Quel temps d’acquisition atteindre pour améliorer la qualité de vos images ?

La lumière provenant des astres est extrêmement faible. La capturer avec un smart télescope nécessite de réaliser de multiples poses longues et de les combiner grâce à un processus appelé stacking. La qualité de l'image finale dépend du nombre d’images unitaires empilées, lui même directement lié au temps total d’acquisition.

Lors de la sélection d'une cible dans l'application Singularity, un temps d'observation recommandé est proposé comme point de départ pour obtenir des résultats satisfaisants. Cependant, prolonger ce temps au-delà de cette recommandation est souvent nécessaire pour obtenir une astrophotographie de haute qualité. Dans certains cas, il est même nécessaire d'accumuler des données sur plusieurs nuits, un processus rendu simple grâce aux télescopes Vaonis et leur fonctionnalité exclusive d'Observations Multi-Nuits.

Voici les éléments à prendre en compte pour déterminer le temps d'acquisition optimal pour votre projet d'astrophotographie.

Une question de réduction du bruit

Le capteur de votre smart télescope capture la lumière des astres, appelée le signal. Cependant, il génère également du bruit, un effet indésirable provoqué par plusieurs facteurs, comme la pollution lumineuse et l'électronique du capteur.

Le signal des objets du ciel profond étant extrêmement faible, il peut facilement être noyé parmi le bruit, entraînant une mauvaise qualité d'image.

Cependant, le bruit est distribué de manière aléatoire sur chaque image individuelle, tandis que le signal reste constant. C'est là qu'intervient le stacking : il réduit progressivement le bruit tout en préservant le signal. 

La qualité de l'image finale peut être exprimée par le rapport signal sur bruit (SNR), qui mesure la clarté des données capturées. C'est un critères très important en astrophotographie.

Plus vous empilez d'images, moins le bruit affectera le résultat final. Des images moins bruitées sont plus faciles à traiter en post-production, permettent de révéler davantage de détails, et offrent un résultat plus net.

Zoom sur la nébuleuse des dragons combattant montrant l'effet d'une capture prolongée sur la réduction du bruit et l'amélioration des détails. A gauche : 1h30 - A droite : 14h.

Comprendre le rapport signal-bruit

Le SNR, ou rapport signal-bruit, mesure la force du signal par rapport au bruit :
-SNR élevé : Le signal domine le bruit, produisant des images nettes, claires et détaillées.
-SNR faible : Le bruit pertrube le signal, brouillant les détails et réduisant la qualité de l'image.

La réduction du bruit obtenue grâce au stacking augmente avec la racine carrée du nombre d’images individuelles empilées:
- Empiler 2 images réduit le bruit d’environ 1,4 (la racine carrée de 2).
- Empiler 4 images réduit le bruit par un facteur de 2.
- Empiler 9 images réduit le bruit par un facteur de 3, 16 images par un facteur de 4, 25 images par un facteur de 5, et ainsi de suite.

Cela s’applique également au SNR. Étant donné que le nombre d’images capturées est directement proportionnel au temps d’acquisition, doubler le temps d’acquisition augmente le SNR d’un facteur d’environ 1,4 (la racine carrée de 2), soit une augmentation de 40 %.

Implications pour le temps d'acquisition

Améliorer significativement le rapport signal-bruit (SNR) nécessite une augmentation substantielle du temps d'acquisition. 

De petites augmentations, comme multiplier le temps d'acquisition par 1,5 (par exemple, passer de 2 heures à 3 heures), apportent des bénéfices limités. Dans cet exemple, cela améliorerait le SNR de seulement 1,22 fois (la racine carrée de 1,5), soit 22 %, ce qui n’est pas très perceptible dans l'image finale.

En règle générale, doubler le temps d'acquisition est nécessaire pour obtenir une amélioration significative de la qualité.

Bien qu’il y ai systématiquement une amélioration avec l’accroissement du temps d’acquisition, celle-ci est progressivement de plus en plus difficile a obtenir. Si vous avez déjà capturé 2 heures de données, il vous faudra 2 heures supplémentaires pour constater une amélioration notable. Une fois que vous atteignez 4 heures, il faudra doubler ce temps, soit 8 heures, pour continuer à bénéficier d’amélioration .

Le temps total d'acquisition nécessaire peut rapidement devenir conséquent, ce qui rend essentiel de peser les gain en qualité par rapport à l'effort nécessaire. Certains utilisateurs de Vaonis ont obtenu des résultats impressionnants avec 50 heures d'intégration de données, mais heureusement, d'excellents résultats peuvent également être obtenus avec beaucoup moins de temps d'acquisition. 

Enfin, n'oubliez pas que pour tirer pleinement parti des temps d'acquisition prolongés, le post-traitement est indispensable. En travaillant avec les fichiers TIFF bruts fournis par le télescope, vous pourrez révéler tout le potentiel de vos images. En observation assistée, cependant, la différence pourrait être plus difficile à percevoir.

Recommandations de base

Le temps d'acquisition idéal dépend également du type d'objet que vous observez, de la configuration de vos filtres (par exemple, si vous utilisez un filtre duo-bande) et de votre mode de capture (classique ou mosaïque).

Le tableau suivant n'est pas une liste de règles strictes, mais plutôt un guide général pour vous aider à débuter. L'expérience vous permettra de trouver vos réglages optimaux.

*Pour terminer un cycle complet de mosaïque à la taille maximale, un minimum de 1 à 1,5 heure est nécessaire, quel que soit le niveau de qualité final souhaité. Le temps requis pour compléter un cycle de mosaïque dépend également du rapport du champ de vision et de son orientation. Les mosaïques plus petites nécessitent moins de temps.

Comment gérer des projets d'astrophotographie nécessitant un temps d'acquisition prolongé

Choisissez judicieusement votre cible

Pour optimiser le temps d'acquisition disponible, sélectionnez des cibles qui restent au-dessus de l'horizon pendant la majeure partie de la nuit. Il est préférable de se concentrer sur des objets situés à au moins 20° au-dessus de l'horizon pour garantir une qualité d'image optimale.  

Utilisez la fonctionnalité d'observations multi-nuits  

Exclusivité des smart télescopes Vaonis, la fonction d’observations multi-nuits est un outil particulièrement adapté pour les acquisitions d’images prolongées. Capturer une cible sur plusieurs nuits est aussi simple que de réaliser une observation classique.  

Utilisez "Plan My Night"

Programmez l'observation de votre cible pour toute la nuit pour ne pas avoir besoin de superviser le télescope.  

Préférez des conditions de ciel homogènes

Pour maximiser les résultats d’une capture sur plusieurs nuits, privilégiez des nuits avec des conditions de ciel similaires. Par exemple, évitez de reprendre une capture démarrée lors d’une nouvelle lune par une nuit de pleine lune.  

Si les conditions de visibilité sont mauvaises une nuit donnée, il est préférable de la passer plutôt que de risquer de dégrader une capture commencée dans de meilleures conditions.

Image de couverture : La nébuleuse des Dragons Combattant dans la constellation de l'Autel - 14 heures d'acquisition de données.