Photographie solaire : prises de vue H-Alpha professionnelles

Dans cet article, vous découvrirez comment réaliser des clichés spectaculaires des tempêtes solaires et de la surface du Soleil.

Ce guide fait suite à un article précédent. Si vous ne savez pas encore comment orienter au mieux votre télescope vers le Soleil, quelles mesures de sécurité sont indispensables et de quels logiciels de prise de vue et de superposition vous avez besoin, nous vous recommandons vivement de lire d'abord cet article : https://www.astroshop.de/fr/i,1754 

Vous pourrez ensuite reprendre exactement là où vous en étiez. Vous maîtrisez les bases ? Alors plongeons-nous ensemble dans le monde fascinant de la photographie H-Alpha !

Ces gigantesques éjections de matière, également appelées tempêtes solaires, sont désignées sous le nom technique de « protubérances ». Il s'agit d'arcs de plasma spectaculaires qui sont littéralement projetés dans l'espace par le Soleil. Ils peuvent atteindre plusieurs fois le diamètre de la Terre et se déplacent à une vitesse relativement élevée, ce qui les rend si uniques en astronomie.

Cependant, en raison de l'énorme luminosité du Soleil, ces éjections sont rapidement noyées dans la lumière et présentent un très faible contraste. Les protubérances s'observent principalement à une longueur d'onde bien précise : 656,28 nanomètres. Pour subdiviser ce spectre extrêmement étroit, on utilise l'unité de mesure Ångström (Å). Ici, plus la valeur en Ångström est petite, plus les protubérances sont contrastées. Certains appareils haut de gamme fonctionnent parfois avec seulement 0,5 Ångström – une gamme de lumière incroyablement étroite.

C'est aussi la raison pour laquelle les filtres H-alpha classiques utilisés en photographie du ciel profond ne constituent pas une option pour le Soleil. S'il est théoriquement possible de photographier des protubérances très lumineuses à l'aide d'un filtre H-alpha de 3 nanomètres et d'une feuille de protection solaire supplémentaire, cela entraîne toutefois des temps d'exposition très longs et le résultat manque de contraste et manque de netteté.

Les filtres H-alpha destinés à l'observation du Soleil sont extrêmement complexes à fabriquer et présentent un taux de rebut très élevé : sur une centaine de filtres produits, seuls un ou deux parviennent à passer le contrôle qualité rigoureux. Plus le diamètre du filtre est grand, plus la production est coûteuse et difficile.

Pour régler avec précision la bonne longueur d'onde, de nombreux appareils sont équipés d'un mécanisme d'inclinaison mécanique qui fait basculer le filtre de quelques millimètres. Cela modifie très légèrement le trajet de la lumière et rend visibles les structures H-alpha. D'autres appareils haut de gamme utilisent plutôt un « Pressure Tuner », qui règle le filtre avec précision sur la bonne longueur d'onde grâce à la pression atmosphérique. Le grand avantage de cette méthode est une netteté et un éclairage nettement plus homogènes sur l'ensemble du champ de l'image.

Pour la photographie solaire en H-Alpha, nous recommandons vivement d'utiliser un appareil photo noir et blanc (monochrome). De par sa conception, un appareil photo couleur est moins sensible à la lumière ; de plus, la matrice de Bayer intégrée entraîne une perte de résolution importante. Autre inconvénient : l'image obtenue avec un appareil photo couleur est d'un rouge extrêmement foncé, ce qui complique considérablement le traitement ultérieur de l'image.

Avant d'acheter, vérifiez quelle caméra permet de capturer au mieux le Soleil avec votre télescope H-Alpha. La taille du capteur et la distance focale déterminent si le Soleil tient entièrement dans l'image ou si seule une partie est visible. Nous vous recommandons d'utiliser cet outil pour calculer à l'avance le cadrage souhaité : https://astronomy.tools/calculators/field_of_view/  Cliquez en haut sur « Imaging Mode » et sélectionnez « The Sun » dans la rubrique « Solar System ». Saisissez ensuite les valeurs de votre télescope H-Alpha (par exemple, ouverture de 40 mm et distance focale de 400 mm). Vous pouvez alors soit sélectionner le modèle de votre caméra, soit saisir manuellement les données à partir de la fiche technique.

Vous vous en rendrez vite compte : si vous réglez la durée d'exposition de manière à ce que la surface soit parfaitement exposée, les protubérances sont à peine visibles. En revanche, si vous exposez correctement les protubérances, la surface du Soleil apparaît complètement blanche. Pour rendre ces deux éléments visibles en même temps, nous vous recommandons d'exposer la surface juste assez pour qu'elle ne soit pas encore surexposée (blanchie).

Très important : n'enregistrez pas une image unique, mais une vidéo au format .ser. Dans ce format de fichier, les données brutes sont enregistrées sous forme d'images linéaires non compressées dans un seul fichier (un peu comme le format .fits, mais sous forme de vidéo). Cela vous offre beaucoup plus de liberté lors du post-traitement. Le logiciel SharpCap est idéal pour ce type d'enregistrements.

Filmez pendant 60 secondes maximum en utilisant la fréquence d'images (FPS) la plus élevée possible de votre caméra. Le soleil présentant une forte dynamique, les premiers mouvements propres aux protubérances deviennent visibles dès la première minute ; ne filmez donc pas plus longtemps d'affilée afin d'éviter tout flou. Le fichier .ser obtenu est ensuite importé dans AutoStakkert! et empilé.

Si vous souhaitez immortaliser le mouvement des éruptions solaires en accéléré, voici la meilleure façon de procéder : enregistrez par exemple 60 vidéos de 60 secondes chacune, en laissant un intervalle de 30 secondes entre chacune d'elles. Vous aurez ainsi filmé le Soleil pendant environ une heure et demie. Important : pendant ce laps de temps, le suivi de votre monture doit être d'une précision absolue !

À l'issue de la session, vous vous retrouverez avec 60 fichiers vidéo volumineux sur votre disque dur. Veillez donc impérativement à disposer d'un espace de stockage suffisant, car cela peut rapidement représenter plusieurs gigaoctets. AutoStakkert! peut ensuite effectuer un « empilement par lots » très pratique, au cours duquel les 60 fichiers sont automatiquement empilés les uns après les autres. Vous pouvez ensuite assembler les 60 images finales dans le programme PIPP pour obtenir une vidéo fluide. Avec une lecture à 20 images par seconde (FPS), vous obtenez ainsi un spectaculaire time-lapse d'environ 3 secondes.

Souhaitez-vous réaliser un time-lapse encore plus long et montrer la lente rotation du soleil ? Dans ce cas, vous aurez besoin de plus de matériel. Nous vous recommandons alors de prendre environ 300 clichés de 30 secondes chacun, avec une pause de 30 secondes entre chaque. Vous capturerez ainsi environ 5 heures d'activité solaire et obtiendrez au final une vidéo impressionnante d'une durée d'environ 15 secondes.

Pour mettre parfaitement en valeur à la fois les protubérances et la surface solaire sur l'image finale, un peu de retouche est nécessaire. L'outil le plus populaire actuellement pour cela est le logiciel PixInsight, associé à la Solar Toolbox. L'astrophotographe Daniel Nimmervoll vous montre comment les installer et les utiliser de manière optimale dans cette excellente vidéo très détaillée : https://www.youtube.com/watch?v=pyYM9l3NCKE 

• Ajoutez l'URL : https://www.cosmicphotons.com/pi-modules/solartoolbox/ dans le gestionnaire de référentiels de PixInsight
  et redémarrez le programme.
• Chargez votre image .tif empilée du soleil.
  Ouvrez la boîte à outils via le menu sous « Process » -> « Solar Toolbox ».
• Réglez le « Type d'image » sur « Surface et protubérances ».
• Jouez avec les curseurs et réglez l'image selon vos goûts personnels.
• Enregistrez le résultat au format .tif. Vous pouvez désormais effectuer les dernières retouches (par exemple, les réglages de couleur ou l'application de filtres Camera Raw) dans Photoshop.

Astuce : Vous pouvez également utiliser la fonction « Batch Edit » (traitement par lots) pour modifier de la même manière les 60 images (ou plus) de votre time-lapse en une seule fois. Il vous suffit ensuite d'assembler les images colorisées et retouchées dans PIPP. C'est exactement comme ça que procèdent les photographes professionnels spécialisés dans les photos de soleil !

Nous espérons que cet article vous aidera à surmonter avec succès les premiers obstacles de la photographie solaire. Si vous avez encore des questions ou si vous avez besoin de conseils sur les télescopes et les appareils photo adaptés, n'hésitez pas à contacter notre équipe d'experts : nous serons ravis de vous aider !

Marc-Antonio, également connu en ligne sous le pseudonyme astronomical_horizon, est un astrophotographe passionné qui s'intéresse particulièrement aux télescopes à miroir rapides. Sa spécialité : les petites nébuleuses planétaires. En dehors de l'astronomie, il se passionne pour la botanique. Il connaît la flore locale comme sa poche. Et s'il lui reste encore un peu de temps, il se met à la guitare électrique.