Le seeing n'est pas votre problème : lire la météo astronomique au smartphone

Cinq lignes colorées et une décision à prendre avant neuf heures du soir : on charge la voiture ou on reste à la maison. Les applications de météo astronomique alignent nuages, seeing, transparence, humidité et vent, et quiconque vient de l’observation au télescope sait déjà quelle ligne consulter en premier. Avec un téléphone sur trépied, l’ordre change beaucoup. La valeur que presque tout le monde regarde avant les autres est justement celle qui vous concerne le moins.

Le seeing mesure un détail que vous n’avez pas

Le seeing, c’est l’agitation de l’atmosphère : des poches d’air à des températures différentes qui dévient la lumière des étoiles de quantités minuscules, et qui changent ces quantités dix fois par seconde. C’est ce qui fait scintiller les étoiles à l’œil nu. On le mesure en secondes d’arc, c’est-à-dire à l’étalement de l’image d’un point, et la fourchette habituelle pour un amateur va de deux à quatre secondes d’arc, de quoi priver un télescope de l’essentiel du détail que son optique pourrait donner. Deux échelles historiques circulent encore : celle de Pickering, de 1 à 10, où l’on parle de conditions excellentes à partir de 8, et celle d’Antoniadi, de I à V. Toutes deux sont nées pour ceux qui regardent les planètes dans un oculaire.

Regardez maintenant votre image. Le grand-angle principal d’un téléphone, autour de 24 millimètres en équivalent, couvre environ 74 degrés à l’horizontale : répartis sur quatre mille pixels, cela donne un peu moins de soixante-dix secondes d’arc par pixel. Un seeing de deux secondes déplace une étoile d’un trentième de pixel. Une nuit catastrophique à cinq secondes la déplace d’un treizième. La perturbation existe pour de bon, enfouie si loin sous la taille du pixel qu’aucune comparaison entre deux poses ne vous la montrera jamais.

La ligne du seeing reprend du poids dès que le téléphone cesse de regarder tout seul. Posé contre l’oculaire d’un télescope, en prise afocale, avec Jupiter large de trois pixels, l’échelle d’image devient cent fois plus fine et l’air qui bout décide de tout. Sur trépied, grand-angle vers le sud, vous lisez cette ligne par curiosité.

La transparence est la ligne qui décide

La transparence relève d’une autre logique. Elle mesure la quantité de lumière stellaire qui parvient au sol à travers une atmosphère déjà dégagée, et les prévisions astronomiques la calculent surtout à partir de la vapeur d’eau totale contenue dans la colonne d’air au-dessus de vous. Un ciel peut être dégagé et exécrable en même temps : brume épaisse, aucun nuage, et un bulletin classique qui annonce gentiment « beau temps ».

Les chiffres donnent l’ordre de grandeur. Avec un air vraiment propre, au niveau de la mer, l’extinction atmosphérique au zénith coûte environ 0,16 magnitude, et une étoile à trente degrés de hauteur en perd 0,32 parce que sa lumière traverse deux fois plus d’air : il lui reste 74 pour cent de son éclat. C’est le meilleur cas possible, l’air de manuel. Ajoutez l’humidité, les particules fines, la fin d’un épisode de canicule, et la perte grimpe sans que l’œil s’en aperçoive, parce que l’œil s’habitue à tout.

Pour qui empile des poses avec un téléphone, une mauvaise transparence fait deux dégâts d’un coup. Elle retire du signal à la cible, et pendant ce temps elle transforme chaque lampadaire de la vallée en une nappe diffuse qui relève le fond de ciel. Le résultat, c’est ce gris plat qui reste identique après trois cents images : la moyenne efface le bruit aléatoire, tandis qu’un fond de ciel élevé est un vrai signal, stable d’une pose à l’autre, et l’arithmétique de l’empilement l’additionne avec le même sérieux que les étoiles. Les galaxies et les nébuleuses sont des objets à faible contraste : elles réclament une transparence au-dessus de la moyenne pour sortir de l’image. La Lune, elle, s’en moque presque complètement.

Les nuages que le bulletin appelle « ciel dégagé »

Les cirrus sont l’ennemi que personne ne voit venir. Hauts, minces, invisibles dans le noir jusqu’à ce qu’une étoile brillante se mette à porter un halo, et dans une prévision ordinaire ils disparaissent derrière la mention « dégagé ». Dans l’empilement, en revanche, ils répondent présent : étoiles gonflées, fond qui monte par vagues, contraste qui s’en va.

Ce problème a un père reconnu. En 2000, Allan Rahill, météorologue au Canadian Meteorological Centre et astronome amateur, a construit sur le modèle GEM du centre une prévision de nébulosité pensée pour l’astronomie, avec une attention particulière à la formation des cirrus, puis y a ajouté au fil des ans une prévision de transparence et une de seeing. En 2001, Attilla Danko a pris ses centaines de cartes et les a réduites à un pixel par heure, disposés en lignes : ce sont les Clear Sky Charts que beaucoup ouvrent encore aujourd’hui. La logique de ces lignes vaut pour l’application que vous préférez, puisque presque toutes publient les mêmes grandeurs.

Le vent qui compte souffle à hauteur de poitrine

Les prévisions pour l’astronomie consacrent beaucoup de place à la haute altitude. Meteoblue, par exemple, signale comme défavorables les courants-jets au-dessus de 35 mètres par seconde et en dessous de 5, et marque les couches problématiques où le gradient thermique dépasse le demi-degré par cent mètres. Des informations précieuses à longue focale. Pour vous, c’est de la garniture.

Le vent qui vous gâche la soirée souffle au sol, contre le trépied. Sur une pose de huit secondes, une rafale déplace le cadrage entier, et le village au fond de la vallée ressort flou lui aussi. Le diagnostic est simple : les traînées de vibration pointent dans des directions différentes d’une image à l’autre, alors que la rotation terrestre trace des filés tous parallèles et tous de même longueur. Colonne centrale rentrée, sac suspendu dessous, un muret ou la voiture en brise-vent : trois gestes qui valent mieux que n’importe quel réglage. Les images bougées partent à la poubelle avant l’empilement, car une seule pose floue dans une moyenne de deux cents salit toutes les autres.

Le point de rosée ne surprend personne

Le point de rosée est la température à laquelle l’air atteint cent pour cent d’humidité relative. Sous un ciel dégagé et sans vent, le sol rayonne sa chaleur vers le haut toute la nuit, la température des surfaces descend, et dès qu’elle passe sous le point de rosée l’eau se condense sur ce qu’elle trouve : le pare-brise, les jambes du trépied, l’objectif du téléphone. La nuit limpide qui vous a convaincu de sortir est précisément celle qui refroidit le plus vite.

Dans la prévision horaire, deux courbes se suivent, la température et le point de rosée. Quand elles commencent à se rapprocher, un compte à rebours démarre, et d’après notre expérience il vaut mieux être prêt dès que l’écart passe sous les deux degrés. Le reste des parades, de la batterie qui s’effondre dans le froid à la bande antibuée improvisée, se trouve ici.

La Lune aussi, c’est de la météo

La pleine Lune affiche une magnitude apparente d’environ moins 12,7, de quoi noyer la Voie lactée depuis n’importe quel site de la planète. Aucune application ne la range parmi les conditions météorologiques, et pourtant elle se comporte exactement ainsi : une source lumineuse au ciel, qui change d’heure en heure selon un horaire publié.

L’information utile, ce sont les horaires plutôt que la phase. Un dernier quartier qui se lève à une heure vous laisse trois ou quatre heures de ciel propre juste après le crépuscule. Un croissant qui se couche à vingt-deux heures trente vous offre toute la seconde moitié de la nuit. À la phase s’ajoute le crépuscule astronomique, qui s’achève quand le Soleil descend à dix-huit degrés sous l’horizon : avant cet instant, le fond de ciel reste relevé et les cibles faibles restent noyées dedans. Fin juin, depuis Marseille, cette fenêtre de nuit pleine se réduit à quatre heures environ, autour d’une heure et demie du matin. Au-dessus de 48,5 degrés de latitude, ce qui prend Paris et tout le nord du pays, la géométrie ne concède plus rien : le Soleil ne descend jamais assez bas et la nuit astronomique disparaît du calendrier pendant quelques semaines.

Le bon ordre de lecture

Les nuages d’abord, condition binaire qui clôt le débat. La transparence ensuite, qui décide si la soirée sera pour les nébuleuses ou pour la Lune et les constellations. Puis la fenêtre lunaire, pour savoir quelles heures valent quelque chose. Puis le vent au sol et l’écart entre température et point de rosée, qui fixent combien de temps vous tiendrez dehors. Le seeing en dernier, et seulement si vous emmenez le téléphone au télescope ce soir-là.

Il y a un avantage que le matériel sérieux n’a pas : empiler des centaines de poses courtes, c’est ne jamais tout jouer sur une unique exposition de vingt minutes. Une soirée bonne à soixante pour cent reste une soirée utile, puisque les images gâchées sont écartées et que les autres s’additionnent quand même. La prévision ne décide rien à votre place. Elle vous dit quelles heures de la nuit méritent l’essence, et lesquelles vous ferez mieux de passer à dormir.