Photos d'”AstroPaysage”

Par Philippe PRINTANT

Par Philippe Printant, OIT

AstroPaysage ?

Une telle photographie combine sur la même image à la fois :

  • Un paysage naturel ou urbain, et
  • Un ciel nocturne étoilé, ou avec la Lune
    avec un matériel assez classique pour un photographe et, surtout, en respectant une règle et une seule, « même endroit, même moment ».

Les grands principes

Il ne faut pas se leurrer, la très forte dynamique nécessaire implique en général de combiner de multiples poses, du paysage d’une part, et du ciel d’autre part.

Pour le paysage, pose unique ou multiples type HDR. Il est possible d’utiliser un éclairage pour révéler les détails, ou artificiel (de type « LightPainting »), ou naturel en utilisant l’éclairage de la Lune. Mais attention, seuls les quelques jours entourant le premier quartier (le soir) ou le dernier quartier (le matin) sont exploitables ; en particulier, autour de la Pleine Lune, la forte lumière de celle-ci induit un ciel trop blanc, avec des étoiles invisibles.

Pour le ciel étoilé, il faudra faire de très nombreuses poses, avec 2 résultats esthétiquement très différents :

  • Un ciel avec des étoiles bien ponctuelles, permettant la « lecture » des constellations…
  • Un ciel avec un filé d’étoiles, induit par la rotation de la Terre

Cette rotation, d’un tour par jour, est rapide pour nous, les photographes : en 1 minute de temps, chaque étoile se déplace de 15 minutes d’arc, c’est-à-dire d’une demi taille de Lune. Pour conserver des étoiles bien ponctuelle, il n’y a donc pas le choix, il faut se limiter à des temps de pose maximaux dépendant de la focale de son objectif :

  • « 200 / F » si nous visons vers le Sud
  • « 400 / F » si nous visons vers le Nord

Cela veut dire qu’avec un objectif de 50 mm, il faudrait donc ne pas dépasser 4 secondes de pose si on vise vers le Sud ; au-delà, les étoiles commenceront à s’allonger sur ses images. C’est peu, très peu !

Ces calculs sont des approximations pratiques d’une formule assez complexe tenant compte de la focale de son objectif, de la taille des pixels de son capteur et de l’écart angulaire entre une étoile visée et le Pôle Nord céleste…

Pôle Nord céleste ? c’est le point autour duquel semble tourner le ciel, avec toutes ses étoiles, pour nous les habitants de l’hémisphère Nord. Il est situé tout près de l’Etoile Polaire, l’étoile située à l’extrémité de la « Petite Ourse » (= le bout du manche de la « petite casserole »).

Les autres ennemis du photographe nocturne

En dehors de la rotation de la Terre, le photographe est confronté :

  • A l’humidité, pour soi et son matériel, avec un éventuel dépôt de buée sur les lentilles de ses
    objectifs.
  • A la pollution lumineuse, engendrée par les éclairages publics avoisinants, donnant des couleurs orangées sur tous nuages ou toutes brumes de haute altitude… La solution idéale est de trouver un site loin de toute ville ou route éclairée, ce qui est plus facile en montagne qu’en Bretagne.
    De manière anecdotique, il existe bien des filtres « anti-pollution lumineuse », leur principe technique étant la réduction des longueurs d’ondes lumineuses issues des lampes à vapeur de sodium, néon, mercure… très courantes dans l’éclairage urbain :
  • Filtres vissants, « Natural Light » de marque NiSi
  • Filtres clipsants, de marque Astronomik (pour boitiers Canon EOS APS-C mais avec un objectif
    EF, full frame, pour boitiers Sony Alpha…)
    Mais il est à noter que ces filtres sont totalement inefficaces avec les ampoules à LED de plus en plus courantes (car plus économes en électricité) mais au spectre lumineux malheureusement bien trop large. De plus, ils sont coûteux, et pas si efficaces qu’annoncé en milieu très pollué.

Un matériel simple

La liste du matériel nécessaire est finalement assez courte :

  • Un boitier supportant de « forts » ISO, de 800 à 6400, disposant si possible du LiveView et d’un
    niveau électronique intégré, et sans oublier sa batterie bien chargée à fond.
  • Un objectif ouvert (de F/1.4 à F/4, au maximum), de courte focale (50 mm au maximum) ; Au- delà, il sera plus difficile d’obtenir des poses avec des étoiles bien ponctuelles. S’il dispose d’un pare-soleil, ce sera un plus appréciable : il fera office de pare-buées !
  • Un trépied, qu’on évitera d’étirer à fond pour conserver une stabilité optimale en présence de vent même léger.
  • Une télécommande, même filaire, avec une fonction de blocage, sera appréciable.
    Quelques accessoires supplémentaires seront bien utiles :
  • Une 2ème batterie, elle aussi chargée à fond.
  • De quoi se protéger du froid, de l’humidité, sans oublier les extrémités, pied / main / tête. Il existe des petites chaufferettes réutilisables (quelques dizaines de secondes au micro-onde), facile à trouver dans tout magasin de sports. Sur un site herbeux, un tapis de sol isole de l’humidité venant du sol, sans oublier qu’il permet aussi de mieux retrouver les accessoires que l’on peut toujours laisser tomber…
  • Une lampe frontale, bien plus pratique d’une simple lampe de poche pour se déplacer de manière sécurisée avec sac et trépied déjà en main. Une lampe frontale avec réglage d’inclinaison (pour éclairer ses pieds ou ses mains, sans éblouir ses voisins) et lumière rouge (pour conserver ses capacités de vision nocturne) est ce qui se fait de mieux.
  • Sans oublier l’éventuel matériel de LightPainting (lampe torche puissante…) pour mettre en
    œuvre cette technique afin d’éclairer sélectivement certains éléments du paysage…

Quelle valeur ISO optimale ?

En se frottant à ce sujet photographique, on se confronte d’une part à un besoin de sensibilités ISO élevées et d’autre part à un bruit croissant (et gênant) à ces mêmes ISO. Il faut donc savoir quelle est la valeur d’ISO optimale avec son boitier, typiquement :

  • 1600-6400 ISO, pour un boitier 24×36
  • 800-3200 ISO, pour un boitier APS-C
    Pour la connaitre plus précisément, on peut réaliser ses propres tests empiriques :
    • Poser en mode manuel, en RAW, dans le noir, en gardant le bouchon sur l’objectif…
    • Poser 1/100ème seconde, à 100 ISO, pour avoir 1 image de référence, puis
    • Poser à temps constant mais suffisamment long (15 sec, voire 30 sec), avec des valeurs
      croissantes d’ISO : ISO croissants : 100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, puis
  • Regarder ses fichiers RAW sur son écran d’ordinateur, en zoomant à 100%, voire 200 % pour bien voir les pixels :
    • Rechercher la valeur ISO la plus élevée, avec un bruit acceptable, peu élevé, et surtout sans plages / pixels colorés. L’image de référence est utile pour les comparaisons.
      Une autre solution est d’utiliser les résultats de mesures techniques (de la dynamique ou du bruit de lecture, en fonction des ISO) que l’on peut trouver sur divers sites :
  • Sur le site de DxoMark, y sélectionner son modèle de boîtier, puis « Measurements », puis « Dynamic Range », et relever la valeur ISO pour 10 EV
  • Sur le site de Bill Claff, y sélectionner son modèle de boîtier, et relever la valeur ISO juste avant le dernier plateau de la courbe descendante…

Process opératoire, sur place…

  • Régler son boitier (cela peut être fait avant de partir sur site)
    o Fichier RAW
    o Mode d’exposition « Manuel », pour choisir soi-même ouverture & temps de pose
    o Ouverture F/D = 1.4 à 4, selon l’objectif monté
    o Temps de pose maximal respectant la règle « 200/F » (Sud) à « 400/F » (Nord)
     A noter qu’il n’a a pas de limite pour les filés d’étoiles
    o ISO optimal pour son boitier, de 800 à 6400 ISO
    o Mode « Rafale », pour des poses multiples, sans temps mort (surtout pour de beaux
    filés d’étoiles)
    o « Autofocus » débrayé
    o « Stabilisation » coupée (c’est au minimum inutile sur un trépied)
    o « Réduction de bruit » désactivée, sinon les temps de pose seront doublés, engendrant des « trous » dans les filés
  • Installer son boitier sur le trépied, non étiré à fond pour une meilleure stabilité
  • Effectuer une mise au point sur les étoiles
    o Éventuellement s’aider du LiveView, en utilisant la loupe à fond
    o Il est possible de réaliser une mise au point sur un éclairage lointain (lampadaire, phare… situé à quelques kilomètres) en utilisant l’autofocus, mais ensuite il ne faudra pas oublier de débrayer celui-ci !
    o Ne jamais faire confiance à l’indication « infini » inscrite sur son objectif
  • Cadrer son paysage
    o En vérifiant son horizontalité, par exemple avec le niveau électronique intégré dans le boitier
  • Tester divers temps de pose pour le paysage, pour le mettre en évidence au mieux.
  • Tester divers temps de pose pour le ciel, les plus longs possible pour conserver des étoiles ponctuelles, en ne laissant apparaitre aucune pollution lumineuse (avec des « nuages » orangés), et surtout sans aucune surexposition : il faut donc laisser l’histogramme bien calé à GAUCHE, sinon le ciel apparaitra trop clair !
  • Effectuer vos poses du ciel
    o Pour un filé : 30 mn de poses cumulées, au minimum
    -Éventuellement, aligner l’étoile polaire avec le paysage
    o Pour des étoiles bien piquées, ponctuelles : pas plus de 10 mn entre la première & la dernière pose (sinon, le recentrage des étoiles entre les poses sera une opération trop difficile à réaliser)
  • Optionnellement, faire des poses « noires », de même durée que pour le ciel mais avec le bouchon d’objectif en place. Ces « dark frames » permettront d’effectuer une réduction de bruit par logiciel.

Et avec la Lune ?

La réalisation d’astropaysage intégrant la Lune ne suit pas tout à fait les mêmes règles si on veut y voir quelques détails. En effet, la taille de la Lune sur un capteur d’appareil photographique est de 1 mm par 100 mm de focale. Bref, sans une focale d’au moins 300mm, on ne voit pas grand-chose ; et même là, la Lune ne fera que 3 mm sur son capteur, soit environ 1/10ème de sa taille.
Pour un maximum de détails visibles : des ISO raisonnables (pas plus de 400 ISO), des temps de poses courts (moins de 1/15ème seconde).
La Lune est intéressante dans ce contexte, si on peut jouer sur sa position dans le paysage, voire même sur son alignement avec un clocher, un arbre… Pour repérer de telles situations, savoir où se placer et surtout savoir à quel moment cet alignement est réalisé, un logiciel, « The Photographer’s Ephemeris » (utilisable en mode web, ou sur Android ou iPhone), permet de réaliser des simulations.

Traitements des images réalisées

Pour obtenir son image finale d’astropaysage, il faudra combiner :

  • Une image du paysage,
  • Une image du ciel.

Tout logiciel permettant la fusion de 2 images sur la base de masque est utilisable à ce moment, ultime : Adobe Photoshop, Affinity Photo…
Mais avant, se pose la question de l’obtention de son image de ciel étoilé. Rappelons qu’il existe 2 options esthétiques :

  • Conserver des étoiles ponctuelles, ce qui implique de compenser leur mouvement apparent entre les poses par des translations (aucune rotation ne sera nécessaire si la 1ère et la dernière pose sont séparées de moins de 5 à 10 mn). Une fois toutes les poses ainsi repositionnées & superposables, leur empilement permettra de réduire le bruit lié au fort ISO ; si elle est disponible, une opération de type “médiane” donnera un meilleur résultat qu’avec une simple “moyenne”.
  • Avoir un filé d’étoiles. Ceci implique de cumuler au moins 30 mn de poses successives (sans compenser leur mouvement !), avec un empilement de type “MAX” (ce qui permettra aussi de révéler les étoiles filantes tombées durant cette période).

A noter qu’en dehors des logiciels généralistes déjà cités (Adobe Photoshop, Affinity Photo…), il existe divers logiciels spécialisés, gratuits :

  • StarMax (Windows), facilitant l’obtention des filés.
  • DeepSkyStacker (Windows), automatisant le process de recalage des poses (par translation et rotation) puis leur empilement. La soustraction des « dark frames » permettra de réduire le bruit de son boitier…
  • Sequator (Windows), idem.
  • Siril (Win, MacOS), plus complet (et complexe) mais au moins il fonctionne aussi sur un Mac.

Bibliographie

  • « La photo du ciel de jour comme de nuit », de Patrick Lécureuil, éd. Pearson, collection « Zoom sur ». Couvre tous les sujets célestes possibles, accessibles à tout photographe de paysage ;
  • « Photographier le ciel de jour comme de nuit », de Patrick Lécureuil, éd. Axilone. Du même auteur, un ouvrage plus récent que le précédent. Décrit divers traitements logiciels spécifiques.
  • « Le ciel, un jardin vu de la Terre », de Laurent Laveder, éd. Belin. Tous les sujets liés au ciel (météos ou astronomiques) accessibles aux photographes sans moyens particuliers. Infos techniques limitées. Quelques sujets très originaux
  • « Les saisons des étoiles – A la poursuite des étoiles du haut des sommets alpins », de Nicholas Roemmelt, Eugen E. Hüsler et Marco Barden, éd. White Star. Alpinisme, nuit étoilée, photographies : de superbes images (parfois primées). Peu d’informations techniques, mais des conseils intéressants et un « making of » d’une des images emblématiques…
  • « Villes éteintes », de Thierry Cohen, éd. Marval. Une bonne idée, de belles images… Son astuce : compositage d’une image de la ville prise de jour & d’une image du ciel pris depuis un lieu situé à la même latitude et dans la même orientation. Il est donc clair qu’il ne respecte pas la philosophie « même endroit, même moment », mais son sujet ne lui en laisse pas le choix !
  • Pour finir, voici les 2 sites de Guillaume Cannat, auteur d’éphémérides très utilisées par les astronomes amateurs, indiquant les phénomènes intéressants du mois à venir : le guide du ciel et autour du ciel.

Conclusion

L’astropaysage peut faire peur par la complexité supposée des moyens et techniques à mettre en
œuvre. Mais en fait, tout photographe (en particulier de paysages) dispose du matériel adéquat. Il faut juste connaitre :

  • La règle des « 200/F » (vers le Sud) ou « 400/F » (vers le Nord) pour conserver des étoiles bien ponctuelles,
  • La valeur ISO la plus élevée et sans trop de bruit, spécifique à son boitier.

Et pour finir, soyons honnête en respectant la règle du jeu « même endroit, même moment » !