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Lunaire haute résolution : la mosaïque et son échantillonnage
À foyer long, la Lune ne tient plus dans le capteur : un demi-degré de sujet contre six ou sept minutes d'arc de champ, et il faut douze, dix-neuf, parfois quatre-vingts carreaux pour refermer le disque. Trois décisions commandent alors le résultat, et cette page les traite pour elles-mêmes : le pas d'échantillonnage, que le diamètre du miroir fixe et que la Barlow ne discute pas ; la géométrie de la grille, dont le nombre de carreaux croît comme le carré de la focale ; et l'ordre dans lequel on les filme, imposé par un terminateur dont l'ombre bouge assez en une demi-heure pour trahir un raccord. Le traitement d'un carreau appartient aux tutoriels frères « Imager Jupiter, Saturne, Mars » et « Empilement planétaire AutoStakkert et Registax » : ici, on décide de la grille et on la soude.
- 31 ′
- le diamètre apparent moyen du disque lunaire, contre 6′ à 12′ pour le champ d'une caméra planétaire à foyer long
- 19
- les carreaux du panorama Copernic–Tycho reproduit en tête de page, 2 000 images filmées pour chacun
- 0.19 ″/px
- le pas d'échantillonnage d'un Maksutov de 180 mm mené à 3 200 mm avec des photosites de 2,9 µm
- 4 ×
- le facteur par lequel une Barlow 2× multiplie le nombre de carreaux — et la durée de la séance
- 1.09 ″
- le pouvoir séparateur d'un tube de 127 mm : la borne physique qui décide du pas, avant tout accessoire
Le cadrage
Pourquoi le disque ne tient pas dans le capteur
L'écart entre la taille du sujet et celle du cadre commande la méthode entière, et délimite du même coup ce que cette page traite en propre.
Un demi-degré contre sept minutes d'arc
Le disque lunaire mesure 31′ en moyenne, et son diamètre respire au fil du mois anomalistique entre 29′20″ à l'apogée et 34′06″ au périgée. Un capteur d'imagerie rapide, lui, aligne rarement plus de 1 920 colonnes de photosites de 2,9 µm. Derrière un Maksutov de 127 mm ouvert à f/12,1 — soit 1 540 mm de focale —, ces 1 920 colonnes couvrent 12,4′ de large et 7,0′ de haut. Le compte est vite fait : le sujet est deux fois et demie plus large que le cadre, et quatre fois et demie plus haut. Passez la même caméra derrière un tube de 180 mm mené à 3 200 mm, et le cadre tombe à 6,0′ × 3,4′ — la surface d'un cratère comme Clavius et de ses voisins immédiats, rien de plus. La haute résolution lunaire n'est donc jamais une prise de vue : c'est un relevé topographique mené carreau par carreau, chaque carreau étant une vidéo courte de quelques milliers d'images.
Ce que cette page laisse à ses jumelles
Trois voisines couvrent déjà le terrain limitrophe, et l'on y renvoie plutôt que de le redire. Le cadrage multi-panneaux du ciel profond, sa grille et son calendrier de nuits appartiennent au tutoriel Planifier une mosaïque, et la soudure des panneaux stellaires à son jumeau Assembler une mosaïque : le sujet y est immobile et éclairé de la même façon d'une nuit sur l'autre, ce qui change tout le raisonnement. Les gestes d'initiation — pose, sensibilité, mise au point sur un cratère — sont posés dans Photographier la Lune. Ce que la lumière rasante révèle formation par formation, soir après soir, est l'objet de Suivre le terminateur lunaire, et le tri statistique des images d'une vidéo relève de Lucky imaging. Restent trois questions qui n'appartiennent qu'ici : à quel pas échantillonner, combien de carreaux cela impose, et dans quel ordre les filmer.
L'échantillonnage
Le pas se déduit du diamètre, pas de l'envie
La borne physique s'écrit avant le pas
Le détail le plus fin qu'une optique parfaite délivre vaut 138 ÷ D en secondes d'arc, D étant le diamètre en millimètres. Un tube de 127 mm plafonne ainsi à 1,09″, un 180 mm à 0,77″, un 203 mm à 0,68″. Échantillonner consiste à répartir cette tache sur assez de photosites pour la restituer, et la théorie du signal fixe le seuil à deux échantillons par élément résolu : 0,54″/px suffisent au 127 mm, 0,38″/px au 180 mm. L'usage planétaire double prudemment cette exigence — trois à quatre pixels par tache — parce que l'empilement et l'accentuation travaillent mieux sur une matière un peu étalée. On atterrit dans la fourchette de 0,1 à 0,3″/px, qui est celle des mosaïques lunaires publiées. Au-delà, on agrandit du vide : le capteur enregistre plus de pixels et strictement aucune information supplémentaire, puisque l'ouverture n'en contient pas.
Doubler la focale quadruple le nombre de carreaux
Voici la conséquence que les tableaux d'échantillonnage taisent, et qui décide de votre soirée. Le champ d'un carreau décroît comme l'inverse de la focale ; la grille, elle, se peuple dans deux directions à la fois. Reprenons le Sky-Watcher Skymax 127 et sa caméra à 2,9 µm : au foyer natif, 0,39″/px, cadre de 12,4′ × 7,0′, et le disque de 31′ se referme en 3 colonnes sur 6 rangées, soit 18 carreaux — une petite demi-heure d'acquisition, repositionnements compris. Glissez maintenant une Barlow ×2 : la focale monte à 3 080 mm, le rapport à f/24,3, le pas descend à 0,19″/px et le cadre s'effondre à 6,2′ × 3,5′. La même couverture réclame désormais 7 colonnes sur 12 rangées : 84 carreaux, plus de deux heures de terrain. Vous avez multiplié l'effort par près de cinq pour un pas que le 127 mm ne peut pas honorer — sa tache de diffraction s'étale déjà sur près de six pixels. La Barlow est un instrument de précision quand le diamètre la justifie ; sur un tube modeste, elle achète des carreaux et vend du temps.
Trois attelages calculés jusqu'au bout
Le tableau ci-dessous déroule trois configurations réelles, du même calcul appliqué trois fois. La première est le petit Maksutov du citadin. La deuxième est celle du panorama qui ouvre cette page : un Maksutov de 180 mm à 3 200 mm (soit f/17,8) et un capteur monochrome à 2,9 µm derrière un filtre passe-infrarouge, 19 carreaux formant une bande de Copernic à Tycho — une bande, pas un disque, précisément parce que le disque entier aurait demandé quatre-vingts carreaux. La troisième est celle qu'Andrew McCarthy a rendue célèbre en 2019 avec son disque de 81 mégapixels : un Schmidt-Cassegrain de 203 mm à 2 032 mm (f/10), photosites de 2,4 µm, environ 50 000 images réparties sur une quinzaine de carreaux. À 0,24″/px, un disque de 31′ occupe 7 750 pixels de diamètre : le compte de mégapixels tombe tout seul, sans qu'aucun agrandissement n'ait été appliqué après coup. Le même auteur est monté à 1,3 gigapixel en 2023 en fédérant 280 000 images et deux instruments — la démonstration que la seule variable qui reste, une fois le pas fixé, est le nombre de carreaux qu'on accepte de filmer.
| Attelage | Pas | Champ d'un carreau | Grille pour 31′ | Ce que ça vaut |
|---|---|---|---|---|
| Maksutov 127 mm · 1 540 mm · f/12,1 · photosites 2,9 µm | 0,39″/px | 12,4′ × 7,0′ | 3 × 6 = 18 | Le disque en une demi-heure, au pas exact que 1,09″ de séparation autorise |
| Maksutov 180 mm · 3 200 mm · f/17,8 · photosites 2,9 µm | 0,19″/px | 6,0′ × 3,4′ | 7 × 12 = 84 | Le pas des grandes mosaïques : on couvre une bande, pas le disque |
| Schmidt-Cassegrain 203 mm · 2 032 mm · f/10 · photosites 2,4 µm | 0,24″/px | 12,6′ × 8,4′ | 3 × 5 = 15 | Le meilleur compromis du lot : grand capteur, pas fin, grille courte |
| Maksutov 127 mm + Barlow ×2 · 3 080 mm · f/24,3 | 0,19″/px | 6,2′ × 3,5′ | 7 × 12 = 84 | Quatre fois plus de carreaux pour un détail que 127 mm ne contiennent pas |
| Aucune ligne ne correspond au filtre. | ||||
Dessiner la grille avant d'ouvrir le tube
Une grille se prépare sur une feuille, jamais à l'écran de capture. Trois nombres suffisent : le champ du carreau, la fraction de recouvrement, et le pas de déplacement qui en découle. À 25 % de recouvrement, le pas vaut 75 % du champ — 9,3′ horizontalement et 5,25′ verticalement pour le cadre de 12,4′ × 7,0′ calculé plus haut. Le nombre de colonnes se lit alors comme le premier entier qui satisfait « champ + (n − 1) × pas ≥ 31′ ». Deux corrections s'imposent ensuite. La libration, d'abord : le disque bascule de ±7,9° en longitude et de ±6,7° en latitude, ce qui découvre par instants un limbe que la grille n'avait pas prévu — on ajoute une rangée du côté libré plutôt que de recommencer. La rotation de champ ensuite, sur une monture azimutale : entre le premier et le dernier carreau, le cadre a tourné de plusieurs degrés, et l'assembleur devra le rattraper. Une monture équatoriale supprime cette correction, et c'est son vrai bénéfice ici, bien plus que la précision du suivi.
Le recouvrement se dose par la texture, pas par la règle
Une valeur de 20 à 30 % tient dans presque tous les cas, mais la bonne façon de la choisir est de regarder ce que le logiciel aura à apparier. Sur un sujet stellaire, il dispose de points nets partout ; sur la Lune, il n'a que du relief, et le relief n'est pas distribué également. Dans la zone de lumière rasante, la texture est si marquée qu'un chevauchement de 20 % laisse largement de quoi accrocher. Sur une mer basaltique lisse, ou près du limbe pleinement éclairé où le contraste s'écrase, la même bande devient presque uniforme : montez à 30 %, la surcharge de quelques carreaux coûte moins cher qu'un assemblage à reprendre. Et gardez toujours l'arc du limbe entièrement à l'intérieur d'un carreau : un chevauchement qui ne contient que du ciel noir ne porte aucune information d'alignement, et c'est là que naissent les décrochements rectangulaires visibles sur bien des mosaïques publiées.
L'ordre d'attaque
Le relief se déplace pendant que vous filmez
Une ligne d'ombre qui avance de douze degrés par jour
La lunaison dure 29,53 jours, ce qui fait avancer la ligne de lever du Soleil de 12,2° de longitude sélénographique par jour, soit 0,51° par heure. Ce chiffre paraît minuscule, et il l'est — sauf qu'il ne s'applique pas à une position, mais à une hauteur de Soleil, et que l'ombre portée varie comme la cotangente de cette hauteur. Près de la ligne d'ombre, où le Soleil rase l'horizon local à un ou deux degrés, la dérivée explose : une variation de quelques centièmes de degré raccourcit l'ombre de plusieurs kilomètres. C'est exactement ce qui rend cette bande photogénique, et exactement ce qui la rend hostile à la mosaïque. Le carreau que vous filmez en début de séance et son voisin filmé quarante minutes plus tard ne montrent plus le même paysage : les ombres se sont rétractées, et la jonction affiche un décrochement que ni la fusion multi-bandes ni la retouche ne rattraperont, parce que la matière elle-même a changé. Le calendrier des phases et le repérage des grandes formations sont rassemblés sur le dossier consacré à la Lune : c'est là qu'on choisit le soir où la ligne d'ombre passe sur la région visée.
L'ombre d'un pic de mille mètres, une demi-heure plus tard
Posons le calcul complet plutôt qu'un ordre de grandeur. Un relief de 1 000 m projette une ombre de longueur h ÷ tan(θ), θ étant la hauteur du Soleil sur l'horizon local. À θ = 2,0°, l'ombre s'étend sur 28,6 km. Trente minutes plus tard, le Soleil est monté de 0,25° : à θ = 2,25°, elle n'en mesure plus que 25,4 km. Traduisons en secondes d'arc, la seule unité qui compte à l'écran — à 384 400 km, une seconde d'arc vaut 1,86 km : l'ombre est passée de 15,4″ à 13,6″. La variation atteint 1,7″, soit 9 pixels au pas de 0,19″/px retenu plus haut. Neuf pixels de désaccord sur un bord d'ombre net, c'est parfaitement visible à 100 % de zoom, et c'est ce que voit tout de suite un œil entraîné sur une mosaïque mal ordonnée. Poussez à deux heures d'écart entre deux carreaux voisins : le Soleil atteint 3,0°, l'ombre tombe à 19,0 km, soit 10,2″ — un écart de 5,2″, près de trente pixels. La ligne d'ombre ne pardonne pas l'improvisation.
L'ordre qui découle de ce calcul
La conséquence opérationnelle est nette et se tient en une phrase : on balaie la bande du terminateur d'abord, d'un seul trait, et l'on garde pour la fin les zones stables. Concrètement, la première colonne de carreaux longe la ligne d'ombre du nord au sud, filmée sans interruption, de sorte que deux carreaux voisins soient séparés de deux ou trois minutes et non de trois quarts d'heure. On progresse ensuite colonne par colonne vers le limbe éclairé, où le Soleil est déjà haut : là, l'ombre d'un même pic passe de 1,9 km à 1,8 km en une demi-heure, soit un dixième de seconde d'arc — sous le pixel, donc invisible. Cette zone-là tolère qu'on la filme en dernier, qu'on y refasse un carreau raté, qu'on s'arrête pour refaire la mise au point. Le budget de temps s'établit ensuite à l'envers : si votre colonne de terminateur compte douze carreaux et que chacun demande une minute de vidéo plus trente secondes de repositionnement, elle réclame 18 minutes — dans la fenêtre. Si elle en compte trente, sortez la Barlow du train optique ou renoncez au disque entier.
Le terrain
Dérouler la grille en une séance
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Calculez le pas et la grille la veille
Taille de photosite, focale réelle avec l'accessoire monté, nombre de pixels : trois nombres, deux multiplications, et vous connaissez le champ d'un carreau. Divisez 31′ par ce champ diminué du recouvrement, notez le nombre de colonnes et de rangées sur un papier, et gardez ce papier à côté du clavier.
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Réglez l'exposition une fois, sur la zone la plus brillante
Le disque présente un écart d'éclairement énorme entre la ligne d'ombre et le limbe pleinement éclairé. Calez l'histogramme sur la zone la plus lumineuse de la grille, puis n'y touchez plus : une exposition qui change d'un carreau à l'autre donne des jonctions dont l'assembleur ne rattrapera qu'une partie.
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Balayez la colonne du terminateur sans vous arrêter
Du nord au sud, une vidéo courte par carreau, repositionnement immédiat au suivant. Aucun réglage, aucune vérification d'écran entre deux carreaux voisins : la fenêtre utile se compte en dizaines de minutes, pas en heures.
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Progressez vers le limbe, colonne après colonne
En vous éloignant de la ligne d'ombre, le Soleil monte et le paysage se fige. C'est là qu'on refait la mise au point, qu'on rejoue un carreau douteux et qu'on ajoute la rangée supplémentaire imposée par la libration du soir.
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Renommez les fichiers selon la grille, sur place
Une nomenclature « colonne-rangée » écrite au moment de la capture vaut mieux que quatre-vingts fichiers horodatés à trier le lendemain. Elle vous dira aussi, d'un coup d'œil, quel carreau manque avant de replier le matériel.
La chaîne optique qui rend la mosaïque tenable
Les calculs précédents désignent un matériel précis. Le capteur d'abord : une caméra d'imagerie rapide au coulant 1,25″, à petits photosites et à haute cadence, comme la Svbony SV305C et son capteur à 2,9 µm (autour de 180 €) — c'est elle qui donne les 0,39″/px et le cadre de 12,4′ du premier attelage du tableau. Pour découvrir la discipline avant d'investir, la Svbony SV205 (environ 105 €) affiche déjà le disque en direct et enregistre des séquences exploitables, avec des photosites plus gros et donc un pas plus grossier. Le tube ensuite : la formule Maksutov ou Schmidt-Cassegrain apporte la focale sans l'encombrement, et le tube fermé se passe de collimation entre deux séances. Le Skymax 127 (1 540 mm, autour de 600 €) est l'attelage du citadin ; le Skymax 150 monte à 1 800 mm et 150 mm d'ouverture pour environ 705 €, ce qui abaisse la borne de 1,09″ à 0,92″ et autorise enfin un pas plus fin ; le NexStar 6SE (150 mm à f/10, environ 1 210 €) ajoute le pointage motorisé, précieux quand on enchaîne quatre-vingts positions. La Barlow, enfin, se choisit en connaissance de cause : la Celestron X-Cel LX ×2 (111,95 €) et la Svbony SV216 ×3 à quatre éléments télécentriques (60,99 €) rendent service au-dessus de 150 mm d'ouverture, où le diamètre justifie le pas qu'elles imposent — le rapport d'ouverture à viser est traité pour lui-même dans Barlow et f/D optimal. Prix relevés fin juillet 2026.
L'assemblage
Souder des carreaux sur un sujet sans étoiles
L'assemblage se prépare dès le traitement de chaque carreau, se joue dans le logiciel qui apparie les reliefs, et se juge à la loupe le long des coutures.
Chaque carreau franchit d'abord la chaîne planétaire
Avant toute soudure, chaque vidéo devient une image : tri des meilleures poses, alignement par zones, empilement, puis accentuation. C'est exactement le traitement d'une planète, appliqué quatre-vingts fois plutôt qu'une, et il appartient aux tutoriels frères consacrés à la chaîne AutoStakkert et Registax. Deux consignes propres à la mosaïque s'y ajoutent pourtant. La première : traitez tous les carreaux avec les mêmes réglages, en lot, sans ajuster l'accentuation carreau par carreau — un rayon d'ondelette modifié sur un seul panneau produit une différence de piqué qui saute aux yeux à la jonction. La seconde : arrêtez-vous avant la retouche de contraste et livrez à l'assembleur des images encore neutres. Les courbes, la balance et le rendu final se posent sur le panorama entier, une seule fois, quand plus aucune couture n'est en jeu.
Deux assembleurs, et ce qu'ils font vraiment
Le logiciel n'a ici ni étoile ni métadonnée de pointage : il apparie des motifs de relief dans les bandes communes, estime une transformation par carreau, puis fond les recouvrements. Image Composite Editor, le vieil outil gratuit de Microsoft, reste le compagnon historique de la mosaïque lunaire : on lui dépose les carreaux, on choisit une projection plane, il rend un panorama en quelques secondes. Son défaut est ailleurs — le projet a été retiré du catalogue de l'éditeur et sa dernière version date de 2015 : il fonctionne, il ne progresse plus, et il faut aller le chercher sur des dépôts d'archive. PTGui, payant (environ 129 € pour la version courante, 249 € pour la variante professionnelle), offre à l'inverse ce qui manque au premier : l'édition manuelle des points de contrôle. Sur une mer lisse où l'appariement automatique patine, poser soi-même trois paires de points sur deux cratères identifiables débloque une jonction que l'automatisme abandonnait. Les deux acceptent des images 16 bits et une sortie sans compression, ce qui est la seule caractéristique non négociable.
Les trois défauts qui se lisent au raccord
Ouvrez le panorama à 100 % et longez chaque couture : trois signatures distinctes, trois causes. Un décrochement des ombres, où un rempart voit son ombre s'arrêter net et repartir plus courte, dénonce l'ordre de capture — les deux carreaux ont été filmés à trop grand intervalle, et rien ne se répare au traitement. Une bande claire ou sombre le long de la jonction trahit une exposition qui a bougé pendant la grille, ou un vignetage non corrigé en bord de champ : celle-là se rattrape, en élargissant la zone de fusion ou en appliquant une correction de plage plate. Un dédoublement du relief, où un cratère porte deux remparts parallèles à quelques pixels, signale un appariement raté sur un recouvrement trop pauvre — la réponse est de reprendre l'assemblage avec des points de contrôle posés à la main, et la leçon est de monter le chevauchement la prochaine fois. Aucun de ces trois défauts n'est cosmétique : ils indiquent respectivement une erreur de calendrier, une erreur de réglage et une erreur de géométrie.
Avantages
- Un assembleur gratuit avale quatre-vingts carreaux lunaires en quelques secondes et rend un panorama exploitable sans réglage
- Poser des points de contrôle à la main débloque les zones lisses où l'appariement automatique renonce
- Traiter tous les carreaux en lot, avec des réglages identiques, supprime la moitié des défauts de jonction avant qu'ils n'existent
- Une projection plane suffit : sur un demi-degré de sujet, la courbure du globe lunaire reste sous le pixel
Inconvénients
- L'outil gratuit historique est figé depuis 2015 et se récupère sur des dépôts d'archive, sans support ni mise à jour
- L'édition manuelle des points de contrôle appartient aux logiciels payants, à partir d'environ 129 €
- Un décrochement d'ombre causé par l'ordre de capture ne se corrige dans aucun assembleur : la séance est à refaire
- Une grille filmée sous une turbulence changeante donne des carreaux inégalement piqués, que la fusion ne peut qu'atténuer
Continuer
Ce qui se passe avant et après la grille
Le tri statistique qui rend un carreau net Filmer des milliers d'images et n'en garder que les meilleures : le principe qui fonde chacune de vos vidéos de carreau, la fraction à retenir et le seuil de diamètre au-delà duquel la méthode paie. La ligne d'ombre, formation par formation Ce que la lumière rasante fait surgir du deuxième au treizième jour, quelles formations se lèvent quand, et comment regarder une même montagne changer en une seule soirée à l'oculaire. 
La mosaïque du ciel profond, l'autre géométrie Sujet immobile, éclairage constant, panneaux étalés sur plusieurs nuits : la planification multi-panneaux stellaire obéit à des contraintes opposées à celles de la Lune. Le calcul du champ et la grille y sont traités pour eux-mêmes. Le tube à la bonne température Une grille de quatre-vingts carreaux dure deux heures : la mise au point file, les couches d'air internes brassent l'image. Ce que l'acclimatation change, et le délai réel selon la formule optique. Le pas d'échantillonnage se paie en carreaux
Diamètre, focale, taille de photosite : ces trois nombres décident du nombre de vidéos à filmer et de la durée de la séance. Notre rayon planétaire, des Maksutov compacts aux Schmidt-Cassegrain motorisés, avec la focale qu'ils délivrent réellement.