au besoin, prendre l'information à côté de la lettre i: (qui est la luminance)

La valeur ADU du fond du ciel de cet exemple est : 2 558


Calcul du temps d'exposition maximum

Formule :
Temps d'exposition maximum = Le test du temps d'exposition / La valeur ADU du fond du ciel pour le test * 6 600

Donc pour cet exemple : 90 sec / 2558 * 6 600 = 232 secondes ou 3,86 minutes (on peut l'arrondir à 4 minutes)

Comparez ce résultat avec le tableau des temps d'expositions. La focale utilisée est f/3.3. Dans le tableau, prendre la focale proche f/4 de la ligne 3200 (RVB ou CCD couleur bin 1x1) et descendre à la ligne Ciel moyen (zone orange). Le temps d'exposition est 4 minutes pour la focale f/4. Il est très proche du calcul du temps d'exposition qui est 3,86 minutes.

Dans cet exemple, le calcul du temps d'exposition maximum est semblable au tableau. Mais ce n'est pas toujours le cas. J'ai effectué d'autres calculs ou l'écart est plus grand. Par exemple, avec le même équipement, pour le ciel (zone orange) à mon autre site d'observation au camping Magog-Orford, j'ai obtenu un temps d'exposition maximum de 8 minutes. Bien que les deux sites entrent dans la catégorie Ciel moyen, avec Voie lactée visible (zone orange), le site du camping Magog-Orford est donc moins affecté par la pollution lumineuse que le site de la SAM.

On peut augmenter le temps d'exposition en utilisant un filtre antipollution, par exemple le filtre IDAS LPS. Faire le test d'exposition ci-haut pour déterminer le temps d'exposition maximum avec votre filtre antipollution ou tous autres filtres. Dans un environnement très pollué (zone blanche ou au centre-ville), on peut déterminer le temps d'exposition en utilisant la formule simple ci-haut. Dans ce cas, il est essentiel d'utiliser un filtre antipollution.

En conclusion, lorsque vous allez à un nouveau site d'observation, commencez par utiliser les valeurs du tableau des temps d'exposition par photo. Ensuite, si vous avez la patience de faire les calculs et désirez avoir plus de précision sur le temps d'exposition maximum, effectuez le calcul du temps d'exposition maximum. Il est plus précis, car il tient compte des conditions réelles d'observation et du matériel utilisé.



Richard Beauregard
Le Ciel Astro-CCD


Révisé le 30 septembre 2015

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