Tout est dans le bon sens ?

Inversée latéralement, à l’envers, ou les deux en même temps : quelle est votre préférence ? Heureusement, une image « à l’endroit » est possible.

Pour certaines observations, il est important que l’image de l’objet visé ne soit ni inversée latéralement, ni à l’envers. Un prisme ne suffit alors pas, à lui seul, pour obtenir une image correctement orientée. Un prisme d’Amici peut apporter une aide.

Chaque propriétaire d’un télescope connaît l’effet faisant que l’image visuelle apparaît inversée latéralement et à l’envers dans le télescope. Ceci tient aux propriétés optiques du télescope dont l’objectif (lentille ou miroir) génère une image de l’objet (déjà inversée latéralement et à l’envers) qui est alors visualisée avec l’oculaire comme avec une loupe grossissante.

Cet effet est moins gênant dans le télescope si l’on observe, par exemple, un amas d’étoiles. En revanche, il perturbe déjà sensiblement si l’on veut se rapprocher d’une cible inconnue par saute-mouton astronomique. Si l’on déplace le télescope quelque peu vers la gauche, l’image dans l’oculaire se décale vers la droite. Si, à la recherche d’un détail donné, on regarde de plus près un objet du ciel profond, voire la Lune, il faut toujours inverser dans sa tête si l’on utilise, par exemple, un atlas de la Lune à titre d’aide. On peut bien sûr tout simplement retourner l’atlas de la Lune mais les indications apparaissent alors malheureusement à l’envers, ce qui constitue également une gêne.

On utilise souvent un renvoi coudé qui apporte à ce stade quelque aide. Ici, un miroir incliné à 45° (ou, en la surface réfléchissante d’un prisme en verre) se trouve dans le chemin optique. La réflexion sur ce miroir fait alors dévier le chemin optique de 90°, en tout, vers le haut ou vers le côté. Il en résulte non seulement une vision nettement plus agréable (en particulier pour les objets plus hauts dans le ciel), mais encore et en même temps, par suite de la réflexion sur un axe horizontal, une image verticalement redressée qui est toutefois encore inversée latéralement.

L’image verticalement redressée permet déjà de se repérer et de s’orienter nettement mieux sur la Lune, par exemple, ou lors d’observations terrestres. Mais il y a mieux encore ! Pratiquement tous les propriétaires de télescopes ont également chez eux des jumelles qui donnent une image redressée verticalement et latéralement. Chaque côté des jumelles comporte habituellement deux prismes. Ces prismes servent d’une part à raccourcir la longueur des jumelles grâce à un chemin optique « replié » et, grâce à une disposition astucieuse, ils font d’autre part en sorte qu’une image verticalement redressée mais encore inversée latéralement soit générée dans le premier prisme. Le deuxième prisme génère alors une image redressée latéralement.

On pourrait obtenir exactement cet effet, sur le télescope, avec deux renvois coudés placés l’un derrière l’autre. Cette solution serait toutefois très peu stable et très peu maniable et, sur de nombreux télescopes, elle ne fonctionnerait même pas du tout, parce que le chemin optique serait tellement plus long que l’on ne parviendrait plus du tout à faire la mise au point.

Une solution efficace consiste ici à utiliser un prisme d’Amici. Il s’agit d’un accessoire qui, au premier regard, se présente comme un renvoi coudé normal mais dont la structure intérieure est toutefois un peu plus complexe.

Les prismes d’Amici existent en deux types, avec vision à 45° et vision à 90°, mais tous deux génèrent une image redressée latéralement et verticalement pour l’observateur. Le principe d’action est le même pour les deux types. Comme pour le renvoi coudé, la totalité du faisceau lumineux est déviée de 90° ou 45° en tout. « L’astuce » du prisme d’Amici réside dans le fait que la surface réfléchissante la plus importante n’est pas plane, mais qu’elle est structurée comme un toit avec deux surfaces partielles inclinées l’une par rapport à l’autre.

Le faisceau lumineux complet entrant dans le prisme d’Amici frappe ces deux surfaces partielles et se divise ainsi en deux moitiés qui se réfléchissent deux fois, séparément l’une de l’autre, sur ces deux surfaces partielles, et qui convergent ensuite de nouveau en un faisceau lumineux commun et réfléchi, et poursuivent leur chemin. Au final, ce processus génère une image redressée verticalement et latéralement. Pour que la reconstitution subséquente du faisceau fonctionne sans problèmes et que l’on n’ait pas d’effets perturbateurs dans l’image, l’angle des deux surfaces l’une par rapport à l’autre doit être très précis. Même si les surfaces du miroir ne sont pas au point focal, l’erreur angulaire pour une utilisation astronomique ne doit pas dépasser une à deux secondes d’arc.

Il n’est pas très facile de représenter ce chemin optique dans le prisme d’Amici de façon compréhensible sous la forme d’un graphique. La difficulté réside dans fait, d’une part, que les rayons sont réfléchis plusieurs fois et que, d’autre part, le faisceau lumineux est divisé et que les deux moitiés sont réfléchies différemment.

Utiliser un prisme d’Amici est une solution formidable pour une utilisation visuelle si l’on observe la Lune ou des objets terrestres, car l’image se présente alors exactement comme on le souhaite. Pour une utilisation photographique, un prisme d’Amici est en revanche inutile car l’image générée n’a ensuite besoin que d’être tournée. En outre, utiliser un prisme d’Amici serait même contre-productif car les deux surfaces sur lesquelles le faisceau lumineux entre et sort, et les quatre surfaces sur lesquelles il est réfléchi, provoquent des pertes sensibles de luminosité et de contraste que l’on veut justement éviter à tout prix en astrophotographie.

Une remarque encore pour terminer : tout ce qui est dit dans le présent article s’applique largement aux lunettes, aux télescopes Schmidt-Cassegrain (SC), Ritchey-Chrétien (RC) et Maksutov, mais pas aux Newton, car ceux-ci comportent déjà un miroir (miroir secondaire) dans le chemin optique pour dévier latéralement les rayons lumineux.

Auteur : Peter Oden / licence : Oculum-Verlag GmbH