Je vous en parle souvent (trop souvent ?), un de mes nouveaux loisirs consiste à photographier les étoiles. Voila quelques temps que je me perfectionne à cette technique et je voulais vous en toucher deux mots, car la photographie astronomique est très différente de la photo classique, même si elle peut se faire avec un appareil photo des plus ordinaire.

Pour photographier le ciel profond (les nébuleuses, les galaxies ou les amas d’étoiles) il est nécessaire d’utiliser un temps de pose long et quand je dis long, on ne parle pas de secondes mais plutôt de minutes, de une à dix minutes en moyenne pour chaque photographie.

Et que voit-on au bout de cinq minutes sur la pellicule ? Ceci :

Ceci est une photographie d’une nébuleuse avec un temps de pose de 300 secondes. Que voyez-vous ? Juste quelques malheureuses étoiles en plissant les yeux. Pourtant la photographie n’a pas été réalisée avec un appareil photo posé sur simple un trépied. Tout simplement parce que les étoiles auraient beaucoup bougé dans le ciel au bout de cinq minutes de pose et que nous aurions des traits à la place des points, comme si vous photographiez une voiture de course passant devant vous avec votre smartphone. Il y aurait du flou de mouvement.

La photo que vous voyez a été réalisée avec une lunette (l’équivalent d’un téléobjectif de 300 mm de focale) installée sur une monture qui compense le lent mouvement de rotation de la terre. C’est ce que l’on appelle une monture équatoriale. Sans ce déplacement, le temps de pose raisonnable sur un trépied pour ne pas avoir de bouger aurait été d’une seconde au maximum.

Pour les photographes qui connaissent cette notion, l’histogramme de notre image ressemble à ceci :

L’histogramme est une courbe qui représente la répartition du signal lumineux enregistré par les photosites de notre capteur sur un graphe, du signal le plus faible à gauche, au plus fort à droite.

Vous voyez à petite courbe à gauche ? C’est le signal reçu par la caméra, à gauche ce sont les lumières sombres, à l’extrême droite, les lumières vives. En photographie classique, un cliché idéal aurait un histogramme en forme de cloche partant de la gauche et terminant à droite. Quelque chose comme ceci :

On en est donc très loin.

A l’aide d’outils assez sophistiqués, ici Pixinsight, il est possible de booster l’histogramme de notre image et enfin voir la nébuleuse. Mais cela augmente le rapport entre le bruit et le signal de votre photographie.

Voici la même image que tout à l’heure, 300 secondes de pose, mais dont l’histogramme à été étiré vers la droite. La magie opère et la nébuleuse commence à apparaître. Son histogramme est totalement différent vous voyez ?

Mais en astronomie, il est rare que l’on fasse une seule photographie. Généralement, on en prend plusieurs dizaines. Cela permet d’ajouter du détail et de réduire le bruit aléatoire généré par le capteur. Sans cette accumulation d’informations, les images resteraient terriblement bruitées, donc très moche.

On procède donc à des dizaines de photographies identiques pendant des heures. 300 secondes cela peut sembler long, alors que direz vous de 36 images de 300 secondes, trois heures de photographie sur la même cible. Et j’écris trois heures, mais c’est bien le minimun syndical. Certains astronomes cumulent des centaines d’heures d’images sur le même objet. Bon évidemment pas au cours de la même nuit bien entendu.

Mais que fait-on de toutes ces images, hé bien on les moyenne avec des algorithmes très sophistiqués qui alignent les étoiles, ajustent les niveaux et extraient le signal du bruit.

Voici le résultat de 26 images de 300 secondes moyennées :

Tout ça pour ça ? Attendez, nous allons à nouveau booster l’histogramme avec nos outils magiques, regardez :

Et la lumière fut ! Outre les couleurs, on commence à voir des détails dans la nébuleuse. Notre histogramme ressemble maintenant à ceci :

Chacune des courbes représentent les composantes rouge, vert et bleu d’une image RGB.

C’est à partir de cette image que l’on appelle un master, ici une accumulation de 26 images de 300 secondes, soit un peu plus de deux heures de photographie dans le froid, que l’on va commencer un long traitement pour en tirer toute la quintessence.

Pour les traitements je vais faire simple.

Tout d’abord on calibre les couleurs de l’image à l’aide des étoiles présentes dessus (certaines étoiles sont bleues, d’autres jaunes, d’autres blanches, d’autres rouges) ce qui permet d’ajuster les couleurs de l’ensemble de la photographie.

Ensuite on retire le gradient de lumière souvent présent sur l’image, un dégradé du à la pollution lumineuse, la lune mais également à l’évolution de l’obscurité au cour de la nuit.

Ensuite on affine les étoiles, on peut les rendre plus rondes car certains défauts optiques ont tendance à les transformer en patates sur les bords de l’image.

Une fois que nos étoiles sont belles, on les sépare du reste du ciel pour ne garder que le nuage de gaz.

C’est magique et surtout cela va permettre de traiter le nuage de gaz indépendamment des étoiles, un peu comme photoshop le fait avec ses calques, c’est le même principe.

Ensuite on va réellement s’atteler à étirer notre fameux histogramme correctement pour obtenir les lumières et contrastes désirés. C’est une étape délicate où il faut user de doigté et de bon goût pour ne pas tout gâcher.

Après divers traitements cosmétiques, usages de masques et une nouvelle calibration liée au filtre utilisé (ici un filtre trois bandes qui ne laisse passer que le signal de l’hydrogène, l’oxygène et le souffre), on obtient cette nouvelle image assez différente. C’est ce que l’on appelle un traitement HOO.

Maintenant il s’agit de rajouter les étoiles. Les voici après avoir boosté finement l’histogramme.

Mais comme il y en a beaucoup et que cela va nuire à la visibilité de la nébuleuse, on va en enlever quelques unes. Ce n’est pas obligatoire, mais j’aime bien.

Il ne reste plus qu’à superposer le calque de la nébuleuse avec celui des étoiles pour obtenir l’image finale.

Magique ! Voilà, nous avons une image qui revient de bien loin, souvenez-vous du début. Mais la vérité c’est que nous n’avons pas fini le travail. La dernière étape demande un logiciel photo classique comme Lightroom ou Photoshop pour peaufiner l’esthétique de l’ensemble. Donc on exporte le travail au format tiff et on part sous Lightroom.

Et voici l’image finale dans sa totalité. Les couleurs ont gagné en saturation, en contraste, les détails en texture et clarté, certaines couleurs ont été renforcées et l’image a été exportée au format jpeg pour être affichée sur les réseaux sociaux. Plusieurs heures de travail pour obtenir une photographie cosmétique mais pas du tout scientifique de la nébuleuse de la flamme.