Filés d'étoiles au smartphone : quand le flou devient le sujet

Les filés d’étoiles ressemblent à la photo qu’un téléphone ne peut pas faire. Ils naissent de poses très longues, vingt minutes, une heure, et aucune application photo mobile n’approche ces durées : le plafond se situe généralement à trente secondes. Sous la limite commerciale il y a aussi de la physique, car un capteur de téléphone laissé ouvert pendant une heure chaufferait jusqu’à rendre un rectangle gris couvert de pixels chauds. Sauf que ces poses interminables, presque plus personne ne les pratique, pas même celui qui a planté son reflex sur le trépied voisin du vôtre. La technique courante est ailleurs, et le téléphone y entre sans demander la permission.

Une heure de ciel vaut quinze degrés

La géométrie est aussi simple qu’elle en a l’air : la Terre tourne de 360 degrés en vingt-quatre heures, donc quinze degrés par heure. Une heure de prises de vue trace un arc de quinze degrés. Dans le grand-angle principal d’un téléphone, qui couvre environ 74 degrés à l’horizontale, cet arc occupe un cinquième de la largeur du cadre. Une demi-heure en donne la moitié. Dix minutes produisent deux degrés et demi de filé, soit cinq diamètres lunaires mis bout à bout : parfaitement visibles, et ils passent pour un bougé raté.

Cette mesure vaut pour les étoiles de l’équateur céleste, celles qui parcourent le plus grand cercle. En montant vers le pôle les cercles se resserrent et les filés raccourcissent, proportionnellement au cosinus de la déclinaison. C’est pourquoi le cadrage décide de la photo bien avant n’importe quel réglage. Vers le nord vous obtenez des cercles concentriques. Vers l’est ou vers l’ouest les étoiles se lèvent et se couchent le long de diagonales presque droites, qui entrent d’un côté du cadre et sortent de l’autre. Vers le sud s’ouvrent de larges arcs parallèles, concaves vers le haut.

Le centre de ces cercles tombe près de l’étoile Polaire sans coïncider avec elle. Selon Sky & Telescope l’étoile se tient aujourd’hui à une quarantaine de minutes d’arc du pôle céleste, un peu moins de deux tiers de degré, et la précession de l’axe terrestre continuera de réduire cet écart jusqu’en mars 2100, où il atteindra vingt-sept minutes d’arc. Ensuite elle s’éloignera de nouveau, tranquillement. Concrètement, la Polaire laisse elle aussi sa trace : un petit cercle d’un degré et un tiers de diamètre, presque trois diamètres lunaires, que l’on repère du premier coup d’œil à cent pour cent.

Le maximum à la place de la moyenne

Ici la méthode se sépare de ce que votre application fait tous les autres soirs de l’année. Dans le live stacking les images sont alignées sur les étoiles puis moyennées, et c’est la moyenne qui fait le travail : le bruit change au hasard d’une image à l’autre et s’annule, le signal reste toujours au même endroit et survit. Pour les filés, on jette la moitié de cette procédure. Aucun alignement, puisque le mouvement des étoiles est précisément le sujet. Aucune moyenne non plus, parce que moyenner deux cents positions différentes donne une brume très faible là où devrait passer une trace.

L’opération correcte est le maximum, pixel par pixel : sur l’ensemble des images on conserve la valeur la plus lumineuse. Les logiciels appellent cela le mode de fusion « éclaircir », le même que vous trouvez dans un calque Photoshop ou dans StarStaX. Une étoile qui occupe un pixel sur la première image et un autre, quinze degrés plus loin, sur la deux centième, finit par les remplir tous les deux cents, à la file. Le filé est un collier de positions successives, cousu par le logiciel.

Le maximum a pourtant un défaut symétrique de celui de la moyenne, et mieux vaut le connaître avant d’empiler trois cents fichiers. Comme la valeur la plus haute gagne toujours, chaque pixel de fond de ciel finit par porter le pic de bruit de toute la série : plus vous ajoutez d’images, plus le fond monte et se granule, alors que le stacking ordinaire aurait fait l’inverse. Les pixels chauds aggravent encore le tableau, puisqu’ils restent au même endroit et restent brillants : ils survivent à toutes les fusions, et l’image finale se retrouve avec un ciel de petites étoiles fixes qui n’existent pas. Une série de darks pris bouchon en place à la fin de la séance, soustraits avant de fusionner, les élimine en un seul passage.

Le trou entre deux images

Qui fait des filés au reflex se bat contre les pointillés. Entre la fin d’une pose et le début de la suivante l’appareil écrit le fichier, et pendant cette seconde ou deux le ciel continue d’avancer : il reste un trou dans la trace, et le collier devient une ligne discontinue. Des modes de fusion sont nés dans le seul but de combler ces trous.

Au téléphone le problème se dissout tout seul, et deux multiplications suffisent à le montrer. Le ciel défile à un peu plus de quinze secondes d’arc par seconde, et un pixel du grand-angle en couvre environ soixante-dix : le calcul a déjà été fait ici. Un intervalle de deux secondes déplace l’étoile de trente secondes d’arc, moins d’un demi-pixel. Le trou existe, il se calcule, vous ne le verrez jamais. Pour qu’il devienne visible il faut un intervalle supérieur à cinq secondes, et à ce moment-là votre problème vient de l’application plutôt que de la fusion.

Que régler, et pendant combien de temps

Gardez la sensibilité la plus basse qui enregistre encore les étoiles. Le conseil paraît de travers à qui vient du ciel profond, où l’on pousse tout pour arracher un signal faible, et ici la logique s’inverse : les étoiles qui forment les filés sont brillantes par définition, alors que le bruit, vous vous apprêtez à le multiplier avec un opérateur maximum. La pose unitaire dure aussi longtemps que le ciel l’autorise sans brûler le fond, quinze ou vingt secondes depuis un site sombre, cinq à peine sous les lampadaires. Intervalle le plus court que l’application accepte. RAW, toujours.

La durée totale décide si vous rentrez avec une photo ou avec un essai. En dessous d’une demi-heure les filés restent des tirets timides. Une heure est le minimum pour une image qui tient seule, et deux heures autour de la Polaire referment assez les arcs pour qu’ils se lisent comme des cercles. Ce sont aussi deux heures de téléphone qui déclenche sans pause : emportez une batterie externe, vérifiez l’espace libre pendant que vous êtes encore chez vous, activez le mode avion, car une notification en milieu de série vous coûte quatre images.

La mise au point et la balance des blancs se verrouillent à la main, et c’est là que se gâchent le plus de nuits. Si l’automatisme intervient à l’image cent vingt, la couleur du ciel saute, et la fusion par éclaircissement ne moyenne rien du tout : ce saut arrive intact dans l’image finale, sous forme de bande à bord net.

Reste un avantage de la séquence qu’aucune pose unique n’aura jamais. Un avion traverse le champ et ruine une image sur trois cents, et cette image-là part à la corbeille avant la fusion : le filé perd vingt secondes sur une heure, et personne ne s’en apercevra. Dans la pose unique, le même avion emporte la nuit entière. Cela vaut pour un train de satellites Starlink, pour la frontale de celui qui arrive en retard au parking, pour le nuage qui passe.

Le premier plan fait la moitié du travail

Un ciel de cercles concentriques, tout seul, reste un exercice de géométrie appliquée. Ce qui rend lisible une photo de filés, c’est la chose immobile posée devant : un arbre isolé, un clocher, la ligne d’une crête, la silhouette d’une ruine. Il faut quelque chose qui affirme l’immobilité, pour que le ciel qui tourne ait enfin un point contre lequel tourner.

Et c’est là que la Lune change de métier. Pour la Voie lactée elle est une condamnation. Pour les filés elle devient une alliée, parce qu’elle éclaire le premier plan d’une lumière froide et régulière qu’aucune lampe torche n’imite, et qu’elle n’efface en échange que les étoiles les plus faibles, celles qui n’auraient laissé aucune trace de toute façon. Un ciel de banlieue tient le choc lui aussi : les filés sont faits d’étoiles brillantes et survivent à un fond qui tuerait n’importe quelle nébuleuse. C’est l’une des rares sorties où la météo et le calendrier lunaire vous laissent presque toujours partir.

Toutes les autres photos du ciel montrent quelque chose de lointain et d’immobile. Celle-ci montre quelque chose de proche qui bouge, à savoir le sol sous le trépied.