Vous souhaitez acheter un télescope ou  une lunette astronomique ? Avant de lancer vos recherches vers tel modèle ou tel vendeur, prenez un peu de temps pour comprendre le fonctionnement de ces instruments et vous familiariser avec les critères de choix !

Photo de trois modèles de lunettes astronomique et deux modèles de télescope.

Exemples d’instruments dans un budget de 130 € à 350 € environ : deux lunettes azimutales de 70 mm, une lunette équatoriale de 80 mm, un télescope équatorial de 130 mm, un télescope Dobson de table de 100 mm. Photo Stelvision.

Y a-t-il un télescope idéal pour débuter ?

Pas vraiment, car c’est toujours un compromis entre performances, simplicité d’utilisation, préférences d’observation, encombrement… et budget bien sûr.

Prenez un peu de temps pour vous approprier les notions de base et vous poser les bonnes questions. Quand vous aurez déterminé le type d’instrument qui vous convient (ou qui fera plaisir à un proche dont vous aurez essayé de jauger les aspirations), vous vous sentirez plus à l’aise pour naviguer parmi les offres des différents revendeurs.


Sommaire

Vue d’ensemble d’un instrument d’astronomie

La partie optiqueLa montureLes accessoires

à venir prochainement : Guide de choix.


Photo de lunette astronomique montrant le tube optique, la monture et les accessoires.

Les constituants d’un instrument d’astronomie. Photo Stelvision.

Vue d’ensemble d’un instrument d’astronomie

Qu’il s’agisse d’une lunette astronomique ou d’un télescope, un instrument d’astronomie comprend :

  • un tube optique : la partie principale de l’instrument, chargée de former des images des astres ;
  • une monture qui supporte le tube optique et permet de l’orienter dans une direction précise ; la monture est en général associée à un trépied ;
  • des accessoires : les plus indispensables sont les oculaires et le chercheur (ou pointeur).

Tous ces constituants doivent être considérés soigneusement avant de faire votre choix. Car un bon tube optique sera pénible à utiliser si la monture est instable et peu précise. Il se doit aussi d’être bien équipé avec des accessoires de qualité, livrés d’origine ou acquis séparément.

Abordons maintenant chaque constituant…

La partie optique

La partie optique d’un instrument d’astronomie a deux rôles :

  • amplifier la lumière reçue des astres et ainsi révéler ce que l’œil nu ne peut pas voir en raison de son manque de sensibilité (exemple : une galaxie lointaine) ;
  • grossir les objets observés pour faire apparaître les petits détails invisibles à l’œil nu (cratères sur la Lune, anneaux de Saturne…).

Télescope ou lunette astronomique ?

Ces deux types d’instrument fonctionnent de manière similaire mais sont conçus différemment :

  • la lunette astronomique a pour pièce optique principale un objectif,  c’est-à-dire une lentille (ou groupe de lentilles) placée à l’avant de l’instrument ;
  • le télescope est basé sur un miroir disposé à l’arrière de l’instrument.

Remarque : les Anglo-Saxons parlent de télescope réfracteur pour la lunette astronomique et de télescope réflecteur pour un télescope à miroir.

Photo illustrant la différence entre une lunette astronomique et un télescope

À gauche une lunette astronomique dont l’objectif est visible à l’avant du tube. À droite un télescope dont la pièce maîtresse est un miroir, visible au fond du tube.  Photo Stelvision.

Principe de la lunette astronomique

La lumière venant des astres passe à travers l’objectif de la lunette et se concentre en un point où l’on place une sorte de loupe appelée oculaire. C’est l’oculaire qui rend l’image d’un astre observable par l’œil, avec un grossissement plus ou moins fort. Pour éviter à l’observateur de se tordre le cou, on place un renvoi coudé juste avant l’oculaire pour dévier le faisceau à 90°.

Schéma de principe d'une lunette astronomique ou télescope réfracteur montrant le trajet des rayons lumineux dans l'instrument.

Schéma de principe de la lunette astronomique. Illustration Valentine Dubois – Stelvision.

Nous présenterons un peu plus loin les deux paramètres optiques principaux, indiqués en bleu sur le schéma ci-dessus : le diamètre D et la focale f.

Principe du télescope

La lumière venant des astres se réfléchit sur le miroir principal du télescope (miroir primaire), qui a une forme parabolique et qui assure la fonction de collecte et de concentration de lumière. Le faisceau concentré est renvoyé vers l’avant du tube ; il faut alors le dévier avec un miroir secondaire pour que l’observateur puisse se placer sans obstruer l’entrée du télescope. Ensuite, l’oculaire fait son travail de formation et d’agrandissement de l’image.

Schéma de principe d'un télescope astronomique de type Newton montrant le trajet des rayons lumineux dans l'instrument.

Schéma de principe du télescope de type Newton. Illustration Valentine Dubois – Stelvision.

Voilà pour le fonctionnement du plus classique des télescopes (de type Newton).

Il existe aussi des télescopes dans lesquels on observe non pas sur le côté, mais dans le prolongement du tube comme dans le cas d’une lunette : le miroir secondaire renvoie le faisceau vers le centre du miroir principal, où un trou est pratiqué pour laisser passer la lumière et placer l’oculaire. Ces télescopes de type Schmidt-Cassegrain et Maksutov-Cassegrain sont compacts car le faisceau lumineux est en quelque sorte replié sur lui-même. Le miroir principal est sphérique et le miroir secondaire est convexe. Enfin, on trouve une lentille à l’entrée du tube, appelée lame correctrice ou ménisque.

Schéma de principe d'un télescope de type Schmidt-Cassegrain ou Maksutov-Cassegrain montrant le trajet des rayons lumineux dans l'instrument.

Schéma de principe du télescope de type Schmidt-Cassegrain ou Maksutov-Cassegrain. Illustration Valentine Dubois – Stelvision.

Quel type d’instrument faut-il préférer ?

Les petits instruments de débutant sont souvent des lunettes, un peu plus simples à utiliser que les télescopes. En effet, ces derniers nécessitent de faire de temps en temps un réglage appelé collimation pour conserver une qualité d’image optimale (une opération de ré-alignement des miroirs qui n’est pas très compliquée mais qui peut dérouter les débutants).

À partir d’une certaine taille, on privilégie le télescope pour des raisons de coût car un miroir de télescope est moins complexe à réaliser qu’un bon objectif de lunette.

Les deux paramètres essentiels : diamètre et focale

Qu’il s’agisse d’une lunette astronomique ou d’un télescope, les deux paramètres optiques utilisés pour caractériser un instrument d’astronomie sont :

  • le diamètre de l’objectif ou du miroir (D), exprimé en général en millimètres ;
  • la focale (f).

On désigne souvent un instrument par le couple diamètre / focale, par exemple “lunette 70 / 900” pour une lunette de 70 mm de diamètre et de 900 mm de focale.


 

Le diamètre est le paramètre le plus important pour caractériser la puissance de l’instrument. Un diamètre le plus grand possible est toujours souhaitable si l’on met de côté les considérations de budget ou d’encombrement car :

  • le diamètre détermine la luminosité des images : plus l’instrument est gros, plus il collecte de lumière ;
  • le diamètre conditionne également la finesse des images obtenues : dans des conditions idéales (instrument sans défaut, atmosphère stable), un diamètre deux fois plus grand révèle des détails deux fois plus fins.

Les instruments de débutant ont le plus souvent un diamètre compris entre 60 et 150 mm (60 à 80 mm pour une lunette, 100 à 150 mm pour un télescope). Au bout de quelques années, les passionnés de ciel profond commencent à rêver de télescopes de gros diamètre (250 mm voire 400 mm)  pour chasser les galaxies les plus lointaines ou les pâles nébuleuses qui se distinguent à peine du fond du ciel.

Simulations d'observation de la Lune à fort grossissement avec une petite lunette et un gros télescope d'amateur.

Simulation d’une observation de la Lune avec deux instruments de diamètres très différents (60 mm et 300 mm). Le diamètre d’un télescope influe à la fois sur la clarté et sur le niveau de détail.  Cette simulation a été réalisée avec le simulateur Stelvision que vous pouvez utiliser vous-même pour évaluer ce qu’il est possible de voir dans un télescope selon son diamètre.

Quant à la focale, elle a une influence sur :

  • les grossissements obtenus, plus forts avec une focale longue (mais attention, nous verrons plus loin qu’un grossissement fort n’est pas toujours souhaitable) ;
  • l’encombrement de l’instrument.

Une lunette classique est toujours assez longue (10 fois voire 13 fois le diamètre), condition pour fournir de bonnes images dans un budget raisonnable en évitant un défaut appelé aberration chromatique. Des lunettes “courtes” existent aussi mais, pour celles qui garantissent des images de qualité,  le prix est élevé en raison d’un design optique sophistiqué.

Un télescope de type Newton peut avoir une focale courte – couramment 5 ou 6 fois son diamètre – alors qu’un Schmidt-Cassegrain ou Maksutov-Cassegrain a une focale longue malgré son aspect compact.

Quel grossissement ?

Il ne faut surtout pas croire qu’un instrument d’astronomie doit grossir le plus possible. D’abord, c’est un paramètre ajustable qui dépend de l’oculaire utilisé (un instrument est toujours livré avec plusieurs oculaires et on peut aussi acheter séparément des oculaires supplémentaires). Ensuite, selon les situations, les grossissements faibles ou modérés peuvent s’avérer beaucoup plus appropriés que les grossissements forts. En effet :

  • un fort grossissement rend l’image moins lumineuse ;
  • il fait perdre la vue d’ensemble en rétrécissant le champ de vision ;
  • il peut conduire à des images de mauvaise qualité en raison des limitations de l’instrument (défauts optiques + phénomène inévitable appelé diffraction) : ainsi, même pour un instrument de qualité et bien réglé, un grossissement supérieur à 2 fois le diamètre de l’instrument (en millimètres) ne révèle aucun détail supplémentaire et donne au contraire une impression de flou ;
  • souvent, la turbulence atmosphérique brouille les images et empêche de voir les détails les plus petits ; ce phénomène dû à des remous dans l’atmosphère est d’autant plus gênant que le grossissement est fort.
Comparaison des images obtenues avec un faible et un fort grossissement avec une petite lunette astronomique.

Une petite lunette de 60 mm utilisée à faible grossissement donne de plaisantes vues d’ensemble de la Lune. Il est possible d’utiliser des grossissements forts mais l’image devient sombre, moins contrastée et moins piquée. Simulations : simulateur de télescopes Stelvision.

L’observation de la Voie lactée et de beaucoup d’objets du ciel profond (amas d’étoiles, nébuleuses, galaxies) se fait à faible grossissement (par exemple 40 à 50 fois) pour garder une bonne luminosité et l’agrément d’un grand champ de vision. Pour scruter de petits détails sur la Lune et les planètes, on apprécie de pouvoir pousser le grossissement (100 à 200 fois…) si l’instrument et l’atmosphère le permettent.

Notez que même un instrument modeste muni d’un grossissement de 50 fois montre déjà les anneaux de Saturne et de très nombreux cratères lunaires.

La monture

Le rôle de la monture est important et multiple :

  • soutenir l’instrument, de manière aussi stable que possible car toute vibration gêne l’observation, surtout à fort grossissement (évitez les montures d’aspect frêle sur trépied à jambes très fines, car la stabilité risque d’être insuffisante) ;
  • le diriger vers une région du ciel précise (le champ de vision est étroit, il faut viser juste !) ;
  • éventuellement : suivre la trajectoire des astres dans le ciel.

Il existe trois familles de montures : azimutale, équatoriale, Dobson.

La monture azimutale

La monture azimutale est ce qu’il y a de plus simple, avec des mouvements droite/gauche et haut/bas. Pour ceux qui privilégient la simplicité et qui ne cherchent pas à faire d’astrophotographie, une bonne monture azimutale est parfaite.

Montures azimutales à friction et à mouvements lents.

Deux exemples de montures azimutales correctes : à gauche une monture simple à friction, assez similaire à un pied photo/vidéo. A droite une monture azimutale avec des mouvements lents micrométriques (actionnés par les deux flexibles noirs). Cette dernière est plus précise et confortable mais beaucoup plus coûteuse. Crédits photos Celestron, Vixen.

La monture équatoriale

La rotation de la Terre fait défiler les astres dans le ciel. Ce mouvement est amplifié par le grossissement du télescope, si bien que l’astre observé a tendance à s’enfuir du champ de vision en une minute ! Ceci oblige à repointer fréquemment l’instrument pour suivre l’astre. La monture équatoriale facilite ce suivi grâce à ses axes inclinés. Orienté correctement, l’axe principal permet de compenser la rotation de la Terre en un seul mouvement, ce qui rend l’observation confortable – surtout si on ajoute un petit moteur électrique dont la vitesse de rotation est calée sur celle de la Terre.

Ce type de monture permet aussi de s’initier aux coordonnées célestes grâce à ses cercles gradués en déclinaison et ascension droite (équivalents de la latitude et de la longitude, dans le ciel). Ces coordonnées peuvent éventuellement aider au pointage des astres difficiles à trouver, à condition que la monture soit orientée (mise en station) avec précision.

monture équatoriale allemande avec moteur en ascension droite

Une monture équatoriale dite “allemande”. Ce modèle très courant est reconnaissable à son contrepoids (en bas à gauche) et à ses cercles gradués indiquant les coordonnées célestes. Ici la monture est munie d’un moteur (bloc noir à droite) pour le suivi automatique des astres. Photo Stelvision.

Pour les amateurs d’astrophotographie, une monture équatoriale est indispensable. Elle doit être stable et précise pour garantir un bon suivi et éviter tout bougé pendant les poses photographiques. Les montures standard de qualité correcte permettent de s’initier, tandis qu’à partir d’un certain niveau les astrophotographes exigeants finissent par s’équiper de montures de haute précision particulièrement coûteuses.

Télescope Dobson

Un télescope Dobson de 200 mm de diamètre. Photo: Sky Watcher.

La monture Dobson

Il s’agit d’une variante de monture azimutale, sans trépied, de conception rustique mais efficace (on dit “un Dobson” pour désigner un télescope équipé d’une telle monture).

La monture – en bois le plus souvent – est directement posée par terre. Pour diriger le télescope, il suffit de l’orienter à la main selon les directions haut/bas-gauche/droite. Un mécanisme basique de friction assure un pointage étonnamment précis. Ce type de monture étant économique, le coût de l’instrument est concentré sur l’optique et on en profite pour s’offrir le plus gros diamètre possible.

Mini Dobson de table 100 / 640

Il existe aussi des petits Dobson “de table”. D’un diamètre tournant autour de 100 mm, ils sont intéressants par leur format compact et peuvent être de bons instruments d’initiation. Si l’on n’a pas de table, une chaise ou un tabouret convient très bien voire mieux (pour la stabilité et le confort). Photo : Stelvision.

Système de pointage “Go-To”

Certaines montures motorisées sont pourvus d’un système de pointage automatique Go-To : il suffit de désigner votre cible sur un boîtier de commande, et votre télescope se dirige tout seul dans la bonne direction ! Attention ceci a un coût, et le système ne fonctionne que si vous suivez une procédure d’initialisation qui passe par le pointage d’étoiles repères. On n’est donc pas dispensé de quelques efforts – et n’oublions pas qu’il est aussi très satisfaisant de savoir naviguer parmi les étoiles sans autre assistance que des cartes du ciel !

Les accessoires

Les oculaires

Alors qu’ils sont indispensables, les oculaires sont des “accessoires” car ils sont interchangeables pour varier les grossissements et les champs de vision. Le principal paramètre qui caractérise un oculaire est sa focale, qui détermine directement le grossissement obtenu en fonction de la focale de l’instrument, selon la formule :

Grossissement = fobjectif / foculaire

Photo montrant la mise en place d'un oculaire sur un télescope.

Mise en place d’un oculaire sur un télescope. La focale est toujours indiquée sur l’oculaire (ici 25 mm). Photo Stelvision.

Un instrument est souvent livré avec deux oculaires : l’un de longue focale (par exemple 20 ou 25 mm) donnant un grossissement faible, utile pour le pointage et pour l’observation d’objets  étendus ; l’autre de courte focale (par exemple 6 ou 10 mm) donnant un grossissement fort.

Constitution d’une gamme d’oculaires

Photo oculaires variés.

De nombreux types d’oculaires existent. Photo Stelvision.

Dans un premier temps, vous utiliserez les oculaires fournis avec l’instrument. Hélas ils sont souvent assez basiques (surtout avec les instruments d’entrée de gamme) et en nombre limité.  Ils permettent au moins de démarrer vos observations et de vous familiariser avec l’instrument. Ensuite, il sera toujours temps de compléter votre gamme avec par exemple des oculaires plus forts ou plus faibles (ou intermédiaires), des oculaires de meilleure qualité si nécessaire ou encore des oculaires “grand champ” qui donnent une appréciable sensation d’immersion. Nous y reviendrons dans un article dédié à la constitution d’une bonne gamme d’oculaires.

La lentille de Barlow

Cet accessoire est destiné à être couplé à un oculaire pour doubler ou tripler le grossissement (Barlow “x2” ou “x3”). Une bonne lentille de Barlow s’avère utile avec un instrument de courte focale. Rappelons-le, il ne sert à rien de chercher à grossir au-delà des capacités utiles d’un instrument (bien que certains instruments d’entrée de gamme soient livrés avec une Barlow).

Le chercheur ou pointeur

Comme un télescope a toujours un champ de vision restreint (par rapport à la vision à l’œil nu ou aux jumelles), il est difficile de pointer directement l’instrument dans la bonne direction. C’est pourquoi l’instrument est toujours muni d’un dispositif de pointage qui peut être :

  • soit une petite lunette appelée chercheur, munie d’un réticule un peu comme les lunettes de visée de fusils de précision ;
  • soit un dispositif appelé pointeur, qui “projette” dans le ciel un point rouge ou un cercle rouge (en réalité, le repère rouge est projeté sur un verre mais on a l’illusion qu’il se situe à l’infini parmi les étoiles).
Photo illustrant la différence entre chercheur et pointeur.

À gauche, un chercheur. À droite, un pointeur “point rouge”.

Comme des jumelles, un chercheur amplifie la lumière et grossit les images. C’est en principe l’idéal pour les repérages les plus délicats, mais attention : ils sont parfois difficiles à utiliser car la plupart des chercheurs inversent les images et sont d’un réglage délicat (il faut aligner soigneusement le chercheur par rapport à l’instrument à l’aide de plusieurs vis).

Un pointeur est souvent plus facile à utiliser car il ne grossit pas et n’inverse pas les images : on voit le “même ciel” qu’à l’œil nu. De plus, il est en général plus facile à aligner sur l’instrument. Deux points à ne pas négliger pour la commodité d’emploi de l’instrument !

Guide de choix

Nous vous invitons à consulter la suite de ce dossier à partir de fin mai 2018 pour un récapitulatif synthétique des mérites respectifs des différents types d’instruments et des suggestions d’instruments classiques pouvant répondre à vos contraintes et aspirations. En attendant, vous pouvez nous poser vos questions par e-mail ou sur notre page Facebook. À très bientôt sur cette page !

Textes et photos : Bertrand d’Armagnac (sauf mention contraire en légende d’image).