Atelier A01 : compléments

Observer et photographier le Soleil

1. Le matériel

a. Les filtres

Ils sont indispensables pour observer le Soleil en dehors de la phase de totalité d'une éclipse. Certains sont prévus pour observer à l'oeil nu, d'autres pour l'observation derrière un instrument. Les premiers laissent passer davantage de lumière et ne doivent pas être utilisés avec un instrument.

Les différents types :

-Le négatif photo noir et blanc ou la radiographie bien noirs. A utiliser pour l'observation à l'oeil nu.

-Le verre de soudeur N14. Pour observer à l'oeil nu.

-Le mylar : il ne doit pas être plié ou froissé. Bien pour la photo. Attention à certains mylars qui laisseraient passer trop d'UV. Pour observer à l'oeil nu ou pour photographier derrière un instrument (téléobjectif, jumelles, lunette, télescope). A utiliser avec précaution pour observer derrière un télescope.

-Les filtres visuels pour télescopes qui laissent passer environ 1/10 000 de la lumière

-Les filtres pour la photographie, laissant passer davantage de lumière pour permettre des poses plus courtes. A ne pas utiliser en visuel.

- Les filtres H-alpha, ne laissant passer qu'une longueur d'onde précise (656 nm) avec une bande passante fine (inférieure à 0,1 nm en général), pour l'observation des protubérances en dehors des éclipses.

b. Les focales

-En 24x36, le diamètre du Soleil sur le négatif est égal à la focale divisée par 108.

-Avec un objectif de 50 mm, le diamètre du Soleil sur le négatif est de 0,5 mm,

-Avec un objectif de 200 mm ce sera 2 mm,

-Avec un objectif de 2 m ,19 mm.

-Si on veut des détails sur le Soleil ou des protubérances, il faut donc une focale élevée.

c. Les pellicules

Pratiquement toutes les pellicules sont utilisables (diapos ou papier). Certains préfèrent le négatif papier qui permet un peu plus de marge sur les temps d'exposition.

On peut prendre des films plus sensibles (type 400 ISO) pour raccourcir les temps de pose et diminuer les problèmes de bougé mais on perd un peu en définition. Une pellicule de 100 ISO peut être un bon compromis.

2. Observer la surface solaire

a. Observer les taches solaires

-Par projection : l'image du Soleil est projetée sur un écran par l'intermédiaire d'un instrument, jumelles, lunette ou télescope. C'est une méthode sans risque (à condition de toujours rester à proximité de l'instrument pour que personne n'observe directement)

- Avec un instrument : on trouve parfois des filtres solaires à installer sur l'oculaire. C'est une méthode dangereuse car toute la lumière entre dans l'instrument et la chaleur peut faire se fendre le filtre. A éviter.

Il faut utiliser des filtres pleine ouverture filtrant la lumière à l'entrée de l'instrument.

b. Photographier les taches solaires

-Première méthode : on photographie l'image du Soleil projetée par un instrument.

-Deuxième méthode : avec un filtre visuel ou photographique derrière un instrument de focale suffisante. On peut utiliser la cellule pour déterminer le temps de pose. La principale difficulté est la netteté. Il faut préférer les temps de pose courts pour les problèmes de bougé (avec un 2m de focale et 200mm de diamètre, filtre photographique + pellicule 100 ou 200 ISO, pose de 1/1000s ou 1/2000s)

-Orientation des clichés : en prenant deux photos consécutives à 1min30 d'intervalle (sans suivi), le déplacement du Soleil d'une photo à l'autre, dû à la rotation de la Terre, indique la direction de l'équateur. Une perpendiculaire donnera la direction nord-sud terrestre. Les axes de rotation de la Terre et du Soleil ne sont pas parallèles. Il y a 23,5 entre le nord terrestre et le nord écliptique et 7 entre le nord solaire et le nord écliptique. Ces 2 phénomènes induisent un écart variable de 0 à 26,3 entre le nord terrestre et le nord solaire noté habituellement P et compté positivement dans le sens trigonométrique. Les éphémérides astronomiques donnent cet angle de position en fonction de la date.

Valeurs données pour 1998 (source BdL)

Date1/11/21/31/41/51/61/71/81/91/101/111/12
P ()+2,14-12,1-21,5-26,2-24,2-15,5-02,8+10,7+21,0+26,0+24,6+16,2

3. Observer une éclipse de Soleil

On observe toujours avec un filtre en dehors de la totalité. Les techniques d'observation et de photographie sont les mêmes que celles concernant l'observation de la surface solaire.

On observe sans filtre pendant la phase totale.

a. Observation visuelle

*Phase partielle : mêmes précautions que pour les taches solaires (voir paragraphe 2a).

On peut aussi projeter l'image du Soleil avec une feuille percée d'un trou d'un mm de diamètre environ. C'est la méthode du sténopé. Elle peut être améliorée en posant cette feuille sur un miroir et en projetant sur un écran situé dans l'ombre.

*Phase totale (sans filtre)

On observera : les grains de Baily (au tout début et à la fin), les protubérances, la couronne solaire, les ombres volantes, les planètes et étoiles brillantes (pour le 11/08/99 : Vénus, Mercure, Régulus, Procyon), les réactions des animaux...

b. Photographier l'éclipse

L'éclipse du 11 août 1999 durera dans sa phase totale un peu plus de 2 min sur la ligne de centralité. Il faut donc avoir tout préparé d'avance pour espérer faire des photos réussies. Il faut aussi savoir que celui qui passera ces 2 minutes à photographier risque de ne pas vraiment profiter du spectacle.

*Photographier la phase partielle : même méthode que pour les taches solaires (voir paragraphe 2b).

*Photographier la phase totale (sans filtre)

On peut photographier les grains de Baily, les protubérances, la couronne interne, la couronne externe, les étoiles et planètes autour du Soleil éclipsé (les premiers avec de grandes focales, les derniers avec de plus courtes focales). Les temps de pose varient aussi en fonction de ce que l'on veut photographier. Il faut donc varier les temps de pose par exemple de 1/1000s à 1s.

Une monture motorisée est pratique mais non indispensable pour suivre le Soleil sans avoir à refaire le cadrage. Sans monture et avec une focale importante (>500 mm), il faudra penser à recadrer. Pour éviter les flous, le temps de pose maximum en secondes sans suivi est donné par la formule 500/(focale en mm).

Préparation avant la totalité :

Pellicule neuve + Déclencheur souple + Réglage à l'infini + Ouverture maximale + Flash déconnecté + Cadrer en prévoyant la position de la couronne + Penser à prévoir une lampe de poche (frontale).

A l'instant du début de la totalité, ne pas oublier d'enlever le filtre.

Varier les temps de pose par exemple de 1/1000 s à 1s puis éventuellement recommencer de 1s à 1/1000 s.

Photos particulières :

Ombres volantes : sur un drap blanc en utilisant la cellule.

Eclipse en chapelet : avec un 50 mm, le Soleil parcourt la diagonale en 3 h. On peut donc envisager de caser une éclipse en chapelet tout juste sur cette diagonale (durée 2h40 du début à la fin à Metz ou au Havre) mais il est plus prudent de prévoir un grand angle. On fait une photo toutes les 10 minutes avec un filtre pendant la phase partielle. Bien prévoir l'heure de la 1ère photo pour en avoir une à l'heure de la totalité qui sera faite sans filtre.

Quelques temps de pose :

à ouverture 11Phase partielle (*)ProtubérancesCouronne interneCouronne externe
50 ISO avec filtre 1/500 s 1/100 s1/2 s2 s
100 ISO avec filtre 1/1000 s1/250 s1/4 s1 s
400 ISO-1/1000 s1/15 s1/4 s

(*) Avec filtre de densité 4 (laissant passer 1/10 000 de la lumière). Il vaut mieux faire des essais auparavant sur le Soleil non éclipsé.

Pour d'autres ouvertures, multiplier les valeurs du tableau par (ouverture/11)

c. Filmer l'éclipse au camescope :

1. Matériel : camescope avec zoom sur monture motorisée. Filtre (voir 1a). Fonction flexizone utile.

2. Pendant la phase partielle : Installer le filtre. Zoomer en prévoyant la taille de la couronne. Faire la mise au point (manuelle). Régler la fonction flexizone sur la position supposée de la couronne, sans verrouiller.

3. A l'instant du 1er contact : Enlever le filtre. Verrouiller l'exposition si fonction flexizone.

4. Pendant la totalité : éventuellement varier l'ouverture, zoomer.

5. A l'instant de la fin de la totalité, REMETTRE le filtre.

 

Bibliographie :

Astronomie. Le guide de l'observateur. Tome 1 (Société d'Astronomie Populaire. Toulouse)

Éclipses totales (P. Guillermier. S. Koutchmy. Ed Masson 1998)

La photographie astronomique d'amateur (P. Bourge, J. Dragesco, Y.Dargery. Ed P. Montel)