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Le masque de Bahtinov
Un accessoire d'aide à la mise au point La photographie du ciel nocturne comme de tout autre sujet exige une mise au point précise. Sur une lunette ou un télescope mais également avec un APN, la tolérance de mise au point (Tm) ne dépasse pas quelques centièmes ou millièmes de millimètre et augmente avec le rapport focal (par exemple, Tm = ±0.176 mm à 550 nm pour un télescope à f/D = 20 et Tm = ±0.0034 mm seulement pour un objectif ouvert à f/2.8, cf. ce formulaire). Le moindre écart se solde donc par une image floue. Quand le système optique ne permet pas de faire une mise au point automatique grâce à l'autofocus parce que le sujet est trop petit ou trop pâle, comme les étoiles par exemple, il faut trouver une méthode alternative pour effectuer la mise au point. C'est ici qu'intervient le masque de Bathinov inventé en 2005 par l'astrophotographe amateur russe Pavel Bahtinov (et traduit en français), bien qu'il existait des solutions similaires bien avant telles que le masque de Hartmann qui contient trois trous ronds ou de préférence triangulaires qui se rejoignent et n'en font plus qu'un lorsque la mise au point est parfaite. Ceci dit, si vous obtenez des photos ou des vidéos nettes de la Voie Lactée par exemple en utilisant l'autofocus ou en effectuant une mise au point manuelle, tant mieux car dans ce cas vous n'avez pas besoin du masque de Bathinov et vous avez économisé entre 25 et 200 € selon le modèle. Dans tous les autres cas, ce masque vous sera utile et la revue suivante pourrait vous intéresser. Le masque de Bahtinov est un accessoire qui se place devant l'optique (lunette, télescope, astrographe ou objectif d'un APN) afin de faciliter la mise au point manuelle. La plupart des magasins d'astronomie vendent cet accessoire qui est vraiment bon marché. En France, Pierre-Astro par exemple propose des masques de Bathinov circulaires pour les lunettes et télescopes de 65 à 340 mm de diamètre (23.50 € pour le diamètre de 65-100 mm). Ils sont en plastique mais plus durables que leur version en métal. Il vend également des modèles de haute qualité. Astroshop et Optique Unterlinden parmi d'autres sociétés vendent également des masques de Bathinov. Mais on peut également le fabriquer soi-même avec une imprimante 3D (voir fin de page).
Comme illustré ci-joint, le masque de Bahtinov se compose d'un motif de lignes horizontales et inclinées régulièrement espacées mais formant volontairement un motif asymétrique périodique. Sans masque, l'image d'une étoile brillante au plan focal forme un disque d'Airy. Mais lorsque le masque est placé dans le trajet des rayons lumineux de l'étoile, le disque d'Airy se transforme en une figure de diffraction de Fraunhofer avec des franges d'interférences en forme de grande étoile dont les branches ou aigrettes se déforment et deviennent asymétriques hors focale, affichant une aberration chromatique hors axe. Plus les lignes parallèles sont étroites et serrées plus les aigrettes sont discontinues et irisées. Il suffit de modifier la mise au point jusqu'à ce que les aigrettes soit parfaitement symétriques et les plus fines (ou sur d'autres modèles que la branche du milieu soit parfaitement centrée entre les deux autres branches). Bien sûr, une fois la mise au point obtenue, il faut retirer le masque pour la prise de vue (certains l'oublient). Le masque de Bathinov peut également être utilisé avec un APN, qu'il soit fixé derrière un instrument d'astronomie ou utilisé indépendamment avec son propre objectif. A lire : Mise au point et masque de Hartmann Le masque de Bahtinov expliqué, SAHavre Variation of Bahtinov mask, Cloudy Nights
En raison de l'obscurité, généralement l'autofocus des APN ne parvient pas à faire la mise au point sur les étoiles; en mode actif (il émet des ultrasons ou un rayon infrarouge) il ne trouve pas la surface du sujet et en mode passif soit le télémètre ne peut pas corréler les phases soit les cellules de collimation ne trouvent pas de zone à contraste car les étoiles sont trop petites et trop pâles (il fonctionne juste pour la Lune et sur les planètes brillantes photographiées au téléobjectif). Dans ce cas, il faut désactiver l'autofocus et faire la mise au point manuellement. Lors d'une mise au point manuelle à l'infini, il ne suffit pas de mettre la bague de l'objectif sur l'infini car mécaniquement la position de la bague n'est pas très précise. Donc placer la bague de mise au point sur l'infini peut fonctionner mais pas toujours. Et une fraction de millimètre à côté du signe infini, ce n'est plus l'infini avec une image floue assurée. Frustration garantie. Dans ces conditions, il faut soit procéder par essais ce qui est long avec beaucoup de temps perdu soit trouver une astuce pour effectuer la mise au point du premier coup. C'est ici qu'intervient le masque de Bathinov.
Lorsque le masque est placé sur l'objectif, vous pouvez afficher l'image sur le moniteur Live View de l'APN et observer les aigrettes de diffraction comme illustré à droite. Si le masque de Bathinov classique présenté ci-dessus fonctionne avec des optiques présentant un grand rapport focal, notamment les petits télescopes et les téléobjectifs, il est difficile de voir les aigrettes de diffraction en mode Live View avec les objectif grand-angles, même au zoom maximal (6 ou 12x selon le modèle), sans parler du bruit électronique éventuel de certains anciens moniteurs LCD par rapport à la nouvelle génération d'OLED. La seule option est d'afficher l'image sur le moniteur de l'APN en mode playback (lecture) et de zoomer en espérant repérer une étoile brillante pour vérifier la mise au point. Pour cela, après la prise de vue, il faut activer sur l'APN la fonction qui permet d'agrandir l'image (souvent en appuyant sur le bouton Set ou zoom et en tournant une molette placée au dos de l'appareil) pour zoomer sur une étoile brillante du champ jusqu'à 31x sur certains modèles. Certains utilisent également une loupe de photographe 10x (voir la vidéo ci-dessous). Le grossissement de l'image n'est plus nécessaire si vous utilisez un téléobjectif d'au moins 135 mm de focale. Mais cette méthode ne fonctionne pas avec les grands angles (< 50 mm de focale) car le motif du masque de Bathinov classique est trop grand et laisse passer trop de lumière. Mais il existe une solution. Actuellement sur le marché il existe quatre formats de masque de Bathinov pour APN et ils sont fabriqués dans deux types de matière dont voici la revue. Masque de Bathinov en verre ou en plastique Afin de pouvoir utiliser le masque de Bahtinov avec les objectifs des APN, certains fabricants ont trouvé une solution en développant un masque de Bathinov dont le motif est gravé au laser dans un verre transparent (Focus on Stars) ou dans une plaque d'acrylique (2filter, KASE, Lonelyspeck), c'est-à-dire du plastique, parfois appelé verre organique ou résine optique. Selon sa qualité, ce plastique transmet 84 à 90% de la lumière et est relativement résistant aux chocs mais ces masques ne sont pas traités antireflet ou hydrophobe et restent sensibles aux rayures. Il faut donc les manipuler avec soin. KASE appelle pompeusement ce plastique "verre Wolverine" (Wolverine glass) et 2filter l'appelle "verre KW" (KW glass), une façon de tromper les clients. Notons que plusieurs succursales de KASE y compris dans leur boutique sur Amazon (uk, de, ca) et même KASE Europe proposent des "filtres Wolverine" fabriqués en verre trempé minéral. Mais ils sont uniquement proposés pour des filtres photographiques tels le ND8, mais pas pour le masque de Bathinov. La confusion est donc possible. En effet, les succursales de KASE ne supportent pas toutes les mêmes articles. De plus, dans l'industrie du verre il existe un verre minéral "Wolverine" utilisé notamment pour fabriquer des vitres et des portes-fenêtres. Un masque de Bathinov en verre minéral est bien sûr plus transparent et plus performant qu'un modèle en plastique, mais ce dernier fonctionne également, bien que sa résolution soit plus faible et qu'il soit beaucoup moins résistant (comme c'est également vrai pour les verres de lunettes de vue, les filtres, y compris les polarisants et les réseaux de diffraction en verre par rapport à leur homologue incassables en plastique). A
voir : How to focus the Milky Way under the night sky | Milky Way Photography,
Aaron King, 2018 How to achieve perfect Focus in 90 seconds using a cheap Bahtinov Mask, A&D. Grelin, 2019 Kase Filters Bahtinov Mask Review, Peter Zelinka, 2021 Masque de Bathinov carré avec porte-filtre Pour les APN, ce masque est généralement disponible sous forme de "filtre" carré de 100 ou 150 mm de côté à placer dans un porte-filtre qui se visse sur l'objectif. Ce modèle est plus simple et plus rapide à retirer au moment de la prise de vue qu'un filtre à visser. Mais nous verrons qu'il existe une alternative, la fixation magnétique. KASE Benelux en Belgique propose un masque de Bathinov K100x100 carré de 100 mm de côté (69 €) en verre Wolverine, en plastique, pour porte-filtre. Selon certains utilisateurs, il est peu efficace avec les grands-angles très lumineux, à vérifier. Lonelyspeck aux Etats-Unis propose un masque de Bathinov "SharpStar2" en plastique carré de 85, 100 et 150 mm de côté (69$ ou 62 € pour le 100 mm) pour porte-filtre. Il fonctionne bien sur les grands-angles à petite ouverte (f/1.2- f/3.5). Il est compatible avec les porte-filtres Cokin, Lee et autre Formatt-Hitech. Focus on Stars en Hongrie, hors zone Euro, propose un masque de Bathinov carré de 100 ou 150 mm pour porte-filtre pour les grands-angles (modèle WIDE pour 125 € ou 112 € pour le 100 mm) et les téléobjectifs (modèle TELE pour 110$ ou 99 € pour le 100 mm). Le masque est tracé dans du verre trempé, traité antireflet, résistant aux rayures et aux chocs. Actuellement, c'est le seul modèle fabriqué en verre minéral. Selon son responsable Gábor Takács, vidéo à l'appui, les aigrettes sont visibles sur l'écran de l'APN même avec un objectif grand-angle. Il me le confirma encore par email en 2024 : "Le modèle WIDE est le seul au monde conçu pour les objectifs grand-angles et ultra grand-angles !" Certains amateurs doutent que les aigrettes soient visibles avec un grand-angle mais ils ne l'ont pas testé. Une vidéo présentée sur le site de Focus on Stars prouve que les aigrettes sont clairement visibles à travers un grand-angle de 14 mm f/2.8 autour de l'étoile Arcturus de magnitude apparente -0.04 mais à condition d'agrandir l'image sur le moniteur de l'APN. Ajoutons que le modèle de Focus on Stars reçut une publicité favorable dans la revue japonaise "Tenmonguide" en mai 2023 (une double page) et 80% des ventes se font aux Etats-Unis (raison pour laquelle les prix sont indiqués en dollars et non en euros). Ce masque est ~38% plus cher que les modèles "concurrents" en plastique. Mais selon Takács, "il ne peut pas être comparé aux masques de Bathinov ordinaires" (sous-entendant 2filter, KASE et Lonelyspeck), mais cela reste à démontrer. Il faut ensuite fixer ce masque devant l'objectif. KASE vend également des porte-filtres. Focus on Stars n'en vend pas. K&F Concept (via Amazon.fr, aussi sur Amazon.com) propose un excellent porte-filtre de 100 mm en aluminium (48 €) que d'ailleurs utilise Takács. Contrairement aux autres marques telles que Cokin, il est livré avec plusieurs bagues d'adaptation (de 49 à 82 mm de diamètre) à visser sur l'objectif. Ce porte-filtre est également polyvalent car il peut aussi accepter n'importe quel autre filtre (neutre, dégradé, anti-pollution lumineuse, etc) et même plusieurs filtres si nécessaire.
La solution avec porte-filtre présente deux inconvénients : d'abord le prix du masque de Bathinov pour APN qui peut varier du simple au double sinon davantage selon la marque et la qualité et qui est donc en moyenne très cher, et ensuite le risque de vignetage avec les plus courtes focales des grands-angles, bien que le porte-filtre de K&F Concept ne présente qu'une épaisseur de 5 mm. S'il y a du vignetage, la solution consiste à retirer le porte-filtre au moment de la prise de vue. Ce vignetage n'apparait pas avec les filtres circulaires magnétiques (voir plus bas). Lire également la revue des masques de Bathinov pour porte-filtres carrés publiée par Royce Blair en 2020. Masque de Bathinov magnétique A part tenir le masque de Bathinov à main levée devant l'objectif (certains le font mais c'est de l'amateurisme), la seule alternative est d'utiliser un masque fixé magnétiquement (aimanté) sur l'objectif. Deux modèles existent : le modèle carré pour porte-filtre magnétique et le modèle circulaire magnétique avec sa bague d'adaptation, les deux adaptateurs se vissant sur l'objectif. Porte-filtre carré magnétique KASE Benelux en Belgique propose un porte-filtre carré magnétique K100-X K9 avec filetage jusqu'à 86 mm de diamètre. Il convient aux filtres carrés standard d'une largeur de 100 mm et d'une épaisseur de 2 mm et 1.1 mm tels le KASE K100x100 précité. Il accepte également les filtres magnétiques circulaires et est livré avec 4 bagues d'adaptation de 67 à 82 mm de diamètre. Inconvénient, son prix (169 €) sans compter le masque de Bathinov. Bague et masque circulaires K&F Concept (via Amazon), KASE Benelux en Belgique et KASE Europe en Allemagne proposent une bague magnétique circulaire en aluminium qui se visse sur l'objectif. Elle présente un profil mince et est disponible en différents diamètres pour supporter les différents filtres magnétiques (20 € pour le modèle de 77 mm). Dans cette configuration, il faut impérativement utiliser un masque de Bathinov magnétique et circulaire. Actuellement il n'existe que deux fabricants et tous les deux vendent des masques en plastique. KASE Europe en Allemagne propose un masque de Bathinov magnétique circulaire en verre Wolverine, en plastique, pour objectif de 77 mm (59.90 €) ou 82 mm de diamètre. Appelé "ROUND Magnetic Precision Focus Tool Astro Bathinov Mask", il est livré sans adaptateur magnétique vendu séparément (12.90 €), soit un total de 71.90 € plus livraison. C'est la solution la moins cher. 2filter (alias KASE USA) aux Etats-Unis propose un masque de Bathinov magnétique circulaire en verre KW, de la résine optique et donc en plastique, avec son adaptateur à visser sur l'objectif de 77 mm de diamètre (95$). Appelé "Bright Star Precision Focusing Tool", il est monté dans un cadre en alliage d'aluminium. La bague d'adaptation accepte tous les filtres magnétiques. Les frais de livraison vers l'Europe par USPS Priotity Mail s'élèvent à 47.95$ soit un total de 142.95$ ou ~128 € ttc (la valeur hors frais étant ≤ 150 €, la TVA n'est pas due, sinon elle s'élève entre 12-17% selon les pays). A
voir : How to Focus on the Stars and
Milky Way (6 Methods), Alyn Wallace A lire : Kase Filters Bahtinov Mask Review, Peter Zelinka, 2021 Fabrication d'un masque de Bathinov (en anglais), Cloudy Night
A l'intention des bricoleurs, les filtres magnétiques circulaires ne peuvent pas être démontés de leur cadre (comme on peut le faire avec les filtres circulaires en acrylique fixés par une bague dans leur porte-filtre). Masque de Bahtinov à visser Bien qu'un modèle à visser soit loin d'être pratique et idéal pour vérifier la mise au point, KASE Europe en Allemagne propose un masque de Bahtinov fileté des deux côtés de 77 mm également appelé "Bright Star Precision Focusing Tool" en verre Wolverine, en plastique, serti dans une bague en aluminium (59 € ou 63 $ sur ebay). Il est traité anti-UV et hydrophobe. Le même modèle est vendu dans la boutique de KASE sur Amazon.com (67.50$). Le seul avis publié sur Amazon avec photos indique qu'il donne de bons résultats sur des téléobjectifs d'au moins 100 mm de focale. Notons que KASE Benelux en Belgique propose également un masque de Bahtinov fileté de 77 mm en verre Wolverine, en plastique, mais il est vendu avec un filtre bleu-magenta pour neutraliser la couleur jaune-orangée de l'éclairage artificiel (119 €). Il l'appelle le "Kit de nuit neutre avec filtre de mise au point". Mais ce filtre neutralisant n'a pas le même effet qu'un filtre LPR. Masque de Bathinov fabriqué avec une imprimante 3D Il est possible de fabriquer soi-même un masque de Bathinov pour zoom transtandard et téléobjectif (à partir de 50 mm de focale car en-dessous son intérêt reste à prouver) avec une plaque en plastique (genre polystyrène ou ABS noir mat) pour moins de 20 €. L'idéal consiste à fabriquer le masque à partir d'une image noir et blanc à au contraste avec une imprimante 3D ou une machine-outil comme l'explique un utilisateur sur le forum de Cloudy Night. On peut aussi acheter un masque de Bathinov chez Azur3DPrint en France. Son responsable, Vincent Duchène qui est également un astrophotographe averti, propose un modèle spécialement adapté au téléobjectif Samyang de 135 mm f/2 ED. Cet objectif mesure 77 mm de diamètre. Le masque est réalisé avec une imprimante 3D et proposé au prix de 17.50 €. Le masque protégé sur les bords par de la feutrine est simplement posé sur le pare-soleil en forme de tulipe. Sa dimension intérieure hors tout et sans feutrine est de 97 mm de diamètre. Azur3DPrint peut également imprimer des masques sur mesure adaptés à votre objectif. De part sa conception, ce masque n'est pas adapté aux objectifs grands angles. La raison est toujours la même : les étoiles sont trop petites pour être visibles sur le moniteur de l'APN (il faut prendre une photo et la vérifier avec le zoom de lecture à fort grossissement et procéder par itération jusqu'à trouver la mise au point idéale). Retour aux Rapports techniques
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