Publié : 29/01/2025

Comment choisir sa caméra astro / APN ? #Partie 2 : Ciel Profond

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Le développement des capteurs numériques a permis un bond spectaculaire à l’astrophotographie. Il est désormais possible pour un coût modéré d’obtenir des résultats spectaculaires : des images à la fois lumineuses, détaillées… et avec des capteurs de tailles appréciables pour le ciel profond !

Grâce au développement de nombreux logiciels et de boîtiers de contrôle type ASIAIR ou PowerBox, il est même possible de se passer d’un PC au moment de l’acquisition de vos prises de vue. Pilotez votre monture, caméra, moteur de mise au point, roue à filtres… directement depuis votre smartphone ou tablette avec un maximum de confort et facilité.

Découvrez à travers cet article les caractéristiques importantes à retenir sur la sélection de votre futur caméra… et si vous hésitez avec un APN, nous vous donnerons quelques clefs pour affiner votre choix

Sommaire

Le sujet est vaste, les filtres sont très variés et pour des usages extrêmement différents. Ils sont indispensables pour améliorer les performances de votre instrument ou vous faire découvrir le ciel autrement. Voici les différentes catégories que nous vous proposons de découvrir.

Planétaire : priorité à la vitesse (partie 1)

Top 3 des caméras pour l’imagerie planétaire

Ciel profond (partie 2)

Résolution
Echantillonnage
Refroidissement

Top 3 des caméras pour l’imagerie du ciel profond

Caméra astro ou APN ?

➤ Cette année : 1 bonne résolution à tenir !

Légende : Simulation de tâches d’Airy d’étoiles binaires suivant différents diamètres d’instruments
Copyright © Astrophysique sur Mesure / Benjamin Mollier - DU Lumières sur l'Univers

Le seeing est une grandeur qui permet de caractériser la qualité optique d’un ciel. En France, sous un ciel calme (en termes de turbulences, la pollution lumineuse ne joue pas), le seeing tourne autour d’une FWHM de 2.5 / 3’’ d’arc (Full-Width at Half Maximum - largeur du signal à la moitié de sa hauteur). C’est une valeur valable pour tous les instruments qui permet de comparer différents sites d’observation.

L’achat d’une caméra (en ciel profond) dépend de cette valeur (ou de la qualité de votre ciel si vous avez pu mesurer précisément le seeing). Selon le critère de Nynquist on va chercher à ce que l’ensemble « instrument (focale) / caméra (pixel) » donne une valeur 2x fois plus petite que le seeing attendu.

➤ L’échantillonnage : Kézako ?

On utilise la notion d’échantillonnage qui représente la portion angulaire du ciel vu par un pixel à travers la formule : E = 206 x P / F

Exemple : Avec un télescope Newton de 200mm à f/5 (1000mm de focale) et une caméra ZWO-294MC-Pro (pixels de 4.63µm).

E = 206 * 4.63 / 1000 soit 0.95’’/pixel. Cette combinaison est ici cohérente pour faire de l’imagerie du ciel profond longue pose.

Légende : En haut – Sous-échantillonnage, les 2 détails ne sont pas séparés (résolu)

En bas – Avec un pixel d’écart, au moins entre les détails, ils peuvent être visualisés séparément lors de la restitution de l’image ©Optique Unterlinden

Si on s’éloigne fortement de cette valeur (un échantillonnage autour de 1 ou 1.5’’/pixel), on risque de :

Sous-échantillonner (si la valeur est plus grande). Le couple caméra/instrument ne verra pas les plus petits détails possibles
Sur-échantillonner (si la valeur est trop petite). C’est souvent le cas vu que les pixels sont de plus en plus petits. On n’obtient pas davantage de détails, la cadence de prise de vue est moins rapide, quantité de données supérieures, défaut de suivi / qualité de l’optique plus facilement visibles…).

Notre conseil : La focale des instruments (pour la photographie du ciel profond) varie de 300 à 3000mm… l’échantillonnage peut varier d’un facteur 10 ! Vérifiez cette donnée avant l’achat de votre caméra, même si dans de nombreuses configurations « classiques » (focale autour de 1000mm et pixels de 3/4µm) l’échantillonnage sera directement bon pour le ciel profond.

Pour les instruments dotés de petite focale, privilégiez les caméras avec les plus petits pixels. Pour les grandes focales : des grands pixels (comme ce n’est pas toujours possible le binning, regroupement de pixels, est une alternative, et au pire le sur-échantillonnage n’est pas trop problématique).

La taille du capteur

C’est souvent LE critère de sélection d’une caméra… tout en étant le plus simple à déterminer… car il va dépendre principalement de votre budget! Pour imager la plus grande zone du ciel possible puis l’afficher sur votre écran (ou lors d’une impression papier) le plus grand capteur sera privilégié. On utilise 2 formats principalement en astrophotographie : l’APS-C (22.2x14.8mm) et le plein-format (24x36mm).

Attention : dès le format APS-C la plupart des optiques (télescopes ou lunettes) nécessitent un correcteur (de coma) ou aplanisseur (de champ) pour que les étoiles en périphérie du capteur soient bien rondes comme celles du centre (proches de l’axe optique qui subit le moins de déformation).

Légende : Schéma comparatif de différents capteurs numériques ➔

On peut rajouter à titre d’exemple les capteurs caméras des ZWO ASI-533 (surface : 128mm2) / ASI-294 (251mm2) / ASI-2600 (369mm2) Source : ©Wikipedia

➤ Indispensable refroidissement

Même si vous n’êtes pas adepte des grands froids… votre caméra appréciera (en imagerie longue pose) un grand coup de frais. En effet le bruit thermique augmente avec la température et le temps de pose, or, par définition l’imagerie des nébuleuses, galaxies, amas nécessite des poses unitaires de plusieurs minutes. Vos images sont alors affectées d’un fond grisâtre au lieu de noir, le refroidissement est alors une solution indispensable pour obtenir le meilleur de votre capteur.

La plupart des fabricants propose une solution simple : le refroidissement thermoélectrique grâce à un module Peltier et des ventilateurs fixés à l’arrière de la caméra. La température peut descendre jusqu’à -35° sous la température ambiante !

Il faut cependant éviter d’activer à 100% le refroidissement… la température finale (température extérieure + refroidissement) évoluerait dans ce cas au cours de la nuit… en raison de la fluctuation de la température extérieure. On cherche à obtenir une température finale constante, pour cela le refroidissement est souvent activé autour de 80%. Vous pouvez alors utiliser les darks d’une même température.

Photo : Vue arrière d’une caméra ZWO ASI1833MM-Pro - Ventilateur sur le dessus et aération du module Peltier sur les cotés

Légende : Courant d’obscurité en électrons par seconde par pixel en fonction de la température sur une caméra ZWO ASI 533MC-Pro.

Plus la température est basse, moins d’électrons « parasites » sont générés

Pour résumer, votre future caméra doit présenter les caractéristiques suivantes :

✅ Une surface de capteur suffisante pour vous éviter de mosaïquer sur la plupart des nébuleuses ou galaxies. Avant votre achat simulez la zone couverte sur le ciel de votre couple « instrument/caméra » sur un logiciel comme Stellarium (sur quelques objets que vous aimeriez photographier)

✅ Un refroidissement… les premiers modèles commencent vers 1 000€ (exemple : ZWO ASI533MC-P)

✅ Un échantillonnage adapté à votre ciel. En France avec un seeing de 2.5/3’’ on va viser 1≃1.5’’

✅ Un faible bruit de lecture / grande plage dynamique / sensibilité quantique maximale

(voir notre article sur « le fonctionnement d’un capteur numérique)
✅ Un capteur couleur est souvent suffisant et très pratique d’utilisation, sauf si vous utilisez des filtres à bande très étroites (type H-Alpha / O-III / S-II 3nm ou 4.5nm)

➤ Top 3 des caméras pour l’imagerie longue pose

✅ Caméra ZWO ASI533MC-PRO : 1020,00 €

Premier modèle accessible au catalogue ZWO avec un refroidissement, la 533MC-Pro est déjà une référence pour qui souhaite se lancer facilement dans l’imagerie du ciel profond. Grâce à son absence d’effet pré-ampli (« amp-glow ») elle est plus performante que des caméras disposant d’un capteur plus grand.

✅ Résolution : 3008x3008 (pixels de 3.76µm2)

✅ Surface : 128mm²

✅ Rendement quantique : pic à 80%

✅ FWC : 50 000 e- / ADC : 14 bits

✅ Bruit de lecture : 1 à 3.8 e-

✅ Absence d’amp-glow

Nébuleuse d’Orion M42 - par Olivier Garot (Val d'Oise, France) ➔

Télescope Celestron C11 sur monture équatoriale Sky-Watcher AZ-EQ6.

Caméra ZWO ASI533MC refroidie, réducteur Celestron f/6.3 et filtre UHC.

(photo utilisée avec autorisation de l'auteur)

✅ Caméra ZWO ASI2600MC-PRO : 1 879,00 €

Pour ceux à la recherche d’un capteur de taille conséquente, la ZWO 2600 est parfaite car elle dispose du Sony IMX571 au format APS-C. Avec un pic de sensibilité à 80% grâce à la technologie Back-Illuminated et un faible bruit de lecture, elle présente de sacrés arguments pour ravir de nombreux astrophotographes désirant investir dans une première belle caméra… ou sur le point d’en changer.

✅ Résolution : 6248x4176 (pixels de 3.76µm2)

✅ Surface : 369mm² (format APS-C)

✅ Rendement quantique : pic à 80%

✅ FWC : 50 000 e- / ADC : 16 bits

✅ Bruit de lecture : 1 à 3.3 e-

✅ Absence d’amp-glow

Nébuleuse Hélix - par Cédric Humbert (54, France) ➔

Télescope Sky-Watcher Newton 200mm f/5 sur monture équatoriale Sky-Watcher AZ-EQ6

Caméra ZWO ASI2600MC refroidie, filtres Optlong L-Pro et L-Ultimate

(photo utilisée avec autorisation de l'auteur)

✅ Caméra ZWO ASI6200MC-PRO : 4 749,00 €

Le format 24x36 est mythique en astrophotographie, longuement resté inaccessible en CCD, il le devient progressivement grâce aux capteurs CMOS et des concepteurs tels que ZWO. Avec un pic de sensibilité à 91% elle offre de nombreuses caractéristiques étonnantes si vous possédez une optique dotée d’une très bonne correction sur un large champ.

✅ Résolution : 9576x6388 (pixels de 3.76µm2)

✅ Surface : 869mm² (format 24x36mm)

✅ Rendement quantique : pic à 91%

✅ FWC : 51 400 e- / ADC : 16 bits

✅ Bruit de lecture : 1.2 à 3.5 e-

✅ Absence d’amp-glow

✅ Poids : seulement 700g

Nébuleuse NGC6188 par l’APO_Team (Chili) ➔

Lunette Takahashi TOA-150 f/7.3 sur monture équatoriale

Caméra ZWO ASI6200MM refroidie, filtres Astrodon Ha/OII/SII

(photo utilisée avec autorisation de l'auteur)

➤ La grande question : APN ou caméra astro ?

C’est une question récurrente pour toutes les personnes souhaitant se lancer dans l’astrophotographie. Voici quelques pistes pour guider votre choix :

L’APN (Appareil Photo Numérique) est une excellente porte d’entrée vers l’imagerie astronomique, de très nombreux astrophotographes ont débuté par cet outil très pratique, facile d’utilisation et polyvalent (utilisation astro ET familiale/perso). Nul besoin d’un PC, le prix est plus accessible qu’une caméra CCD ou CMOS, les résultats sont vite surprenants. Si vous cherchez la facilité… c’est la manière la plus simple de rendre dans le monde de l’imagerie astro !

Voici un comparatif sur divers points à l’avantage ou non d’une des 2 solutions. Par simplicité on compare un APN défiltré (type Canon 200D) avec une caméra CMOS couleur refroidie (type 2600), les 2 sont au format APS-C.

Tableaux comparatif APN / caméra astro

Les caméras ont un large avantage sur la plupart des APN en termes de rapport signal-sur-bruit (ce qu’on recherche avant tout en imagerie), si vous recherchez la meilleure image possible, il faut vous diriger vers une caméra spécialisée astro. Le gain en sensibilité (encore plus grand sur les capteurs monochromes) et le refroidissement sont avantages très appréciables.

Vous pourrez de plus filtrer davantage si vous êtes dans un ciel présentant une forte pollution lumineuse (la bande passante des filtres pourra être plus fine que sur un APN).

Quant au confort d’utilisation il est depuis plusieurs années largement facilité par des boîtiers type ZWO ASIAIR qui évite de sortir un PC sur votre lieu d’observation. Avec votre smartphone vous pouvez piloter facilement tout votre équipement ! Puis transférez vos images lorsque vous rentrez votre boîtier.

Niveau traitement des images on pense souvent qu’une caméra astro est plus difficile à utiliser sur des logiciels de traitements… mais l’image étant plus lumineuse, avec moins de bruits… vous aurez au contraire plus de facilité !

Notre conseil : si vous débutez totalement, sans aucune expérience en imagerie (voir en astronomie) un APN défiltré d’occasion peut être une très bonne manière de débuter (sans vous ruiner) avant de faire le grand saut vers une caméra spécialisée astro. Richard Galli, de notre équipe, défiltre tous types d’APN depuis 15 ans pour le compte de sa société EOSforAstro, et propose de telles occasions : https://www.eosforastro.com/occasions.

Attention : un APN non déflitré manque cruellement de sensibilité. Pensez à lui adjoindre en plus d’un filtre diurne (pour continuer à l’utiliser de jour), un filtre anti-pollution lumineuse type L-Pro ou Duo-Band.

Si vous savez déjà que l’imagerie longue va vous plaire, que vous souhaitez obtenir le meilleur du reste de votre matériel (tube optique / monture)… et que vous souhaitez la meilleure image possible… alors évitez l’étape APN… et utilisez ce budget directement dans une caméra CMOS refroidie. A partir de 1 000€ les premiers modèles sont accessibles, comme bcp de nos clients votre seul regret sera… « pourquoi ne suis-je pas passé à une caméra astro avant ! »

Nous restons à votre disposition pour toutes questions, conseils sur l’autoguidage, bague d’adaptation, back focus, alimentations…