Cet article a pour but de présenter de façon empirique mais pratique, les possibilités offertes à un astronome amateur pour le choix de ses oculaires, en fonction du rapport focal de son télescope (ou de sa lunette astronomique). Vous trouverez également en bas de cette page, un petit outil vous permettant de faire des calculs de grossissement, basé sur les caractéristiques de votre instrument et des oculaires.
Dans ce qui suivra ci-dessous je présente différentes mesures que je vais tout d'abord expliciter un minimum pour les lecteurs qui n'y sont pas habitués :
Le rapport focal F/D de votre instrument est crucial !(autrement appelé "ouverture") est un chiffre très simple à calculer. Il suffit de diviser la longueur focale de l'instrument par le diamètre de son objectif ou de son miroir principal. Par exemple, un télescope de 200 mm de diamètre et de 2000 mm de focale (comme le Célestron 8) a un rapport F/D égal à 10.
Les objectifs d'appareils photographiques sont généralement caractérisés par :
L'ouverture d'une optique est un facteur très important pour la photographie, aussi bien pour une utilisation diurne qu'astronomique ! Le temps de pose photographique augmente avec la valeur de ce rapport F/D. Par exemple il double quasiment entre un objectif à F/D 6 et un autre à F/D 10. On dira alors qu'un instrument à FD 6 est 2 fois plus "lumineux" qu'un instrument à FD 10. Cependant cette notion ne vaut que pour la photographie au foyer.
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Pour un usage purement visuel, le rapport F/D n'a pas la même connotation. Plus le diamètre est important plus on reçoit de lumière. Le rapport F/D est toutefois utile pour déterminer simplement la focale des oculaires les mieux adaptés à un instrument. Il permet donc de déterminer quelle gamme d'oculaires utiliser pour ne pas dépasser les possibilités optique de votre instrument, et ce, quelque soit son diamètre ! Nous avons vu plus haut que le facteur de grossissement obtenu à l'oculaire est calculé par la formule F/f et que la "pupille de sortie", c'est à dire la taille du faisceau de l'image produite en sortie d'oculaire, dépend du grossissement et du diamètre de l'instrument.
On a donc un rapport direct entre le rapport F/D (ouverture), la pupille de sortie et la focale de l'oculaire ! Ce rapport F/D nous permet donc immédiatement de calculer une gamme d'oculaires adaptés à vos besoins.
L'idée est ici de permettre à n'importe quel astronome amateur de définir la gamme de focales de ses oculaires directement en fonction du rapport F/D de son instrument.
Nous recommandons sur tous les instruments, de choisir des focales d'oculaires situées entre F/D / 2 et F/D x 5. Par exemple, sur une lunette F/D 7 on pourra utiliser des oculaires de 3,5 mm à 35 mm. Cette information est évidemment très arbitraire et sera à nuancer avec un instrument ou un autre et l'on ne pourra pas toujours utiliser ces limites.
Par exemple un Maksutov 127 avec son coulant de 31,75 mm et son rapport F/D de 12 sera utilisable avec des oculaires de 7 mm au minimum et vous pourrez utiliser un oculaire Explore Scientific 24 mm 68° ou un ARTPF25 au maximum pour le coulant 31,75 mm. Sur un télescope de Newton, nous recommandons de ne pas "monter" démesurément en focale d'oculaire car l'ombre du miroir secondaire devient rapidement gênante au delà de 5x le rapport F/D.
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Pour illustrer chaque formule, j'ai pris comme exemple les trois instruments suivants :
Grossissement minimum théorique : pupille à 5mm : f oculaire = 5 * F/D
Ce grossissement minimum peut par contre s'utiliser sous des cieux purs de montagne, à l'abris de lumières parasites, ou pour utiliser des filtres très restrictifs.
On obtient ici un grossissement "équipupillaire", c'est à dire que la pupille de sortie du télescope est égale à celle de l'oeil dans l'obscurité.
Pourquoi 5 x F/D ? Ce calcul se base sur le fait qu'une pupille moyenne d'adulte dépasse rarement 5mm. La pupille de sortie est donc ici calculée pour 5mm. Grossir moins équivaut à obtenir une pupille plus grande que l'ouverture maximale de l'iris, à diaphragmer le télescope avec l'iris de l'oeil, donc à en réduire "virtuellement" le diamètre utile. On n'aura ainsi aucun gain de lumière en grossissant moins, on aura un champs plus grand mais au détriment d'une forte luminosité du fond du ciel, et sur les télescopes on sera certainement gêné par l'ombre du miroir secondaire.
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Beaucoup de sites utilisent en référence une pupille de 6mm ou 7mm. Il y a même une courbe des âges permettant d'obtenir plus si vous êtes jeunes, mais cette "dilatation" de l'iris est très rare et impose que vous subissiez de longues périodes dans l'obscurité la plus totale, dilatation détruite bien évidemment par une observation au télescope sur des objets brillants, les planètes ou la lune, ou toute autre lumière...
Vous pouvez également réduire cette valeur : si vous avez une idée de votre dilatation pupillaire maximale, utilisez cette valeur dans vos calculs !
Grossissement "moyen" : f = 3*F/D
Grossissement intermédiaire "passe-partout" idéal pour le grand champs : en utilisant un oculaire "grand champs" donnant un champ apparent d'environ 80°, on parvient à voir un ciel équivalent à celui donné par les oculaires cités plus haut, mais avec un contraste et un assombrissement du fond du ciel bien plus favorables à l'observation, d'où une meilleure vision. On bénéficie également de détails plus "gros" ce qui permet de mieux les distinguer. La pupille de sortie de 3mm est très confortable.
A ce grossissement, vous observerez les grandes nébuleuses, M31 (en partie ou en entier selon l'instrument), la lune en entier, les planètes dans leur environnement "global" et les conjonctions.
Grossissement "pratique" : f = 2*F/D
Ce grossissement s'utilise de façon générale pour chercher les objets à observer de petite taille, pour les objets moyennement étendus du ciel profond comme les nébuleuses, il permêt aussi l'observation des planètes et de leurs satellites de façon "grand champs" et permet encore d'observer la lune dans son ensemble. Les oculaires de 15 et 20mm sont ceux que j'utilise le plus couremment en dehors des observations purement planétaires. A ces focales, prenez préférentiellement des oculaires grand champs pour encore plus de confort.
Grossissement "résolvant" : pupille = 1mm d'où f oculaire = F/D
Grossissement planétaire généraliste, permet de résoudre de nombreux détails mais avec du confort, s'utilise également pour certains objets du ciel profond peu étendus, peut permettre de détailler finement les amas globulaires par exemple. Cette formule donne à l'oculaire une pupille de sortie de 1mm, l'oeil est alors considéré comme parfait, du moins il n'ajoute pas ses propres défauts à ceux du télescope.
Les grossissements suppérieurs n'apporteront pas plus de détails mais permettront dans certains cas de mieux les distinguer si les conditions de turbulence le permettent. En bref, le gossissement résolvant est une constante sur tous les instruments et donne une base pour une observation détaillée "raisonnable".
Grossissement "haute résolution" : f oculaire = 0,75 * F/D
Grossissement planétaire "haute résolution" à mi-chemin entre le grossissement planétaire général et le grossissement maximum théorique, permet quand les conditions atmosphériques le permettent, de résoudre des détails planétaires très fins. Moins confortable que le grossissement "résolvant". Grossir plus n'apportera aucun détail supplémentaire et se fera au détriment de la luminosité et du contraste, sauf dans de rares cas de faible turbulence.
Nous vous recommandons de ne pas dépasser ce grossissement pour conserver une image correcte et une vision sans trop de difficultés.
Grossissement "Maximum théorique" : f oculaire = 0,5 à 0,4 * F/D
Grossissement très difficile à utiliser à cause des conditions habituelles de turbulence. Si les conditions le permettent c'est le plus fort grossissement planétaire/étoiles doubles. Généralement inconfortable et délicat à utiliser, il nécessite une bonne monture pour le suivi des objets pointés et une approche à faible grossissement pour bien centrer ces objets. La pupille de sortie fait un peu moins d'un demi millimètre de diamètre, la luminosité commence à baisser très notablement. Ces grossissements sont assez généralement inutilisables dans des conditions de ciel "moyennes". A voir en altitude et sous des ciels cléments peut-être...
Grossissement "de collimation" : f oculaire = F/D / 4
Grossissement impossible à utiliser dans des conditions normales, ce grossissement sert uniquement à collimater (ou plutôt à terminer la collimation de) votre instrument. L'idée ici sera de voir une énorme tâche de diffraction et d'ajuster le plus finement possible les éléments optiques de votre télescope pour parfaire son fonctionnement. A faire par exemple pour de l'imagerie planétaire.
Une formule permet de déterminer le grossissement "maximum utilisable" : 2,5 * D avec D = diamètre de l'objectif du télescope en mm.
Cela donne 500x sur le C8, ce qui correspond à un oculaire de 4mm de focale mais nous trouvons que ce calcul est un peu trop théorique dans les faits pour donner de bons résultats. Rares sont les optiques suffisamment qualitatives pour permettre ce type de grossissements eu égard à leur diamètre...
Maintenant que nous avons déterminé quelles focales nous intéressent. Il faut savoir que ces valeurs de focales sont "indicatives" et peuvent être retouchées à quelque chose près selon les oculaires existant, Par exemple si vous avez calculé que vous voudriez un oculaire de 20mm mais que seuls des oculaires de 22mm sont disponibles, pas de panique le résultat sera très proche.
Dans l'idéal, voyez la focal maxi et la focale mini des oculaires qui vous intéressent puis calculez les focales intermédiaires régulièrement en fonction du nombre d'oculaires souhaités.
Exemple : pour un C8, vous voulez investir dans 4 oculaires. Nous voyons que le C8 est utilisable avec des oculaires de focale 50mm à 5mm environ. Et plutôt de 30mm à 7~8mm pour des raisons de qualité de ciel et de confort. Nous pouvons donc étager nos focales de la façon suivante :
Si ces oculaires sont "grand champ" (typiquement 70 à 90° de champ), ils couvriront des champs sur le ciel qui vous éviteront d'avoir besoin des oculaires de focales intermédiaires.
Les oculaires du marché offrent des champs apparents très différents, selon leurs formules optiques.
Pour simplifier on peut dire :
Ce n'est pas vrai dans tous les cas, puisqu'on trouve des oculaires grand champ à très petit prix tels certains oculaires chinois. La qualité d'image s'en ressent, surtout aux bords de l'image, mais certains oculaires s'en sortent assez bien, sans bien sûr égaler toutefois les ténors de cette catégorie (Nagler, Panoptic...)
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