Observer le Soleil...

... une méthode facile et sans danger

Voici une petite description d'un montage simple permettant d'observer le Soleil sans danger et d'en réaliser des images grace à une webcam, sans instrumentation coûteuse.

Ce montage est par exemple utilisable à l'occasion du passage de Venus devant le Soleil, le 8 Juin 2004. Cet évenement rare se produit environ 2 fois par siècle (la prochaine occurence sera en 2012).

Ci-contre une simulation du passage de Venus devant le Soleil:


Transit de Venus, vu depuis le Sud de la France;
Position toutes les 2 heures (de 5h à 13h TU);
Le Nord est en haut.

ATTENTION !!

L'observation du Soleil nécessite un certain nombre de précautions. Le montage ci-dessous permet une observation sans danger à condition de respecter les recommandations. Ce montage n'est pas fait pour une observation directe à l'oeil!!
A aucun moment on ne doit tenter de regarder directement le Soleil: la webcam est là pour donner une image que chacun pourra observer sur l'ordinateur, en sécurité.


Principe:

Voici donc la description d'un montage volontairement simple à réaliser et utilisant du matériel que beaucoup de monde a chez soi: pas besoin de lunette ou de télescope puissant, une simple paire de jumelles suffira.
Il utilise aussi une webcam, appareil de plus en plus répandu.

Si l'on braque une simple webcam vers le Soleil, l'image sera bien trop petite et trop brillante pour que l'on espère voir quelque chose. On utilise alors une jumelle pour agrandir l'image et un filtre pour diminuer sa luminosité.

En utilisant une jumelle on bénéficie de deux "voies" d'observation:

  1. Un côté de la jumelle, filtré, sert à observer avec la webcam et à faire des images;
  2. L'autre côté de la jumelle, non filtré, peut servir à obtenir une image par projection sur une feuille de papier.

 

Matériel nécessaire:

Tout le matériel dont vous avez besoin est assez commun. Il faut:

  • une paire de jumelles (ici des 8x30)
  • une webcam (ici une Toucam Pro)
  • un filtre adapté: filtre pour masque de soudeur... quelques euros en magasin de bricolage, ou des lunettes "éclipse" (celles distribuées lors de l'éclipse totale en 1999)
  • un pied photo
  • du ruban adhésif
  • carton, ciseaux,...

... et bien sûr l'ordinateur pour capturer les images issues de la webcam.

Voici le montage illustré étape par étape:

Etape 1:

Commencer par fixer solidement les jumelles sur le pied photo à l'aide du ruban adhésif.

Etape 2:

On va fixer la caméra derrière un oculaire des jumelles. Auparavant, s'assurer de deux choses:

  1. Vérifier que les jumelles sont bien focalisées à l'infini, en les réglant sur un objet situé assez loin (montagnes, clocher, etc...).
  2. Vérifier également que la webcam donne une bonne image des objets lointains. Tourner éventuellement l'objectif pour la régler.

 

Une fois que ces vérifications ont été faites, on peut fixer la webcam derrière l'un des oculaires. Il faut bien la mettre dans l'axe afin que l'image soit optimale et la fixer solidement avec du ruban adhésif.

On peut alors vérifier sur les images de la webcam qu'elle donne bien une image au point des objets lointains.

 

Ceci est illustré sur les deux images ci-dessous:

Ici, une image prise simplement avec la webcam et son objectif réglé à l'infini.

Et ici, une image lorsque la webcam est fixée derrière la jumelle: on reconnait le même clocher que sur l'image ci-contre, mais bien plus agrandi.

On peut d'ailleurs vérifier ce rapport d'agrandissement en mesurant la taille du clocher sur l'une et l'autre image: on trouve un agrandissement de l'image de 8 fois.

Ce chiffre est à relier directement à l'inscription marquée sur les jumelles: "8x30".
Le premier chiffre donne le rapport d'agrandissement des jumelles (8 fois). Donc on a intéret à utiliser des jumelles dont ce premier chiffre est assez grand (on trouve communément des jumelles agrandissant 10 ou 12 fois).
Le deuxième chiffre (30) indique le diamètre (en mm) de l'objectif des jumelles. Ce ne sera pas un critère de choix pour nous.

Etape 3:

On va maintenant fixer le filtre solaire, indispensable pour une observation sans danger!

Un filtre pour masque de soudeur convient tout à fait. Il faut un filtre pour soudure à l'arc, dont la densité (indiquée sur le filtre) est de 11 ou 12.
Ci-contre un tel filtre (qui a été découpé en rond pour une autre application). Les filtres pour masque se présentent généralement sous la forme de rectangles de verre, assez grands pour recouvrir entièrement l'objectif de la jumelle.

On peut également utiliser les filtres de lunettes "éclipses" qui sont aussi suffisament filtrants (bien s'assurer qu'elles ne sont pas abimées).

Si jamais le filtre n'était pas assez grand (comme c'est le cas ci-contre), le fixer sur un support de carton afin que l'objectif de la jumelle soit filtré sur toute sa surface.
Fixer solidement le tout avec de l'adhésif.

Laisser l'autre objectif découvert si vous souhaitez observer par projection. Sinon, remettez le capuchon sur l'objectif afin d'éviter tout accident.
Comme on l'a dit, le montage est fait pour éviter l'observation visuelle et il est formellement interdit de mettre son oeil derrière l'oculaire!!

Etape 4:

On passe maintenant aux derniers réglages et à l'observation.

Braquer les jumelles en direction du Soleil (en s'aidant de l'ombre portée de la jumelle).
En plaçant un papier à 20 ou 30 cm derrière l'oculaire, on voit alors l'image du disque solaire (c'est le petit cercle blanc visible ci-contre).
Il est alors nécessaire de tourner la mise au point de l'oculaire de la jumelle afin que le bord solaire soit bien net.

On peut reculer encore le papier de manière à agrandir l'image, toujours en réglant la mise au point (en contrepartie, l'image sera moins brillante).

 

Ci-contre une autre photo de ce que l'on voit sur le papier: l'image du disque solaire.
Lors de cette observation il y avait quelques nuages: c'est ce que l'on remarque sur le haut du Soleil, une sorte de frange plus sombre.

En haut à droite une simulation montrant approximativement ce que l'on verra durant le passage de Venus devant le Soleil.

En temps normal, il est parfois possible de voir les tâches solaires (zones plus froides et plus sombres à sa surface). On peut alors noter le déplacement de ces tâches, temoins de la rotation du Soleil sur lui même.
Lors de l'observation ci-contre, aucune tâche n'était visible (ça arrive aussi! :-)

Voyons maintenant ce que nous montre la webcam:

Il est très probable que l'image soit tout d'abord entièrement blanche, ou très saturée: les réglages automatiques de la webcam ne conviennent pas, il va falloir les modifier.

Il est donc nécessaire de faire des réglages manuels en agissant directement sur les propriétés de prise de vue de la webcam: décocher l'option "automatique", régler le gain au minimum et augmenter la vitesse d'obturation afin d'obtenir une image moins brillante, avec un bord solaire bien net.

Ci-dessous une image obtenue durant le réglage de la webcam: l'image est encore brillante (ce qui se manifeste par des "trainées" en haut et en bas du Soleil): il sera nécessaire de diminuer encore la vitesse d'obturation...

En bas à gauche, une autre image simulant ce que l'on pourra apercevoir lorsque le disque de Venus passera devant le Soleil.

Améliorations:

De nombreuses améliorations sont possibles... cependant ce montage reste un bon compromis: vite réalisé, et donnant une image agrandie du Soleil à peu de frais.
Comme on l'a évoqué, l'usage de jumelles plus puissantes améliorera l'image.
Si jamais la webcam recoit trop de lumière malgrè le filtre, il est également possible de la diaphragmer en plaçant un disque de carton découpé d'un trou de 1 ou 2cm de diamètre devant le filtre. Ce diaphragme améliorera aussi la mise au point générale de l'image.

Voila, ce sont quelques pistes... à vous d'expérimenter et de tester maintenant!

Liens:

Voici quelques liens principaux autour du passage de Venus (8 Juin 2004)

 

 

Contact, questions: Sylvain Rondi /

 

<-Retour