Déterminer le rôle de chacun des types de grossissement : taille des objets observables, collimation … Prévoir la qualité des images qui sera obtenue durant l’observation, en fonction des conditions atmosphériques (turbulence, pollution lumineuse), ou des contraintes matérielles et optiques (type de monture, taille de la pupille de sortie…).
Cet exposé s’adresse plutôt aux instruments courants bien collimatés et présentant des performances optiques moyennes, c’est à dire hors Lunettes Apochromatiques, Newtons avec miroirs artisanaux, …
Pupille de Sortie
Chaque type de grossissement est associé à une seule pupille de sortie exprimée en millimètre. La pupille de sortie correspond à la taille de l’image sortant de l’oculaire et arrivant dans l’œil de l’observateur.
-La pupille de sortie découlant de l’ouverture et du grossissement, un rapport direct s’établit entre la ps, le rapport F/D et la focale des oculaires (→Formules). -Par contre, la pupille de sortie ne caractérise pas la luminosité d’un instrument, le pouvoir collecteur de lumière ne dépendant que de l’ouverture (→Formule & Simulations).
Par ex, un instrument de 80/400 F/D5 et un autre de 200/1000 F/D5, avec un même oculaire de 10 mm donneront tous les deux la même Ps égale à 2 mm. Toutefois, le 200mm restera l’instrument le plus lumineux.
La différence est que l’image de taille ps identique qui arrive à l’œil donnera un plus fort grossissement dans le 200(100x) que dans le 80 (40x).
Formules
Lettre Majuscule → Télescope lettre minuscule → oculaire
- Ouverture relative : F/D = F : D
- pupille de sortie mm : ps = D : G = f : F/D
- Grossissement : G = D : ps = F : f
- focale oculaire mm : f = ps x F/D
- Champ réel ° : cr = ca : G
- Pouvoir Collecteur : PC = D² : 6² = luminosité
- Champ réel max ° : crM = 57,3 x T/F (T= Ø po mm)
GmT Grossissement minimum Théorique
ps = 5mm G = D : 5 → 20% ø f = 5 F/D → +67%/ps3
Le GmT dépend de la dilatation nocturne de la pupille d’œil de l’observateur ; 5mm représentant la valeur moyenne pour un adulte ; sachant qu’un senior va descendre jusqu’à 4 mm et qu’un jeune peut monter jusqu’à 6 mm voire plus. On peut choisir une ps supérieure à sa propre pupille d’œil pour obtenir un plus grand champ réel, mais en perdant de la lumière !
Rôle du GmT :
Le fond de ciel sera souvent trop clair et manquera de contraste ;
cependant, vous serez agréablement surpris par ses fonctions de chercheur, balade, et observation des objets étendus du ciel profond ;
comme la Galaxie d’Andromède M31, la Grande Nébuleuse d’Orion M42, les Pléiades, ou le Double amas de Persée.
Exemples de simulation GmT sur Orion
150/750 oc25 30x 60° 2° 500/2000 oc20 100x 60° 0.6°
GM Grossissement Moyen ps = 3mm
G = D : 3 → 33% ø f = 3 F/D → +50%/ps2
Pour observer des objets étendus, vous devrez utiliser des oculaires avec un grand champ apparent (>80°).
Rôle du GM : Le ciel sera plus sombre, avec un meilleur contraste et plus de détails qu’avec le GmT. Vous pourrez observer les objets cités pour le GmT, plus les conjonctions…
Exemples de simulation GM sur Orion
150/750 oc15 50x 100° 2° 500/2000 oc12 167x 100° 0.6°
GP Grossissement Pratique ps = 2mm
G = D : 2 → 50% ø f = 2 x F/D → +43%/ps1.4
Jusqu’au GP, l’observation est le plus souvent excellente, quelques soient les conditions atmosphériques (turbulence et pollution lumineuse).
Son rôle : Chercheur des petits objets, observation des objets moyennement étendus du ciel profond comme :
le Grand Amas d’Hercule M13, l’Amas du Canard Sauvage M11, plus les planètes et leurs satellites façon grand champ.
Exemples de simulation GP sur la Lune
Remarque : le 300/1500 ne permet pas ici d’observer la Lune en entier (0.5°), un oculaire d’au moins 70° serait nécessaire. 200/1200 oc12 100x 60° 0.6° 300/1500 oc10 150x 60° 0.4°
GO Grossissement Optimal ps = 1.4mm
G = D : 1.4 → 71% ø f = 1.4 F/D → +40%/ps1
Il permet une observation de bonne qualité même sous un ciel présentant un peu de pollution lumineuse et une turbulence moyenne (conditions habituelles dans notre région).
Son Rôle : observation plus détaillée des objets cités précédemment ; plus les petits objets du Ciel profond.
Ex : La Nébuleuse de l’Anneau M57.
GR Grossissement Résolvant ps = 1mm
G = D : 1 → 100% ø f = 1 F/D → +33%/ps0,75
Le GR représente une « limite » importante sur nos instruments habituels, car il permet une observation détaillée convenable sous un ciel sans pollution lumineuse et une faible turbulence (çà arrive parfois chez nous !).
La pupille de sortie de l’oculaire étant de 1mm, l’œil n’ajoute pas ses propres défauts à ceux du télescope.
Son rôle : Planétaire détaillé, petits objets du CP comme des amas globulaires (M15, M3).
Il est également requis pour la 1ère étape de la collimation sur une étoile (Legault).
Barlow ?
A partir du grossissement résolvant, on peut envisager l’utilisation d’une Barlow à la place d’un oculaire dédié, car les conditions atmosphériques s’avèrent sensiblement plus gênantes en comparaison avec les types de grossissement précédents.
Et parce que la Barlow présente deux avantages :
- çà revient moins cher que d’acheter des oculaires qui ne serviront que peu de fois.
- et elle conserve les caractéristiques de vos oculaires à grandes focales : le champ apparent et le relief d’œil.
- Cependant, elle ajoute plusieurs lentilles au chemin optique (luminosité très légèrement affaiblie).
GHR Grossissement Haute Résolution ps = 0.75
G = D: 0.75 → 133% ø f= 0.75 F/D → +50%/ps0.5
Son rôle : Quand les conditions atmosphériques sont très bonnes (quelques jours par an dans notre coin), il permet de pratiquer un grossissement planétaire haute résolution. Au delà de ce grossissement, la luminosité et le contraste seront fortement altérés, sauf en cas de très faible turbulence atmosphérique. Le GHR sera également requis pour la collimation fine de votre télescope sur une étoile (figure d’Airy), si vous observez au GO. A partir du GHR, si votre monture ne possède pas de suivi, vous devrez utiliser des oculaires à grand champ apparent, afin d’éviter la perte de l’objet qui défile plus rapidement.
Exemple de simulation GHR sur Saturne
250/2500 oc7.5 333x 60° 0.2° 500/2000 oc3 667x 60° 0.1°
GMU Grossissement Maximum Utilisable ps = 0.5mm
G = D : 0.5 → 200% ø f= 0.5 F/D → +60%/ps0.3
Très difficile à mettre en œuvre et luminosité très faible à cause de sa petite ps.
Pour les gros instruments (D > 200 mm) , le GMU n’est intéressant que par ciel extrêmement stable, c’est-à-dire très très rarement.
Le plus souvent, on évite de dépasser 300 fois à cause de la turbulence atmosphérique qui brouille les images à fort grossissement. Une monture motorisée vous permettra de suivre confortablement l’objet. Son rôle : le GMU est souhaitable pour la collimation fine de votre télescope sur une étoile (figure d’Airy), quand vous observez au GR.
GMT Grossissement Maximum Théorique ps = 0.3mm
G = D : 0.3 → 333% ø f = 0.3 F/D
Vous l’aurez certainement deviné, ici, tous les paramètres sont au rouge !
Il a quand même un rôle : il facilitera la collimation fine de votre télescope sur une étoile (figure d’Airy), quand vous observerez au GHR, et si la turbulence vous le permet ;
sachant que la collimation fine sur une étoile se pratique en grossissant à peu près deux fois plus que durant l’observation.
Conclusion
- Vous n’êtes pas obligé d’investir dans un oculaire pour chacun des premiers types de grossissement ; encore moins pour les derniers ! Selon vos cibles préférées (planétaire, CP), vous pourrez par exemple vous contenter du GmT + GP ou du GM + GO ; une Barlow complétant le reste.
- Les focales pourront bien sûr être choisies à quelque chose près, en fonction des oculaires présents sur le marché.
- A cause de leurs grandes qualités optiques, certains instruments sont capables de s’affranchir partiellement des conditions atmosphériques et optiques évoquées dans cet exposé, et ainsi atteindre voir dépasser le GMU (ps 0.5mm soit 200% ø) : Lunettes Apochromatiques, Newtons avec miroirs artisanaux, …
Sources : Pierro-Astro, Achat-Telescope.fr, Stelvision, Legault
Jean