Comment calculer les focales des oculaires dont on a besoin ?

On dit généralement que trois oculaires suffisent, du moins au début. ... Mais comment savoir quelle focale choisir ?

Il faut passer par la pupille de sortie de l’oculaire, le pendant de la pupille d’entrée de l’œil. Les pupilles de l’œil humain peuvent s’ouvrir au maximum à 7 mm (sauf pour les petits enfants qui arrivent à les élargir à 8 mm). Avec l’âge la capacité d’ouverture diminue (à 5 mm). En Allemand on appelle la pupille de sortie aussi la „Lichtstärke“, littéralement la "force (ou l'intensité) de la lumière". Ca donne une idée de quoi il s'agit. On peut aussi penser aux jumelles 7x50, qui sont optimisées pour la chasse au crépuscule et ont une pupille de sortie correspondant à l’ouverture maximale de la pupille de l’œil humain, donc à 7 mm. Par conséquent, les jumelles 7x50 ont un grossissement de 7x et en même temps une „intensité de lumière“ (pupille de sortie) d’également 7 (mm). Et 7x7 = +/- 50.

Les 50 mm représentant le diamètre de l'objectif, nous avons donc tous les éléments de la formule pour calculer cette "intensité de lumière":

Mais comment trouve-t-on le grossissement ? C’est une formule que connaît et doit connaître chaque amateur d’astronomie:

 (Tout en bas de cette page, vous trouverez encore une autre formule pour calculer la pupille de sortie).

En tenant compte des informations sur le champ de l'oculaire à la page précédente, on arrive donc ainsi à la conclusion intérimaire que le

que nous cherchons, à savoir l’oculaire "d’aperçu général" ne doit que peu grossir (pour disposer d'un large champ) et ne doit pas avoir une pupille de sortie supérieure à 7 mm (sinon les rayons de lumière passent partiellement à coté de notre pupille d'oeil à nous). Pour le ciel vraiment pollué ou les personnes âgées (ça dépend des individus), il faudrait peut-être prévoir une pupille de sortie de 6 ou 5 mm seulement.

Je compare ci-dessous 3 "F/Ds" différents (les couleurs des résultats de calcul correspondent aux couleurs des formules indiquées):

 Attention: ne jamais prendre un 40 mm en 1,25 pouces (31,75 mm); il y aurait „vue de tunnel , car pour les oculaires avec une focale supérieure à 32 mm, le diamètre de 31,7 mm du coulant d'oculaire devient trop petit pour "capter" tout le champ. L’oculaire d’aperçu général est donc le seul cas, où l’on doit sérieusement réfléchir sur le coulant de 2 pouces (50,8 mm). Mais dans ce cas, l'on doit aussi acheter un miroir ou prisme diagonal (pour lunette, Schmidt-Cassegrain et Maksutov) et éventuellement des filtres en 2 pouces. Personnellement je trouve que - surtout en ville - on peut se contenter du Plössl 32 mm (champ maximal en 1,25" ) ou alors acheter un (seul) oculaire plus cher à grand champ "apparent" de p.ex. 24 mm (mais également en 1,25") qui arrive au même champ réel dans le ciel (voir page suivante).

[J'en ai vu aux US (en 2", voir en bas de page du lien), mais elles auront un "effet de tunnel" (36° de champ apparent pour le 72 mm et 31° pour 85 mm), car même les 2 pouces (avec un diamètre extérieur de 50,8 mm) ont leurs limites, à partir desquelles le champ est restreint par le diamètre intérieur du coulant].

Une alternative pour ces deux derniers cas serait un bon (!) réducteur de focale (c.-à-d. le contraire d’une lentille de Barlow), mais un qui est utilisable en visuel, donc avec un facteur de réduction amenant la focale du télescope à 0,67x (pas à 0,5x ou 0,33x) à cause du vignettage dû au long tuyaux destiné à éviter des réflexions à l'intérieur du tube des SC et des Maks).

Ne voulant pas acheter du matériel en 2 pouces (oculaires, renvoi coudé, filtres),  j'ai expérimenté récemment sur mon Celestron 6 (à F/D de 10) avec une combinaison de ce réducteur bon marché et de cette allonge pas très chère non plus. (Ne vous laissez pas irriter par l'écriture 0.5x sur le réducteur, le facteur de réduction dépend uniquement de la distance du réducteur du diaphragme de l'oculaire). Les résultats étaient très concluants; il n' y avait pas de vignettage (pour les oculaires de 1,25"), car la réduction de la focale du télescope est limitée à ~60% (0,6x) seulement. Toutefois, si l'on met une allonge plus longue (on peut p.ex. visser le réducteur dans la douille d'une lentille Barlow, en lieu et place de cette dernière), pour arriver à un facteur de réduction de 0,5x ou encore plus, on risque d'avoir du vignettage. (Ce risque reste cependant très limité en visuel, tant qu'on reste avec des oculaires en 1.25", car le tube à l'intérieur du SC a quand-même 38 mm de diamètre, tandisque le diaphragme d'un oculaire de 1,25" ne peut pas dépasser 27 mm).  De l'autre côté, si l'on visse le réducteur directement dans l'oculaire, la réduction de la focale se limite à seulement 80% (0,8x), respectivement le champ s'élargit du facteur inverse (1/0,8 = 1,25x), ce qui n'apporte pas beaucoup. Avec l'allonge de 18 mm par contre, et avec le Plössl de 32 mm (champ maximal en 1,25") le champ réel dans le ciel passe de 1° (Pleiades pas entièrement dans le champ) à 1.6° (Pléiades bien dans le champ avec de l'espace autour), ce qui est quand-même très bien déjà. ... Et l'on peut utiliser cette allonge (plus réducteur) pour tous ses oculaires et grossissements.

Finalement, et surtout pour l'oculaire "d'aperçu général", on doit aussi bien faire attention au champ de l’oculaire (voir plus loin) et à son poids (surtout si c’est en 2 pouces: il existent des vrais "grenades à main" qui pèsent plus d'un kilo et font "plonger" vos télescopes sur vos montures).

Ce sont les galaxies qu'on vise avec le second oculaire, mais aussi d'autres objets du ciel profond. L'idée est de privilégier un contraste optimal, donc une balance entre grossissement (fond du ciel assombri) et champ (fond du ciel plus clair). On propose souvent une pupille de sortie d'entre 1,5 et 2,5 mm, car généralement, une ouverture de la pupille de 2 mm donne déjà la meilleure résolution dans notre oeil (et non pas seulement la pupille de 1 mm comme beaucoup le pensent). Si l’on regarde le tableau en haut, on y arrive avec un oculaire dans les parages de 20 mm pour un F/D de 10 (on ne doit cependant pas être absolument fixé sur les 2 mm de pupille de sortie) et avec un oculaire de 30 mm pour un F/D de 15. Pour le F/D de 5, il faudrait un oculaire de 10 mm de focale.

C'est l'oculaire pour les forts grossissements (lune, planètes, mais aussi amas globulaires et nébuleuses planétaires). A mon avis, la pupille de sortie devrait être au minimum de 1 mm et au maximum de 0,75 mm (d’autres disent 0.5 mm). A 1 mm de pupille, on grossit encore un peu au dessus de la meilleure résolution, ce qui aide pour la reconnaissance de détails (s'il y a assez de lumière). Si l'on grossit plus (que 0,75 mm de pupille), l’image devient floue et sombre (on n'a plus assez "d'intensité de lumière", c'est donc ce qu'on appelle le "grossissement inutile"). Je propose donc d’acheter d’abord un oculaire avec une pupille de 1 mm, de tester ensuite son ciel et son optique s’ils peuvent supporter plus, et d‘acheter éventuellement plus tard un oculaire grossissant plus fortement.

Mais chacun à son goût bien-sûr ! (Même si l'on entend parfois que les débutants auraient tendance à vouloir trop grossir).

Pour d'autres formules (concernant le champ de l'oculaire), prière de voir la page suivante.