Test du filtre NiSi Natural Night pour l’astrophotographie

 

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L’astrophotographie est un domaine fascinant de la photographie : les images que l’on peut voir sur internet et les réseaux sociaux présentent un ciel rempli d’étoiles et de la fameuse Voie Lactée, notre galaxie vue de la tranche du point de vue de notre système solaire (étant à l’intérieur). Avec le progrès technologique et la montée en sensibilité des appareils photo sans pour autant détruire l’image à l’état de « soupe de pixels » à cause du bruit (l’effet de grain qui apparait sur les images avec des ISO de plus en plus élevés), cette discipline est à la portée de plus en plus de monde.

Malheureusement, que vous soyez photographes curieux, débutants ou avertis en matière d’astrophotographie, que ce soit pour prendre une large portion du ciel avec un objectif grand angle ou bien un objet précis du ciel avec un système de suivi (une monture), nous sommes tous confrontés au même problème : le ciel nous apparait de plus en plus fade, jaunâtre, triste, avec très peu d’étoiles. Le coupable : la pollution lumineuse des agglomérations, du simple village aux plus grandes villes. L’éclairage public (lampadaires), les monuments et bâtiments publics, les enseignes de commerces et d’entreprises… toutes ces sources lumineuses éclairent le sol mais également l’atmosphère au-dessus d’elles, créant un véritable écran qui cache les étoiles et la Voie Lactée. La solution la plus efficace est de s’éloigner des villes pour profiter du spectacle céleste.

Il existe cependant des accessoires qui permettent de réduire cette pollution lumineuse, de faire ressortir des étoiles du ciel et de nous faciliter le travail sur les logiciels de traitement. C’est là que le NiSi Natural Night rentre en jeu !

NiSi, marque spécialisée dans les filtres haut de gamme pour la photographie, a lancé récemment un tout nouveau modèle de filtre spécialement conçu pour corriger et réduire les effets de la pollution lumineuse sur les images. L’ayant reçu à peine quelques semaines après sa commercialisation, je peux désormais vous faire un retour complet sur son utilisation astrophotographique, en grand angle, panoramique et ciel profond, soit une large gamme de focale et de champ de vision (FOV en anglais).

Notez bien que ma pratique en astrophotographie panoramique et du ciel profond en champ large n’est pas réalisée en pleine ville ou en proche banlieue, ce test n’abordera pas les pratiques du « cityscape » ainsi que d’images du ciel prises aux abords des villes (à – de 3km du centre-ville), car lorsque vous voulez faire de l’astrophoto, il ne faut pas le faire à moitié : il faut aller chercher un ciel plutôt propre ! Le filtre va vous aider à ne pas trop vous éloigner des villes et faire trop de kilomètres, tout simplement.

 

Le filtre NiSi Natural Night en lui-même

Le Natural Night est un filtre décliné en 2 formats et 2 tailles à chaque fois : carré (utilisé avec un porte filtre) en 100x100mm / 150x150mm et circulaire (à visser) en diamètre 77mm ou 82 mm. Le modèle que j’ai reçu est un 77mm, ce qui me permet de le visser sur la totalité de mon parc optique que j’utilise en astrophotographie : Le Samyang 20mm f/1.8 ED AS UMC, le Samyang 35mm f/1.4 AS UMC, le Samyang 135mm f/2 ED AS UMC, le Sigma 70-200mm f/2.8 EX APO HSM OS. Bien sûr, il existe une liste très longue d’objectifs en 77mm, un peu moins en 82mm. Si vous utilisez un ultra-grand angle avec une lentille frontale fortement bombée, préférez la version carrée du Natural Night, avec un porte filtre… mais je pense que vous l’avez déjà compris !

 

 

Le filtre est vraiment bien conçu. Il est lourd (pour un filtre), respire la solidité, la boite de protection fournie avec permet de le transporter avec soi en toute tranquillité. Le verre est relativement mince et a été étudié pour pouvoir utiliser le Natural Night sur des appareils avec de très grosses définitions (Nikon D800/810 et ses déclinaisons, Canon 5Ds R… pour ne parler que des 2 marques phares). Sur mes Nikon D750 et leurs 24Mpix, « ça passe » sans problème, mais on va y revenir un peu plus tard dans le test. NiSi annonce l’emploi d’une technologie maison « NANO Coating », qui permet de réduire les effets de flare (les réflexions/formes lumineuses qui apparaissent sur l’image lorsqu’une source lumineuse intense éclaire directement dans l’objectif) tout en préservant le piqué de l’objectif. Le verre est également traité déperlant et antistatique pour l’eau et la poussière.

 

Il est disponible sur le site de NiSi à cette adresse : http://www.nisifilters.fr/filtre-nisi-natural-night/

 

Comment ça marche ?

Dans les faits, le Natural Night réduit la pollution lumineuse en bloquant une grande partie des raies d’émissions des vapeurs de sodium et du mercure utilisé dans l’éclairage public. Pour vous aider à comprendre, nous allons nous baser sur le spectre des courbes de transmission (c’est à dire sa capacité à laisser passer plus ou moins de la lumière) du filtre Hoya Red Enhancer, le premier filtre photographique « historique » (et non dédié initialement pour ça) à être utilisé pour réduire en partie la pollution lumineuse (j’en reparle plus tard, dans la section concurrence), ainsi que sur le graphique présentant « la bande d’émission » du sodium :

 

Sur le graphique de gauche, nous pouvons voir que la vapeur de sodium émet sur une longueur d’onde plutôt étroite, quasiment à 600nm et à 100% de « sa puissance ». A droite, le spectre de transmission du Red Enhancer (en rouge) montre un creux presque exactement sur la même longueur d’onde d’émission de la vapeur de sodium, ce qui veut dire que le filtre ne laisse presque pas passer la lumière émise par cet élément chimique. Dans notre cas, c’est exactement ce que nous voulons !

NiSi n’ayant pas communiqué officiellement sur le spectre de transmission du Natural Night, nous pouvons néanmoins être sûr qu’il fonctionne exactement de la même manière, avec très probablement une transmission proche de 15/20% vers les 600nm.

 

Les tests sur le terrain

J’ai pu utiliser le Natural Night durant plusieurs sessions d’astrophotographie dans la campagne de la Sarthe ainsi que quelques clichés d’ambiance lors des Nuits Astronomique de Touraine, un rassemblement annuel de passionnés du ciel situé à 30km au sud de la ville de Tours.

Avant de détailler les résultats selon la technique employée, je souhaite indiquer ici aux connaisseurs que le filtre NiSi Natural Night n’a pas vocation à concurrencer les filtres spécialisés dans la suppression de la pollution lumineuse, comme les clips CLS Astronomik, Hutech LPS, etc. qui eux ont un spectre de transmission très étudié et performant, mais que nous payons au prix fort pour certains, et impossibles à utiliser dans des focales courtes (sauf là encore dans certains cas avec des versions à visser sur l’objectif… à plus de 400$, hors frais de port). Il permet cependant de donner un très bon coup de pouce pour le traitement, comme nous allons le voir un peu plus bas.

 

Utilisation sur un grand angle, avec une seule image

Les images présentées ici sont des sorties « brutes de capteur », non retouchées.

 

 

Sur cette prise de vue avec le Samyang 20mm f/1.8 ED AS UMC utilisé à pleine ouverture, les réglages du boitier sont identiques, y comprit la balance des blancs. Nous pouvons constater l’effet du filtre : la plus flagrante est la modification de la balance des blancs, pour des couleurs plus froides, oscillant entre le bleu, un peu de magenta/violet et d’orange. Le jaune a totalement disparu. C’est une atmosphère très intéressante que nous propose le filtre, elles correspondent en grande partie à la réalité. Il est tout à fait possible de corriger la température de l’image sur votre logiciel de retouche favori et de trouver le rendu qu’il vous plait. Ensuite, la partie qui nous intéresse le plus : la réduction de la pollution lumineuse. Nous pouvons voir que l’effet est plutôt limité dans notre exemple à première vue. Mais si nous regardons l’image de plus près juste au-dessus de l’observatoire de Tauxigny, les nuages sont mieux exposés et quasiment blancs, et nous pouvons deviner quelques étoiles qui n’étaient pas visible auparavant. Le filtre nous permet donc de ne pas avoir de zones complètement cramées par l’éclairage indirect des villes et de les traiter plus facilement par la suite. Notez que les étoiles ont la même intensité lumineuse, comparé à la pollution lumineuse qui a fortement diminué. Troisième effet, cette fois-ci moins désirable : le filtre assombrit un peu l’image, d’environ 1 à 2IL, ce qui accentue le vignettage du Samyang (ouvert à sa plus grande ouverture, je le répète). Facilement rattrapable avec le temps de pose ou les ISO.

 

 

Cette deuxième image présente la vue opposée à la première, cette fois-ci avec aucune ville à l’horizon. Les réglages sont identiques. Si nous regardons au-dessus de l’arbre, nous pouvons constater que les étoiles ont la même luminosité alors que celle des nuages, éclairés par la ville de Tours (même à 30km de distance !), a diminué. Là encore, la balance des blancs est affectée. Notez que la différence de teinte des lumières rouges sur le télescope est faible.

 

 

Le filtre n’ajoute pas de chromatisme aux étoiles (aura violette autour) et préserve leurs couleurs naturelles, ce qui est un très bon point. Le Samyang 20mm étant ouvert à f/1.8, son pouvoir de résolution n’est pas optimal (cela augmente en fermant le diaphragme de quelques crans), les étoiles sont légèrement défocalisées ; c’est pour cela qu’elle apparaissent un peu floues.

 

Utilisation en panoramique

Le filtre s’utilise parfaitement bien pour de l’astrophotographie panoramique, il n’empêche pas la fusion des images sur les logiciels dédiés (comme Autopano Giga par exemple), dès lors que le vignettage est complètement supprimé avec les réglages lors de la prise de vue, ou bien en pré-traitement.

 

 

Sur cette image, la scène se situe juste à côté des Nuits Astronomiques de Touraine, avec une arche plutôt timide de la Voie Lactée, l’ISS passant derrière un gros nuage à la fois éclairé par la pollution lumineuse de Tours et par un orage qui sévissait au loin, à l’opposé de la prise de vue. Les teintes jaunes sont complètement neutralisées, les nuages sont blancs ! On remarque même l’airglow, cet effet atmosphérique qui rend le ciel plus ou moins vert sur les photos.

 

 

Ici, l’excès de lumières rouges, la pollution lumineuse de Tours ainsi que la fin du coucher de soleil génèrent cette ambiance tout en dégradé de teintes bleutées, magenta, orangées et rouges. Les nuages derrière le télescope ne sont pas du tout sur-exposés grâce au filtre.

 

 

En pleine nuit, l’ISS nous a gratifié d’un magnifique passage, créant une arche de lumière une fois toutes les images placées les unes aux autres (le deuxième trait est un avion de ligne). Ici, nous pouvons voir l’efficacité du filtre au niveau de la coupole : les étoiles sont visibles en pleine pollution lumineuse de Tours.

 

Utilisation en ciel profond

Le ciel profond désigne tous les objets du ciel au-delà de notre système solaire : galaxies, nébuleuses, amas globulaires… en astrophotographie, c’est la discipline la plus exigeante. Elle demande notamment un très bon ciel avec le moins de pollution lumineuse possible, car les temps de pose se comptent très souvent en minutes. Sans filtre, un ciel au abords des villes apparaît très jaune et semble difficile à traiter.

Avec le Natural Night, il est possible de faire du ciel profond avec de bons résultats. Pour tester ses capacités, j’ai photographié une région du ciel relativement basse et proche de l’horizon au niveau de la France : le centre de notre galaxie, la Voie Lactée, dans la région de la constellation du Sagittaire. Cette portion du ciel contient une énorme quantité d’étoiles ainsi que de très belles nébuleuses, mais elle est difficile à photographier à cause de l’atmosphère plus épaisse et polluée à l’horizon. Pour effectuer ce test, j’ai utilisé un de mes Nikon D750 spécialement modifié pour l’astrophotographie (il est défiltré partiellement avec un verre Astrodon, ce qui le rend beaucoup plus sensible dans les infrarouges, comme le Nikon D810a) ce qui permet de révéler beaucoup plus facilement les nébuleuses à émission, avec l’un des objectifs de référence en astrophoto : le Samyang 135mm f/2 ED AS UMC. Les 2 images sont prises avec le même réglage, notamment avec un temps de pose de 3 minutes. Seule la balance des blancs a été effectuée en post-traitement.

 

 

Les résultats sont bons, voir très bons. Les couleurs sont plus naturelles (la Voie Lactée arbore une belle couleur jaune-or-orangée), les structures sombres (de la poussière et du gaz interstellaire) sont plus contrastées, les étoiles sont toujours aussi fines et sans chromatisme, les nébuleuses de la Lagune et de Trifide (les tache rouge vers le milieu de l’image) sont elles aussi plus contrastées, un peu plus saturées, avec quelques détails supplémentaires sur leurs extrémités.

 

 

Une fois traité et additionné à une prise de vue un peu au-dessus, on obtient un très beau champ d’étoiles ! Sachant que la prise de vue est réalisée au raz de l’horizon et avec une seule pose de 3 minutes, c’est très prometteur. Le filtre est nous aide à exploiter pleinement le potentiel de nos images, même dans des conditions difficiles comme ici.

 

 

Les résultats sont également très bons si nous réalisons une mosaïque de la région du Sagittaire, du Serpentaire et du Scorpion. Autrement dit, le centre de notre galaxie, et la région de Rho Ophiuchi. Cette zone est immense dans le ciel. Nous remarquons sur cette image, vers le centre de la Voie Lactée, la nébuleuse de la Lagune, avec sa couleur rouge/rose. Saturne ère « au beau milieu » des structures poussiéreuses sombres au centre de l’image (c’est l’étoile toute blanche).
Cette mosaïque est la combinaison de 16 images de 3 minutes de pose chacune, placées les unes aux autres sur le logiciel dédié Autopano Giga. L’image pleine taille fait 200 millions de pixels de définition, pour un poids de plusieurs gigas… il y a beaucoup de détail à l’intérieur.

Une version HD de 8000x4000px de large est disponible sur un article de mon blog : Mosaïque haute définition de la Voie Lactée

 

La concurrence : le LonelySpeck PureNight et le filtre Hoya Red Enhancer (alias le « Hoya Didymium filter »)

L’Hoya Red Enhancer est le premier filtre photographique utilisé pour réduire la pollution lumineuse, détourné de son utilisation d’origine (renforcement des rouges, notamment en automne avec les arbres). Un de ses éléments constitutif de son verre, le didyme (Didymium en anglais), lui permet de bloquer une grande partie des longueurs d’ondes d’émission issues de l’éclairage public au sodium. D’une conception plutôt ancienne (cela fait des années qu’il est au catalogue de Hoya), il n’a pas de traitement avancé du verre comme sur le NiSi Natural Night. Son prix raisonnable et son universalité (il est disponible dans plusieurs diamètres) lui ont valu le rôle de « filtre anti-pollution lumineuse du pauvre », comparé aux filtres spécialement conçu pour cela (les clips CLS Astronomik, Hutech LPS…) que l’on place entre le capteur de l’appareil et l’objectif, beaucoup plus performants (ils bloquent quasiment 100% de la pollution lumineuse), mais plus chers et incompatibles avec des focales inférieures à 70mm environ. Victime de son succès et le didyme étant plutôt rare, les plus grands diamètres de ce filtre sont aujourd’hui introuvables en Europe et à des tarifs prohibitifs si nous souhaitons l’importer des Etats-Unis.

Les performances de réduction de la pollution lumineuse et de correction de la balance des blancs entre le Natural Night et le Red Enhancer sont très certainement équivalentes, à la vue des images que l’on peut trouver sur le web et celles sorties de mes appareils. Avantage donc au NiSi avec son prix, sa disponibilité ainsi que sa conception plus moderne.

LonelySpeck PureNight : l’excellent site dédié à l’astrophotographie http://www.lonelyspeck.com/ a lancé il y a un peu plus de 1 an une production de filtres uniquement en format carré (3 tailles, 85, 100 et 150mm), en utilisant lui aussi le didyme dans la constitution du verre.

Le résultat est sensiblement identique au Natural Night : le PureNight est légèrement plus performant que le filtre de NiSi pour la pollution lumineuse, mais il propose une balance des blanc moins « flatteuse ». Il est surtout plus cher que le Natural Night de 100 à 250 euros, et actuellement en rupture de stock (la production du PureNight semble être délicate à gérer par l’équipe du site LonelySpeck). Avantage NiSi encore une fois !

 

Conclusion

Le filtre NiSi Natural Night est un très bon compagnon pour vos sessions d’astrophotographie, que ce soit pour des prises de vues grand angle, panoramique, et même pour du ciel profond : il rend simultanément les zones à la limite de la sur-exposition totalement exploitables, n’affecte pas la lumière et les teintes des étoiles et des nébuleuses, diminue le halo de la pollution lumineuse des villes dans le ciel, tout en rétablissant des teintes naturelles et de supprimer la teinte jaunâtre. Le rendu sur la Voie Lactée est magnifique.

Il permet de s’améliorer dans la pratique de l’astrophotographie et de sortir des images plus subtiles et contrastées. Il va rester vissé sur les objectifs pendant les nuits à venir !

 

Je remercie NiSi Filters France pour m’avoir fait parvenir un exemplaire du Natural Night et d’avoir pu tester ses capacités sur le terrain.