Lorsqu’on débute et qu’on veut choisir un télescope, le jargon optique peut sembler intimidant. Faut-il privilégier un gros « grossissement » ? Un grand « diamètre » ? Une longue « focale » ? Le rapport f/d, suis-je censé m’en préoccuper ?
Pas de panique, démêlons ensemble ces notions fondamentales de l’optique des télescopes. Dans cet article, on va aller à l’essentiel sans trop se prendre la tête. Je vais vous expliquer ce que signifient focale, diamètre et rapport f/D (focale sur diamètre) et en quoi ils influencent le choix de votre télescope. Attachez vos ceintures spatiales, on part pour un petit voyage pédagogique (avec une pointe d’humour) à travers les bases de l’optique astronomique !
Avant tout, définissons deux paramètres inscrits sur la plupart des instruments du commerce : la focale et le diamètre (aussi appelé ouverture). Par exemple, un télescope dit « 130/900 » signifie qu’il a un diamètre de 130 mm et une focale de 900 mm. Le diamètre est le diamètre du miroir ou de la lentille principale du télescope – en somme, la taille de « l’ouverture » par laquelle entre la lumière. La focale, elle, est la distance (en mm) entre le miroir/lentille et le point où l’image se forme (le foyer). C’est la longueur du chemin parcouru par la lumière dans le tube pour faire la mise au point.
Figure 1- Schéma d’un télescope précisant la notion de diamètre et de focale (Ici, c’est un newton qui est représenté)
Pourquoi ces deux nombres sont-ils essentiels ? Le diamètre détermine la quantité de lumière collectée et le pouvoir séparateur (résolution) de l’instrument. En gros, plus c’est large, plus on collecte de photons et plus on peut discerner de fins détails. Un grand diamètre permet donc de voir des objets plus faibles et d’en révéler les détails. À l’inverse, un petit diamètre « capture » moins de lumière – les objets apparaissent moins lumineux et on distingue moins de détails. On pourrait se dire que c’est tout réglé, que ce n’est qu’une question de taille et donc il faut maximiser ce paramètre. Et vous vous doutez que si cet article fait plusieurs pages, eh bien c’est parce que ce n’est pas aussi simple ! Sinon, ce ne serait pas drôle ! Un grand télescope sera généralement plus lourd et plus encombrant, ce qui peut rendre son transport et sa mise en place plus ardus. Or le meilleur télescope est celui qu’on utilise souvent. Il faut donc trouver un compromis entre diamètre, encombrement et poids qui soit adapté à chaque situation.
Ci-dessous une comparaison de l’influence du diamètre sur la capacité à voir un objet du ciel profond.
Figure 2 – Comparaison approximative de l’impact du diamètre sur la capacité à voir les détails d’un objet. Source: Explore Scientific
La focale, de son côté, influence l’échelle de l’image formée. Une focale longue donnera une image agrandie, « un grand zoom », une focale courte une image plus réduite (mais un champ de vision plus large). Attention cependant : la focale du télescope n’est pas un gage de « qualité d’image » en soi. On pourrait croire qu’un télescope à longue focale est meilleur, mais ce n’est pas si simple – nous y reviendrons avec le fameux rapport f/D. Retenez pour l’instant que focale = longueur du tube (de lumière) et que diamètre = ouverture pour la lumière. Ces deux valeurs sont indiquées sur tous les télescopes, souvent sous la forme D/F (par ex. 130/900 comme vu plus haut).
Figure 3 – Démonstration de l’impact de la focale sur la visiblité d’un objet toutes choses égales par ailleurs. Source PG Astronomie
Parlons d’un concept qui fait rêver (et parfois piège) les débutants : le grossissement. Qui n’a pas été fasciné par un télescope vantant un « grossissement ×500 » ? Pourtant, c’est loin d’être le critère principal pour choisir un télescope. En fait, j’ai envie de vous dire que vous ne devriez jamais raisonner en grossissement.
Le grossissement que votre télescope produira sera lié à :
La formule est :
Grossissement = focale du télescope / focale de l’oculaire
Par exemple, avec notre télescope de focale 900 mm, un oculaire de 10 mm donnera 90× de grossissement (900/10 = 90). Le même télescope avec un oculaire de 25 mm ne grossira que 36×, et avec un 5 mm montera à 180×. Ainsi, un vendeur peut afficher « x500 » sur quasiment n’importe quel tube du moment qu’il livre un minuscule oculaire de 4 mm ! Vous voyez le piège…
En pratique, pousser un instrument à son grossissement maximal théorique donne souvent une image floue et sombre. La règle d’or : le grossissement utile maximum tourne autour de 1,5 à 2× le diamètre en millimètres. Par exemple, un télescope de 130 mm supporte difficilement plus de ~260× sans perdre énormément en qualité. Au-delà, l’image devient floue et sombre car on étale peu de lumière sur beaucoup de zoom. Au contraire, des grossissements modérés offrent généralement des images plus lumineuses et nettes. Il vaut mieux une petite image bien définie qu’un grand disque brouillé !
Pour obtenir différents grossissements, on change simplement d’oculaire. Souvent, un astronome amateur aguerri possédera entre 5 et 10 oculaires différents !
Comme je vous le disais avant, le télescope, lui, contribue via sa focale : une longue focale permet d’atteindre de forts grossissements avec des oculaires de focale standard. Par exemple, avec un télescope de 2000 mm de focale, un oculaire de 10 mm donne déjà 200×. À l’inverse, un instrument de 500 mm de focale nécessiterait un oculaire de 2,5 mm pour le même 200× (peu confortable et rarement fourni).
Mais attention : plus on grossit, plus la luminosité par surface diminue – on finit par ne plus rien voir du tout. Sans suffisamment de lumière collectée (donc sans un diamètre adapté), le grossissement ne sert à rien. C’est pourquoi un petit télescope de 60 mm grossi à 300× vous montrera en réalité… une bouillie sombre.
On n’y pense pas assez – avant d’avoir fait du planétaire – mais il ne faut pas oublier l’atmosphère. Vous avez certainement déjà vu l’air se brouiller au-dessus d’une route en été. Ce phénomène s’appelle la turbulence atmosphérique et sera souvent le facteur limitant de vos observations à fort grossissement. Le grossissement optimal ne sera donc pas le même tous les soirs suivant la stabilité de la couche d’air. Mais bon, qui peut le plus, peut le moins. Ce qui renforce encore l’intérêt d’avoir plusieurs oculaires.
En résumé : ne vous laissez pas éblouir par les promesses de grossissements faramineux qu’on voit sur certaines boîtes de télescopes grand public. Ce n’est pas le facteur déterminant pour bien voir les astres. Privilégiez le diamètre (et la qualité optique) avant tout, puis utilisez des oculaires appropriés pour moduler le zoom.
Et d’ailleurs, vous ne verrez aucun télescope sur ce site décrit par son grossissement, car c’est un argument marketing fallacieux !
Passons à une notion un peu plus technique mais cruciale : le rapport f/D (focale sur diamètre), aussi appelé ouverture relative du télescope. C’est une notion qui a surtout sa place en astrophotographie. Pour le visuel, au fond, on s’en fiche un peu. Je reviendrai sur cet aspect à la fin de l’article.
On calcule l’ouverture relative simplement :
f/D = focale ÷ diamètre
Par exemple, un télescope 200/1000 a un f/D = 1000/200 = 5 (souvent noté f/5). C’est un rapport sans unité, semblable à l’ouverture en photographie. On dira qu’un télescope est « ouvert à f/5 » dans cet exemple.
Pourquoi s’en soucier ? Parce que ce ratio influence le comportement optique de l’instrument, notamment la luminosité de l’image et le champ observé. De manière générale :
En somme, le rapport focale/diamètre agit sur la « vitesse » du télescope. Les astronomes parlent de télescope rapide (f/D petit) ou lent (f/D grand). Pour imager un objet diffus, un instrument « rapide » donnera une image plus brillante en moins de temps. Pour observer un détail planétaire minuscule, un instrument « lent » permettra d’atteindre de forts grossissements avec une bonne résolution.
Comme vous l’aurez constaté, pour le f/D on a principalement parlé en termes d’astrophotographie, car il est très important de comprendre quelque chose :
Vous pouvez très bien observer de superbes galaxies à f/15. Par contre, avec ce même télescope, comme vous serez à un rapport d’ouverture de 15, l’astrophotographie, bien que parfaitement possible, demandera beaucoup de temps de pose.
En conclusion de ces bases, retenez ceci : le télescope parfait n’existe pas, mais en comprenant focale, diamètre et f/D, vous saurez quel compromis vise tel ou tel instrument. Le diamètre conditionne la luminosité et la résolution (on veut le plus grand possible… sauf que le budget, le poids et l’encombrement s’en mêlent). C’est ce qui doit vous préoccuper le plus en visuel.
La focale influe sur le champ de vision et le grossissement possible (longue pour du planétaire, courte pour du grand champ ciel profond).
Le rapport f/D résume l’« ouverture » : un petit nombre pour un télescope lumineux à champ large, un grand nombre pour un télescope pointu à fort zoom. Notion nécessaire en astrophotographie, mais peu utile en visuel.
Armé de ces notions, vous êtes paré pour décrypter les fiches techniques et éviter les pièges marketing.
Dans le prochain article, nous verrons concrètement comment choisir un télescope pour l’observation visuelle, avec en vedette un instrument chouchou des observateurs : le Dobson
