Imagerie

Pendant des siècles, les astronomes n'ont eu pour seule trace de leurs observations que

les notes écrites et les dessins qu'ils pouvaient réaliser. Puis, à la fin du XIXème siècle, ils

ont pu photographier les astres. Au début, les photographies étaient grossières et peu

sensibles, mais au fil des décennies, les chimistes ont su trouver des émulsions de plus

en plus fines et sensibles. Mais c'est avec la naissance des années 70 qu'est apparu le

capteur idéal : la capteur CCD !

Avantages

Le capteur CCD présente trois gros avantages par rapport à la pellicule photographique.

La linéarité : un grain de chlorure d'argent d'une pellicule n'est pas linéaire, c'est-à-dire, que

s'il reçoit deux fois plus de lumière, il ne va pas s'assombrir deux fois plus. Or, une caméra

CCD est extrêmement linéaire : si elle reçoit deux fois plus de lumière, le signal sera deux

fois plus fort.

L'efficacité : Imaginons une centaine de photons (les particules composant la lumière)

tombant sur une caméra CCD. Ils vont intéragir avec le capteur et être détectés pour la

plupart. En fait, ce seront près de 30 à 85% (selon la longueur d'onde des photons et le

type de capteur) des photons qui seront détectés. Cela peut paraître assez peu, mais

c'est bien plus qu'une pellicule qui n'enregistre au mieux que 3% des photons et encore,

durant les premières minutes de la pose !

La manoeuvrabilité : Traiter une pellicule impose de la développer, puis de tirer les images

sur papier. Avec la caméra CCD, pas de problème ! Les images sont numériques. Il suffit

donc de charger les images à l'aide d'un logiciel adapté et de faire les traitements que l'on

souhaite. Réaliser un masque flou n'impose plus que quelques clics. De plus, la puissance

de l'informatique permet de réaliser des traitements pour faire ressortir des détails jusque

là invisibles.

Comment ça marche ?

Un capteur CCD fonctionne sur le principe de l'effet photoélectrique : lorsqu'un photon

heurte le pixel d'un capteur, il a une bonne probabilité de décrocher un électron (les

particules constituant l'électricité). Celui-ci est alors piégé dans le substrat semi-

conducteur du pixel. Une fois la pose terminée, les lignes sont lues les unes après les

autres, c'est-à-dire que l'électronique de la caméra mesure le nombre d'électrons stockés

dans chaque pixel de chaque ligne. Etant donné que chaque électron provient d'un photon,

il est aisé de savoir quelle quantité de lumière a illuminé chaque pixel, donc de

reconstituer l'image de l'objet astronomique.

Des CCD partout.

On trouve des capteurs CCD dans pas mal d'objets de la vie courrante. Les scanners et

photocopieuses en sont équipés. Dans ce cas, il s'agit de lignes de pixel : c'est en

déplaçant cette ligne que l'on recompose l'image en deux dimensions. Les caméras vidéos

en ont elles aussi. Dans ce cas, il s'agit de matrice, c'est-à-dire d'une série de lignes

mises côte-à-côte. C'est ce genre de capteur que l'on trouve en astronomie.

Y'a comme un bruit !

Mais attention, les capteurs que l'on trouve dans les caméscopes ou les scanners sont de

piètre qualité. En effet, pour vous en convaincre, il suffit de faire un arrêt sur image avec

votre camescope. L'image affichée à l'écran sera alors peu définie et granuleuse. Cette

granulosité provient du bruit de la caméra. En effet, la lecture de la matrice, s'accompagne

de petites perturbations électroniques qui perturbent le signal reçu par la caméra. De plus,

la simple chaleur ambiante décroche des électrons qui eux aussi détériorent le signal.

Astro = qualité

C'est pourquoi les caméras CCD utilisées en astronomie sont refroidies et d'une qualité

électronique irréprochable. Par ailleurs, les capteurs sont généralement d'une définition

suffisante garantissant une image bien définie.