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Roues à filtres et diviseur optique

Le jour où l'on passe au monochrome, l'arrière du tube cesse d'être une caméra vissée sur une bague : il devient une colonne de trois boîtiers dont chaque millimètre est compté. La roue porte les filtres, le diviseur optique prélève une étoile pour le guidage, la caméra ferme la marche — et l'addition doit tomber sur le tirage exact que réclame le correcteur. Ce guide pose cette addition, tranche l'ordre des pièces, calcule le format de filtre qu'impose la diagonale du capteur, et chiffre le décalage de foyer que chaque épaisseur de verre introduit. Vous en sortirez avec une table d'offsets calculée, une méthode de placement du prisme, et de quoi commander les bonnes pièces du premier coup.

55 mm
le tirage que réclament la plupart des correcteurs et aplatisseurs, mesuré de la bride du télescope au capteur
8
positions sur les roues les plus fournies : quatre filtres larges, trois raies étroites, une place pour le passe-infrarouge
36 mm
le diamètre de filtre non monté qu'exige un capteur APS-C, dont la diagonale mesure 28,3 mm
12 × 12 mm
le prisme des diviseurs taillés pour le plein format, pour 11,7 × 8,3 mm d'ouverture réellement utile
0.34 mm
le saut de foyer entre une lame de 2 mm et une lame de 3 mm : le double de la marge de netteté à f/8

La colonne arrière

Trois boîtiers, un seul millimètre d'erreur toléré

Le sens de l'empilement décide de la lumière qui parvient au guidage, et sa rigidité de ce que la nuit conserve entre deux poses.

L'ordre des pièces n'est pas négociable

En partant de la bride du télescope et en descendant vers le capteur, la colonne se lit dans un seul sens : diviseur optique, puis roue, puis caméra. Le prisme se trouve ainsi en amont des lames de verre, dans un faisceau encore complet, tandis que la caméra reste au plus près du dernier filtre. Inverser les deux boîtiers du milieu paraît anodin — les filetages sont les mêmes, souvent du M48 ou du M54 — et se paie la première nuit en bande étroite. L'autre vertu de cet empilement tient à la mécanique : les trois pièces se vissent en une colonne unique, solidaire du porte-oculaire, sans une seule articulation susceptible de bouger entre deux poses. C'est précisément ce que ne peut pas offrir un instrument de guidage porté par des anneaux, dont le jeu revient dans les principes de l'autoguidage.
Schéma en coupe de la colonne arrière : bride du télescope, diviseur optique de 17,5 mm portant son prisme et sa caméra de guidage, roue à filtres de 20 mm, caméra de 17,5 mm, l'ensemble totalisant 55,0 mm jusqu'au capteur
Le budget de tirage réparti sur les trois boîtiers — schéma astronoguide

Le tirage : une addition qui doit tomber juste

Un correcteur de champ, un aplatisseur ou un réducteur n'exige pas « un peu de recul » : il exige une cote, presque toujours 55 mm entre son épaulement et la surface sensible, avec une tolérance de l'ordre de 0,5 mm. L'empilement le plus répandu tombe pile : une caméra refroidie dont le capteur est à 17,5 mm de son filetage, une roue de 20 mm d'épaisseur, un diviseur de 17,5 mm — total 55,0 mm. Changez une seule pièce et l'addition se défait : les diviseurs de la génération précédente mesurent 16,5 mm, ce qui laisse un manque de 1 mm à combler par une bague d'épaisseur ; une plaque de réglage d'inclinaison ajoute 5 mm qu'il faut retirer d'ailleurs ; un capteur APS-C dont le plan sensible est à 20 mm de son filetage rebat toute la répartition. Le symptôme d'un tirage faux se lit dans les angles de l'image : étoiles allongées en virgule quand on est trop court, en trait radial quand on est trop long, alors que le centre reste net. Un pied à coulisse et la fiche technique de chaque pièce règlent la question avant la première sortie — pas la nuit venue, torche rouge entre les dents.

La roue

Combien de crans, et de quel diamètre

Cinq, sept ou huit positions : ce que chaque cran coûte

Le compte se fait à partir des filtres qu'on possède, jamais à partir du catalogue. Une séance en couleur classique occupe quatre crans — luminance, rouge, vert, bleu. Un trio de raies étroites en occupe trois de plus, ce qui mène déjà à sept. Le huitième accueille en général un passe-infrarouge, celui qui sauve les nuits de turbulence forte et de Lune haute. Au-delà, la roue cesse de grandir en positions et se met à grandir en diamètre : c'est le format des filtres, et lui seul, qui décide de la limite. Les modèles à cinq crans acceptent le coulant 50,8 mm ; ceux à sept ou huit imposent le 36 mm non monté ou le 31,75 mm. La rotation d'un cran prend 1 à 3 s selon le modèle et l'écart parcouru — un détail tant qu'on tourne dix fois par nuit, un vrai poste de temps perdu si la séquence alterne les filtres toutes les deux poses. Groupez les poses par filtre, et la roue ne tourne plus que six fois entre le crépuscule et l'aube.
Arrière d'un Ritchey-Chrétien de 203 mm en séance : la roue à filtres motorisée, la caméra monochrome refroidie et le faisceau de câbles qui redescend vers la monture
Roue à filtres huit positions et caméra monochrome sur un Ritchey-Chrétien de 203 mm — Brainandforce (CC BY 4.0, Wikimedia Commons)

Le format se déduit de la diagonale du capteur, pas du prix

Voici le calcul que personne ne fait avant de commander, et qui coûte le plus cher. Un filtre monté au coulant 31,75 mm n'offre pas 31,75 mm de verre : sa bague en mange la périphérie, et l'ouverture réellement utile tombe entre 24 et 27 mm. Or un capteur de type APS-C mesure 23,5 × 15,7 mm, soit une diagonale de 28,3 mm : les coins de l'image sortent du verre, et le vignetage s'installe même sur un instrument lent, à f/8. Le remède ne tient pas au traitement — un flat corrige une atténuation douce, pas un bord franc où plus aucun photon n'arrive. Trois formats couvrent donc trois familles de capteurs, et la règle se résume à une comparaison : ouverture utile du filtre > diagonale du capteur. Le 36 mm non monté est le point d'équilibre de l'astrophotographie amateur : il couvre l'APS-C sans rogner, tient dans une roue à huit crans, et reste deux fois moins cher que son équivalent en 50,8 mm. Le plein format (36 × 24 mm, diagonale 43,3 mm) n'a pas d'alternative : le 2 pouces, cinq crans maximum, et une facture qui grimpe à chaque raie ajoutée.
Le format de filtre qu'impose le capteur — ouverture utile contre diagonale
Format du filtre Ouverture utile Capteur couvert sans rognage Ce qu'il faut en attendre
Monté au coulant 31,75 mm 24 à 27 mm capteurs 1 pouce et en dessous (16 × 16 mm) huit crans possibles, prix contenu — mais les coins d'un APS-C sont rognés net
Non monté, 36 mm ≈ 36 mm APS-C (23,5 × 15,7 mm, diagonale 28,3 mm) le point d'équilibre : huit crans, couverture franche, coût raisonnable
Monté au coulant 50,8 mm ≈ 46 mm plein format (36 × 24 mm, diagonale 43,3 mm) cinq crans au maximum, et la facture double à chaque raie ajoutée

Le prisme

Prélever l'étoile avant qu'elle traverse le filtre

La place du prélèvement fixe la brillance de l'étoile de guidage, et avec elle la stabilité de la correction d'un bout à l'autre de la nuit.

Ce que la position du prisme change vraiment

Une bande de 3 nm centrée sur l'hydrogène ne laisse passer qu'une fraction infime du spectre. Placez le prélèvement après cette lame, et l'étoile de guidage subit exactement le même sort que la nébuleuse : elle perd plusieurs magnitudes, il faut allonger la pose de guidage à huit ou dix secondes pour la retrouver, et la correction arrive trop tard pour servir. Placé avant, le prisme travaille dans un faisceau intact : la même étoile reste exploitable en 2 à 4 s, et surtout elle ne change pas de brillance quand la roue tourne. C'est le vrai bénéfice, celui qu'on mesure sur une nuit entière : la boucle de guidage garde le même astre, la même consigne, la même vigueur de correction, du filtre de luminance jusqu'au soufre. Un montage guidé en aval oblige au contraire à re-sélectionner une étoile à chaque changement de raie — et à recalibrer quand plus aucune ne passe.
Schéma en coupe du faisceau : le prisme du diviseur optique intercepte la lumière du cercle image que le capteur n'utilise pas, et la renvoie vers la caméra de guidage placée au-dessus
Le prisme travaille dans le champ perdu, hors du cône qui éclaire le capteur — schéma astronoguide

Placer le prisme : la géométrie commande, pas l'habitude

Le prisme est un intrus dans le faisceau : tout ce qu'il attrape, le capteur ne l'aura pas. Il doit donc se tenir dans la couronne de champ que l'instrument éclaire mais que le capteur n'occupe pas. Sur un plein format, la surface sensible s'étend jusqu'à 21,6 mm de l'axe ; en APS-C, jusqu'à 14,1 mm seulement — c'est là que le petit capteur reprend l'avantage, en laissant une large marge où loger le prélèvement. Les diviseurs récents montent un prisme de 12 × 12 mm dont l'ouverture réellement utile mesure 11,7 × 8,3 mm. Traduit en champ, cela donne du grain à moudre : derrière un tube de 203 mm ouvert à f/8, soit 1 624 mm de focale, cette fenêtre couvre environ 24′ × 17′ de ciel, et un capteur de guidage de 5,6 × 3,2 mm y prélève 11′ × 6′. C'est peu — d'où le geste qui distingue l'utilisateur rodé : au lieu de renoncer, il desserre la bague et fait tourner tout le diviseur autour de l'axe optique, ce qui promène la fenêtre de guidage sur toute la couronne jusqu'à ce qu'une étoile convenable y entre. Deux réglages restent alors à faire, dans cet ordre : la profondeur d'enfoncement du prisme, qu'on remonte dès qu'une ombre apparaît dans un coin d'un flat, puis la mise au point de la caméra de guidage sur son porte-oculaire hélicoïdal, jusqu'à ce que son chemin optique égale celui du capteur principal. Un guidage flou n'est pas un guidage : le calcul du centroïde perd en précision ce que l'étoile perd en piqué.

Avantages

  • Diviseur optique : le prélèvement se fait dans le tube principal, donc aucune flexion différentielle possible entre l'axe de guidage et l'axe d'imagerie
  • Diviseur optique : rien à porter en plus, rien à équilibrer, aucune prise au vent ajoutée sur un tube déjà long
  • Lunette-guide : un champ dix fois plus vaste, une étoile trouvée en trois secondes n'importe où dans le ciel
  • Lunette-guide : mise au point faite une fois pour toutes, indépendante du train d'imagerie qu'on démonte et remonte

Inconvénients

  • Diviseur optique : le champ de guidage se compte en minutes d'arc, et certaines régions pauvres imposent de faire tourner tout l'ensemble
  • Diviseur optique : chaque démontage du train remet en jeu la parfocalité de la caméra de guidage
  • Lunette-guide : les anneaux, les vis et le porte-oculaire forment autant d'articulations qui dérivent au fil de la nuit
  • Lunette-guide : à focale longue, la dérive du cadre échappe à la boucle et ne se voit que sur les brutes, jamais dans le logiciel

La parfocalité

Chaque lame de verre déplace le foyer

Le décalage se calcule, se compare à la marge de netteté du montage, puis se mesure une fois pour être rejoué à chaque rotation.

La formule du décalage, et pourquoi elle mord

Un filtre est une lame à faces parallèles posée dans un faisceau convergent. La lumière y ralentit, et le point de convergence recule d'une quantité que l'optique géométrique donne exactement : ΔF = t × (n − 1) / n, où t est l'épaisseur du verre et n son indice de réfraction, voisin de 1,52 pour un substrat courant. Une lame de 3 mm repousse ainsi le foyer de 1,03 mm, une lame de 2 mm de 0,68 mm. Seule la différence compte, puisque la mise au point de référence absorbe le reste : entre un jeu de filtres larges de 2 mm et un trio de raies étroites de 3 mm, le foyer saute de 0,34 mm. Est-ce beaucoup ? Comparez à la marge de netteté, qui vaut 4,88 × λ × N² : à f/8, en lumière verte, elle mesure 0,17 mm ; à f/5, elle tombe à 0,07 mm. Le saut vaut donc le double de la tolérance sur un tube lent, et cinq fois la tolérance sur un astrographe rapide. Autrement dit : sur une roue mélangeant deux épaisseurs, une pose sur deux part floue tant que l'offset n'est pas renseigné. C'est la raison pour laquelle les fabricants vendent des jeux dits parfocaux, tous rectifiés à la même épaisseur — et la raison pour laquelle mélanger deux marques dans la même roue demande de mesurer.

Mesurer ses offsets une fois, les rejouer toute l'année

La mesure se fait une nuit stable, tube en température, sur un champ dense. On fait le point parfaitement sur le filtre de référence, on note la position du moteur, puis on répète l'opération filtre par filtre sans toucher à rien d'autre. La différence de position, en pas, devient l'offset du filtre. Avec un pas mécanique de 2 µm, les 0,34 mm de notre exemple valent 171 pas — un nombre qu'on saisit dans le logiciel de séquence et qu'on n'y touche plus. Le logiciel applique alors le décalage à chaque rotation de la roue, sans repasser par une recherche complète du foyer : trente secondes économisées à chaque changement de filtre, et surtout aucun risque de converger sur un faux minimum parce qu'un nuage traversait. La mise au point motorisée détaille cette recherche et sa courbe ; ici, elle n'intervient qu'en début de nuit et lors des sauts de température. Deux conditions pour que les offsets restent valables : le porte-oculaire ne doit pas glisser sous le poids du train, et la roue doit revenir exactement au même endroit à chaque tour. Un moteur de mise au point Celestron (295,03 €) apporte la répétabilité mécanique qui rend le rejeu fiable ; sans lui, l'offset se traduit en tours de molette, et l'exercice perd son sens.
Une table d'offsets calculée pour une roue de huit crans (verre d'indice 1,52, pas moteur de 2 µm)
Filtre en position Épaisseur Décalage du foyer Offset à saisir
Luminance (référence) 2,00 mm 0,00 mm 0 pas
Rouge, vert, bleu de la même série 2,00 mm 0,00 mm 0 pas
Trio de raies étroites d'une autre marque 3,00 mm +0,34 mm +171 pas
Passe-infrarouge 685 nm 1,85 mm −0,05 mm −26 pas
Position libre, verre neutre de compensation 2,00 mm 0,00 mm 0 pas

Le montage

L'ordre des gestes, du carton au premier cliché

  1. Posez l'addition du tirage sur le papier

    Cote du correcteur, épaisseur de la caméra jusqu'à son plan sensible, épaisseur de la roue, épaisseur du diviseur. La somme des bagues manquantes se commande en une fois, avec un jeu de 0,5 et 1 mm en réserve.

  2. Vissez la colonne dans le bon sens, de jour

    Diviseur côté télescope, roue au milieu, caméra en bout. Serrez chaque filetage à la main jusqu'en butée franche, sans forcer : un boîtier à demi engagé fausse le tirage de plusieurs dixièmes et personne ne le verra la nuit.

  3. Chargez les filtres en notant leur cran

    Manipulez le verre par la tranche, gants de coton, la face traitée vers le télescope selon la marque au bord. Écrivez l'ordre des crans sur une étiquette collée au dos de la roue : dans le noir, la mémoire invente.

  4. Réglez le prisme sur un champ dense

    Enfoncez le prisme jusqu'à voir des étoiles sur la caméra de guidage, puis remontez-le d'un cheveu et tirez un flat : dès qu'un coin s'assombrit, vous êtes descendu trop bas. Faites tourner le diviseur entier plutôt que de forcer sur la profondeur.

  5. Rendez la caméra de guidage parfocale, puis mesurez les offsets

    Porte-oculaire hélicoïdal, étoiles les plus fines possibles, blocage. Enchaînez sur la mesure filtre par filtre, notez les positions, convertissez en pas, saisissez-les dans le logiciel de séquence. Deux heures un soir, valables toute la saison.

Sur le terrain

Ce que la roue ajoute à la nuit, et au traitement

Deux architectures, deux façons de perdre une nuit

Les deux instruments de la photo ne posent pas le même problème. La lunette de 120 mm travaille à 840 mm de focale : son champ est large, une lunette de guidage y suffit, et le prélèvement en amont du filtre n'est pas vital. Le tube de 203 mm à 1 624 mm change la donne : à cette focale, la moindre torsion entre deux axes se voit sur les brutes, et le diviseur optique devient la réponse structurelle. Le choix se pose donc en une phrase : en dessous de 800 mm, la lunette-guide reste confortable ; au-delà de 1 000 mm, le prélèvement dans l'axe s'impose. Entre les deux, le facteur décisif est la rigidité de vos fixations. Une Sky-Watcher EvoGuide 50DX (342,19 €) équipe très bien un train court et se déporte d'une lunette à l'autre en une minute ; le Celestron StarSense Autoguider (798,15 €) prend le problème par l'autre bout, en corrigeant le pointage et le suivi sans caméra dédiée. Aucun des deux ne supprime la flexion différentielle, ce que le prisme, lui, fait par construction.
Deux montages d'astrophotographie côte à côte sous les étoiles : une lunette apochromatique de 120 mm sur monture équatoriale à gauche, un Ritchey-Chrétien de 203 mm équipé de sa roue à filtres à droite
Deux architectures sous le même ciel : lunette apochromatique de 120 mm et Ritchey-Chrétien de 203 mm — Brainandforce (CC BY 4.0, Wikimedia Commons)

Poussières, halos et flats : la facture cachée

Une roue place des surfaces de verre à quelques millimètres du capteur. Conséquence directe : chaque poussière posée sur un filtre s'imprime sur l'image en un disque net, aux bords francs — bien plus visible qu'une poussière sur la fenêtre du correcteur, adoucie par sa distance. Le traitement en tire une règle : un jeu de flats par filtre, refait dès qu'on ouvre la roue, sous peine de laisser des anneaux clairs que l'étirement fera ressortir. Deuxième facture : les surfaces traitées renvoient une part de la lumière vers la fenêtre de la caméra, qui la renvoie à son tour. Une étoile brillante dans le champ produit alors un halo concentrique, signature classique d'un filtre trop réfléchissant. Les bons traitements le contiennent ; les filtres à bas prix le fabriquent. Le choix des bandes passantes elles-mêmes, lui, se joue ailleurs : le guide des raies Hα, OIII et SII le traite en détail. Deux jeux couvrent le catalogue actuel du site : un Optolong L-Enhance (144,00 €), filtre double bande qu'on loge dans un cran unique pour la caméra couleur, et le trio Svbony SV227 (237,76 €), qui occupe trois crans d'une roue monochrome. Prix relevés fin juillet 2026.
L'avis de Luc

L'avis de Luc

Tourner tout le boîtier d'un quart de tour avant de toucher à la profondeur du prisme : ce geste de trente secondes évite deux heures de recherche d'une étoile de guidage dans un champ qui n'en a aucune. Il se fait en premier, avant même de fixer la caméra principale. Le second changement tient sur une feuille plastifiée scotchée à la caisse de transport — huit crans, huit décalages de foyer, 171 pas pour le trio de raies étroites, zéro pour les filtres larges. Trois minutes de saisie le soir venu, et une recherche complète de foyer relancée seulement quand la température perd trois degrés.

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Le reste de la chaîne, du prisme à l'image finale

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Un train filtré se commande d'un bloc

Filtres au bon diamètre, caméra dont on connaît le plan sensible, guidage capable de tenir la focale : les trois se choisissent ensemble, parce que c'est l'addition qui décide. Notre sélection pour l'astrophotographie, du premier filtre au train complet.

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