L’observation avec les jumelles

Observer, décontracté, avec ses deux yeux : ces conseils vont vous permettre, à vous aussi, de trouver vos jumelles pour observer le ciel.

Chaque astronome amateur devrait, outre un télescope, posséder des jumelles. Elles sont polyvalentes d’utilisation, aussi bien pour observer de jour que pour observer les étoiles la nuit. Les conseils qui suivent vont vous faciliter le choix.

Le regard est tout autre

Les jumelles sont les télescopes les moins chers pouvant être imaginés (si l’on fait abstraction des jumelles d’une très grande qualité). Par ailleurs, regarder dans des jumelles avec les deux yeux vous donne l’impression d’une image en trois dimensions. Autre avantage des jumelles : leur grand champ de vision.

Les jumelles offrent de merveilleuses vues d’ensemble du ciel étoilé. L’été, vous parcourez les nébuleuses en Sagittaire avec vos jumelles et, plus tard, vous revenez avec votre télescope pour une observation plus précise. Les jumelles sont légères et maniables et elles peuvent être emportées partout. Une phrase bien connue dit : « Le meilleur télescope est toujours celui que l’on a avec soi ».

Il n’y a qu’un problème : quelles jumelles, et pour quelles observations ? Le choix est gigantesque et trouver les bonnes jumelles semble ne pas être aussi facile que cela.

Pas plus de 10x

La règle est la même que pour le télescope : plus l’ouverture est grande, plus grande est la capacité de collecte de lumière et plus l’on peut détecter des objets de plus faible luminosité dans le ciel. De même, le grossissement de l’optique et, par là même, également le facteur de tremblement, jouent un rôle considérable. Au point de vue technique de grossissement, il y a pour la main libre une limite qui se situe à 10x environ. Par ailleurs, un grossissement plus fort n’apporte rien car le tremblement de la main se fait sentir au point que l’on ne prend pas plaisir à observer. Il faut alors utiliser dans tous les cas un trépied.

La différence entre les jumelles à prismes de Porro et celles à prismes en toit réside essentiellement dans le fait qu’elles utilisent différents systèmes de prismes qui redressent l’image acquise inversée. Comme leur nom l’indique, il s’agit de prismes de Porro ou de prismes en toit. Dans les prismes de Porro, le chemin optique de la lumière évolue en quelque sorte en angles droits tandis que, dans les prismes en toit, il évolue en angles aigus sous la forme du toit d’une maison.

Aujourd'hui, on préfère les jumelles à prismes en toit à celles à prismes de Porro. Elles sont assez différentes dans leur aspect. Ainsi, les objectifs des jumelles à prismes de Porro sont plus écartés que les oculaires. Les systèmes à prismes en toit sont plus compacts et plus étroits.

La raison en est une conception différente des prismes. Les prismes de Porro ont une forme relativement large. L’avantage des jumelles à prismes de Porro réside dans l’impression qu’elles donnent une image avec plus de relief. Leur mise au point est à l’extérieur tandis que les jumelles à prismes en toit ont une mise au point par vis sans fin dans le tube. Cette mise au point est souvent préférée à celle des jumelles à prismes de Porro car elle est souvent plus stable et mieux protégée contre l’humidité.

Globalement, on ne peut pas dire quelles sont les meilleures jumelles. Dans ces deux types, il y en a de bonnes et de moins bonnes. Fabriquer de bonnes jumelles à prismes en toit est toutefois sensiblement plus coûteux. Dans la tranche bon marché, il faut donc avoir un œil particulièrement attentif et se faire conseiller.

Vous trouverez cette abréviation sur toutes les jumelles disponibles chez nous. Elle indique le grossissement et l'ouverture de chaque paire de jumelles. La première valeur représente le grossissement. Dans notre exemple, il s’agit donc d’un grossissement de 10x. La deuxième valeur représente l’ouverture, toujours indiquée en millimètres. Des jumelles 10x50 ont donc une ouverture de 50 mm.

De la même façon que la lumière pénètre dans les jumelles, il va de soi qu’une certaine quantité de lumière ressort à l’autre extrémité. La quantité de lumière qui sort dépend de l’ouverture et du grossissement des jumelles. La lumière sort de l’oculaire sous forme de faisceau lumineux pour pénétrer dans l’œil qui la transforme alors en une image utilisable avec le concours du cerveau.

Le diaphragme de l’œil

La pupille de sortie des jumelles est un facteur important pour l’observation envisagée. Mais, d’abord, quelques mots concernant l’œil humain : la pupille a une ouverture de 5-8 mm. C’est la nuit, lorsqu’il fait sombre, que la pupille s’ouvre le plus, afin que la plus grande quantité de lumière possible puisse pénétrer dans l’œil. Chez les personnes jeunes, la pupille peut s’ouvrir jusqu’à 8 mm la nuit. Chez les personnes âgées, l’ouverture maximale de la pupille est plus faible.

Info : on entend par pupille de sortie (PS) le faisceau lumineux qui sort de l’oculaire des jumelles et par (PE) l'ouverture de la pupille de l'œil. Cela signifie que la PS ne doit pas être plus grande (ou, dans le cas idéal, PS=PE) que la PE, faute de quoi on perd de la lumière.

Filetage pour trépied

Au moment d’acheter les jumelles, il faut veiller à ce que leur qualité optique soit aussi bonne que possible, mais également s’assurer qu’elles comportent un adaptateur pour trépied, afin que l’on puisse plus tard, parfaitement au calme et détendu, profiter de l’observation avec le trépied.

Le calcul de la PS se présente de la façon suivante :

PS = ouverture/ grossissement

• Exemple 1 : PS = 50 mm/10x = 5 mm
• Exemple 2 : PS = 30 mm/10x = 3 mm
• Exemple 3 : PS = 80 mm/12x = 6,6 mm

Le pouvoir séparateur de l’optique joue lui aussi un rôle. On entend par pouvoir séparateur la capacité de l’optique de séparer encore, théoriquement, deux objets très proches l’un de l’autre. Mail il y a des influences extérieures comme, par exemple, l’atmosphère de la terre, qui limitent la résolution.

Le pouvoir séparateur des jumelles peut se calculer à l’aide de la formule suivante :

σ = 120 / Ouverture de l’objectif, en mm

• Exemple 1 : 10x30 120/30 = 4“
• Exemple 2 : 8x40 120/40 = 3“
• Exemple 3 : 8x50 120/50 = 2,4“

Le pouvoir séparateur s’indique en secondes d’angle.

Les exemples ci-dessus montrent clairement que, lorsque l’ouverture augmente, le pouvoir séparateur de l’optique augmente, et les objets de plus en plus proches les uns des autres peuvent être perçus séparément. Ceci est important pour les étoiles doubles, par exemple.

Il existe différentes données théoriques qui sont très intéressantes pour comparer différentes jumelles entre elles. Il existe par exemple des jumelles pour vision diurne et des jumelles pour vision nocturne, dans différents diamètres et grossissements. Les performances de ces jumelles peuvent être calculées.

Puissance diurne

PD = 0,6 x grossissement

• Exemple 1 : 10x30 ; 0,6x10 = 6
• Exemple 2 : 8x40 ; 0,6x8 = 4,8
• Exemple 3 : 8x50 ; 0,6x8 = 4,8

Cette formule permet de calculer la puissance diurne de jumelles. À l’appui des exemples, nous comparons de nouveau ici trois jumelles.

On voit que les exemples 2 et 3 ont la même puissance diurne. Celle-ci dépend donc du grossissement.

Puissance crépusculaire

PC = 0,3 x racine (grossissement x ouverture)

• Exemple 1 : racine 10x30 = 5,2
• Exemple 2 : racine   8x40 = 5,4
• Exemple 3 : racine   8x50 = 6

Si la puissance crépusculaire est supérieure à la puissance de jour, ceci permet de conclure qu’il s’agit de jumelles à vision de nuit.

Pour les jumelles 10x30 de l’exemple 1, nous pouvons dire qu’il s’agit de jumelles universelles.

Puissance nocturne

PN = 0,1 x ouverture

• Exemple 1 : 10x30 LN = 0,1x30 = 3
• Exemple 2 : 8x40 LN = 0,1x40 = 4
• Exemple 3 : 8x50 LN = 0,1x50 = 5

On voit que c’est l’exemple 3 qui a les meilleures propriétés, c’est-à-dire la plus grande ouverture, et que ces jumelles sont ainsi celles qui conviennent le mieux pour l’observation de nuit.

Indice de luminosité

IL = (ouverture/grossissement)²

• Exemple 1 : 10x30 ; (30/10)² = 9
• Exemple 2 : 8x40 ; (40/8)² = 25
• Exemple 3 : 8x50 ; (50/8)² = 39

L’exemple 1, avec l’indice de performance 9, correspond à des jumelles à vision de jour. L’intensité lumineuse 39 permet de dire que l’exemple 3 correspond à des jumelles à vision de nuit (mais il existe des jumelles à vision de nuit sensiblement plus puissantes) et que l’exemple 2 se situe entre les deux.

Indice crépusculaire

IC = racine (grossissement x ouverture)

• Exemple 1 : racine 10x30 = 17,3
• Exemple 2 : racine 8x40 = 17,9
• Exemple 3 : racine 8x50 = 20,0

L’indice crépusculaire est conçu pour permettre une comparaison facile de différentes jumelles.

Toutes ces valeurs et tous ces calculs ne servent en fait qu’à des comparaisons théoriques, mais ils permettent de délimiter le choix et, à chacun, de trouver l’instrument adapté à son besoin. Ce qu’il faut également prendre en compte : dans la pratique, toutes les jumelles ont à faire face à des pertes de lumière qui diminuent quelque peu la puissance.

La qualité des jumelles dépend aussi de la précision des surfaces, du polissage et, surtout, du traitement. C’est la raison pour laquelle il y a également de grandes différences au niveau du prix :

Sur des jumelles coûteuses, on a par exemple en moyenne 18% de pertes dues à la réflexion de l’antireflet, 5% dues à l’absorption dans le verre, et l’on a également des dispersions de lumière qui ne doivent pas exister sur des jumelles de grande qualité.

Sur des jumelles bon marché, on observe une perte de lumière par réflexion dans le traitement de 40% en moyenne et une absorption d’environ 20% dans les lentilles. La dispersion est d’environ 10%, contre 0% pour les jumelles de grande qualité coûteuses. Toutes ces pertes doivent dans tous les cas être prises en compte dans la pratique.