Evénement - Observation du Soleil et précautions

Attention !

Le Soleil étant extrêmement lumineux son observation nécessite l'utilisation de filtres adapté. L'observation sans filtre ou avec un filtre défectueux endommagerait définitivement la rétine vous rendant aveugle. Il est important de savoir qu'une brulure à la rétine ne procure aucune douleur ni gène sur le moment. Ce n'est qu'après quelques minutes ou heures que la vue s'estompe.

Que voir avec quoi

Les différents phénomènes ne sont pas forcément visibles avec n'importe quel instrument. Voici un tableau qui indique ce qu'il est possible de voir avec chaque type d'instrument courant :

Lunettes "éclipse" Sténopé simple Lunette de projection (Solarscope) Jumelles (avec filtres) Télescope (avec filtre) Instrument Hα solaire
Éclipse de Soleil Oui Oui Oui Oui Oui Oui
Taches solaires Les plus grosses Non Oui Les plus grosses Oui Non
Transit de Mercure Non Non Oui Non Oui Oui
Transit de Vénus Oui Difficile Oui Oui Oui Oui
Protubérances Non Non Non Non Non Oui

L'observation directe sans instrument

Pour une observation à l'½il nu il existe des lunettes spéciales éclipses disponible en général à un prix de l'ordre de 1 à 2¤. Ces lunettes n'ont rien à voir avec les lunettes dites « de Soleil » qui sont destinés à ne pas être ébloui à la plage ou en montagne par exemple mais qui ne sont absolument pas adaptés à une vision directe du Soleil. Les lunettes de Soleil de classe 4, les plus foncés, laissent passer entre 3 et 8 % de la lumière alors les lunettes spéciales éclipse ne laissent passer que 1/100 000 soit 0,001 %. Vous pourrez d'ailleurs constater qu'avec ces lunettes vous ne voyez rien mis à part le Soleil et autres sources très puissantes.

Il existe deux technologies de lunettes spéciales éclipse :
  • En mylar, les verres ont l'aspect d'un papier aluminium. Ces lunettes sont réputés moins confortables car ont un moins bon contraste. Le Soleil apparaît blanc bleuté. Notez que même si les filtres ont l'apparence de l'aluminium leur composition est étudiée pour leur efficacité et il n'est pas possible d'utiliser une feuille d'alu comme filtre.
  • En polymère noir spécial : le contraste et le confort sont meilleurs. Le soleil apparaît aussi plus jaune/orange ce qui est agréable même si cette couleur n'est pas plus réaliste qu'avec le mylar.

Dans tous les cas il convient de vérifier la conformité des lunettes aux normes. De plus au moindre dégât sur le filtre il est important de ne plus l'utiliser. Ces lunettes doivent être utilisés uniquement pour une vision directe et surtout pas avec un instrument, la chaleur intense d'une observation dernière un instrument d'optique détruirait immédiatement le filtre et l'½il qui ce trouve derrière. Ces lunettes ne sont aussi pas prévues pour une utilisation prolongée car elles laissent tout de même passer un peu trop de rayonnement non visibles qui à la longue peuvent être dangereuse.

Voici quelques exemples de mauvais filtres dont l'usage est à proscrire :
  • Les pellicules photos et radiographies. En théorie certaines d'entre elles sont utilisables mais on ne sait jamais de quoi elle sont réellement composés les formules utilisés étant variés.
  • Le verre fumé ou noirci.
  • Le papier d'aluminium ressemble au mylar mais cela n'en est pas. De la même façon tout ce qui est CD, DVD ou BluRay est à proscrire.
  • L'accumulation de lunettes de Soleil même nombreuses. Même en supposant que l'on arrive à attendre une atténuation suffisante pour la lumière visible les rayons invisibles restent largement au dessus de ce qui est tolérable.
  • L'observation de soleil réfléchi sur une surface d'eau ou le reflet sur un objet brillant est à proscrire. On est toujours très loin de la filtration nécessaire.

Observation avec un sténopé

Avec cette méthode on ne regarde jamais de Soleil mais uniquement une ombre sur le sol.

Le principe utilisé ici est celui du sténopé qui est également à la base de la camera obscura (chambre noire) et par extension des toutes premières photographies. Le principe est qu'avec un trou on sélectionne la lumière qui passe en un unique point. La lumière ce déplaçant en ligne droite (on néglige ici la diffraction) on obtient une image inversée de l'objet observé.

Notez tout de même que l'image doit être projetée sur une surface matte. Si on utilise un miroir cela équivaudrait à une observation directe ce qui est dangereux. La projection sur une feuille de papier blanche donne de très bons résultats. L'utilisation d'une lentille pour obtenir plus de détails est possible mais cela équivaut alors à une observation par projection avec une lunette ce qui n'est pas le sujet ici et nécessite des protections complémentaires.

Tout d'abord préparez une feuille de papier, utilisez une feuille rigide si vous voulez la conserver plus longtemps. Faites deux trous dans la page. Un rond idéalement fait en passant un stylo en travers de la feuille. Ce dernier doit être relativement propre si possible.

Le second trou d'une forme carré n'est pas obligatoire et doit être fait à une bonne distance du premier. Il servira à voir si la distance entre le papier et le sol est suffisante. De plus il permet de montrer que l'image ronde obtenue n'est pas la forme du trou mais bien l'image du Soleil. Idéalement les deux trous doivent avoir une taille à peu près identique.

Placez la feuille avec l'une des faces tournée vers le Soleil. On n'observera jamais le Soleil à travers la feuille, cela équivaudrait à regarder le soleil directement sans filtre ce qui est dangereux.

Regardez plutôt l'ombre de la feuille sur le sol ou sur du papier comme ici. Vous pourrez y voir deux taches éclairées : ce sont des images du Soleil. Normalement les deux taches sont rondes lorsqu'il n'y a pas d'éclipse. Si la tache carré donne une image carrée ou en forme de coussin alors il faut éloigner le papier de l'ombre ou recommencer en faisant des trous plus petits. Si vous ne voyez pas les taches éclairés ou qu'elle sont trop faibles commencez par vérifier que le papier comprenant les trous soit bien orienté. Si c'est le cas rapprochez la feuille ou agrandissez les trous.

Notez que l'image produite par le trou circulaire, ici en bas, est plus net. Ici les deux images du Soleil sont rondes car il n'y a pas d'éclipse lorsque j'ai fait l'essai mais lors d'une éclipse l'image du Soleil aurait la forme de croissant plus ou moins étroit.

Ces observations peuvent ce faire aussi en utilisant le feuillage d'un arbre comme masque. Les images obtenues sont d'ailleurs parfois bien meilleures toutefois elle est plus aléatoire car dépendant de la végétation certains arbres étant plus efficaces que d'autres, de plus l'observation à certaines saisons est exclue car il n'y a pas de feuilles. Pour ma part j'ai réussi en 2004 à observer le transit de Vénus devant le Soleil par cette méthode. Un tel niveau de détails est délicat à rencontrer mais l'éclipse de Soleil étant bien plus remarquable cela devrait être observable sans problème.

La tache sombre indiqué par la flèche est Vénus qui passe devant le Soleil lors du transit de Vénus le 8 juin 2004.

Observation avec un instrument

L'observation du Soleil à l'aide d'un instrument d'optique doit être préparée avec soin car elle peut être particulièrement dangereuse. Si regarder le soleil par inadvertance à l'½il nu est déjà très désagréable le risque est normalement limité par le réflexe de fermer les yeux. Avec un instrument l'intensité lumineuse est telle que tout éblouissement est fatal.

Lunette de projection

Cela reprend un principe semblable à l'observation avec sténopé mais corrige l'un des défauts à savoir que l'image du Soleil est un peu floue à moins d'observer avec un trou vraiment petit mais là l'image devient très faible. Il s'agit donc d'une petite lunette et l'image est projetée sur un écran blanc un peu comme un sténopé. Étant donné la concentration de la lumière par la lunette toutes les précautions doivent être prises pour interdire toute observation directe dans l'instrument. Il faut aussi veiller à ce que l'instrument ou l'écran ne chauffe pas exagérément car il pourrait y avoir un risque de déstruction au niveau du porte oculaire ou un début d'incendie.

Il existe des instruments prévus spécialement pour ce genre de l'observation appelé Solarscope. Il est dépourvu d'oculaire qui pourrait chauffer préférant une lentille simple et d'un diamètre prévu pour ne pas poser de risques même si l'écran est constitué de carton. Il faut juste veiller à ce qu'un gamin ne décide pas de mettre la tête dans le dispositif. Ce type d'instrument coûte environ 65€ dans son modèle de base.

À droite : l'observation du Soleil avec un Solarscope. La lunette est visible en bas à droite et la lumière est renvoyée par un miroir pour être projetée. Il s'agit ici du transit de Vénus de 2004.

Un instrument polyvalent avec un filtre

Par instrument polyvalent on considère tout type de télescope qui ne soit pas prévu spécifiquement pour l'observation du Soleil. Notez que l'observation n'est possible qu'avec des instruments avec des tubes fermés. Certains tubes ajourés, souvent des dobsons, ne permettent pas une observation sans risque. Il est aussi important de protéger aussi le chercheur car il s'agit d'une petite lunette et son usage sans protection est à bannir. Notez qu'il existe aussi des chercheurs spécial solaire (environ 30¤).

Ces filtres sont généralement disponibles en deux modèles : une pour le visuel qui ne laisse passer que 1/100000 de la lumière et un autre pour la photo qui en laisse passer un peu plus, typiquement 1/10000. Attention de bien prendre la filtration adapté à votre usage.

Il existe deux types de filtre pour ses instruments :
  • Des filtres solaires fixés à l'avant du tube du télescope. Ceux là sont utilisables pour peu qu'ils soit aux normes et correctement utilisés.
  • Des filtres placés au niveau de l'oculaire. Ceux là sont toujours dangereux car ils chauffent énormément et finissent toujours par éclater ou s'abîmer d'une façon ou d'une autre. Ce type de filtre est de plus en plus rares mais on en trouve encore.

Les filtres solaires pleine ouverture (à l'avant du tube) sont constitué d'un filtre placé dans un support rigide. Il est important de prendre un modèle ayant exactement le bon diamètre pour s'adapter devant votre instrument. N'hésitez pas à demander au commerçant en précisant le modèle précis d'instrument, le danger serait une mauvaise fixation et une chute durant l'observation. Si le filtre montre des signes de dommages il ne faut pas l'utiliser mais si il est utilisé et stocké correctement il peut être utilisé pendant des années. Ce genre de filtre coûte 80 à 200¤ selon le diamètre.

Il est aussi possible d'acheter une feuille de filtre souple à monter soi même devant l'instrument. Ceci est vendu sous le nom d'Astrosolar. Ce type de filtre ne peut normalement être utilisé qu'une fois et il faut faire particulièrement attention à son montage correct. Le fait qu'elle soit souple la rend fragile notamment en cas de vent. Son usage sur des instruments de grand diamètre devient dangereux pour cette raison car elle pourrait ce déchirer. De plus il faut toujours faire attention à la bonne fixation. Une feuille 20x29cm coûte environ 26¤.

Il peut aussi y avoir des systèmes utilisant un hélioscope de Herschel avec une série de protections spéciales ayant chaqu'un un but bien précis. Un hélioscope va laisser passer 5 % de la lumière, son usage seul est donc absolument à proscrire mais il va limiter la chaleur transmise et permettre aux filtres situés après de ne pas éclater. Lisez attentivement la notice de l'hélioscope si vous souhaitez utiliser ce genre de chose. Faites particulièrement attention à ce qu'il soit compatible avec le reste de votre instrument (type d'instrument, diamètre, F/D ...) et que le montage est correct. N'ayant jamais utilisé ce type d'instrument je ne peux pas vous conseiller.

Petite note importante concernant l'hélioscope : il rejette la plus grande partie de la chaleur et/ou de la lumière et certaines surfaces peuvent donc être très chaudes, attention à ne pas vous bruler et bien sur si il rejette de la lumière faites très attention à éviter tout éblouissement.

Instrument spécial

Il existe de très nombreux instruments prévus spécialement pour l'observation du Soleil. Niveau sécurité il est nécessaire de bien suivre les instructions et de ne pas modifier son instrument. Ces derniers sont parfois constitués d'une quantité assez importante de filtres et chaque modèle peut être très différant.

Il s'agit souvent d'instruments utilisant des filtres interférentiels c'est à dire sélectionnant une longueur d'onde lumineuse (couleur) très précise. Les plus fréquents sont les H-alpha c'est à dire qu'il sélectionne spécifiquement la longueur d'onde émise par les atomes d'hydrogène lorsqu'ils passent de leur orbitale 3 à leur orbitale 2 (oui, c'est de la physique quantique). L'avantage c'est que la photosphère, la partie lumineuse du Soleil émet dans toutes les longueurs d'onde mais la chromosphère, la partie où ce trouve les protubérances, émet principalement du H-alpha. Cela permet donc d'observer les protubérances tout le temps même lorsqu'il n'y a pas d'éclipse totale. L'image résultante est très rouge et est un peu délicate à appréhender au premier abord.

Le plus connu et le plus abordable de ces instruments est le PST de Coronado, il coûte tout de même dans les 700¤ pour le modèle de base.

À noter qu'il existe des filtres H-alpha stellaires qui ne sont absolument pas utilisables sur le Soleil. Les instruments solaires ont en effet une filtration supplémentaire absolument obligatoire. De plus la constitution de ces deux types de filtres est totalement différante.

Document Astro5000