Sky Quality Meter : Mesurez la qualité de votre site d'observation
L'observateur/astrophotographe amateur est constamment à la recherche d'un lieu d'observation le plus sombre et proche de son domicile. Il lui est alors nécessaire de se déplacer et d'évaluer à l'oeil la qualité de tel ou tel lieu site potentiel. Malheureusement cette technique très objective et plus qualitative que quantitative et donc peu fiable. Le test de magnitude visuelle limite dépend de beaucoup de paramètres dont l'acuité visuelle de l'observateur, son état de fatigue, la zone du ciel observée, la météo... Même si un appareil de mesure est dépendant de certains de ces facteurs il en minimise le nombre pour procurer des données plus fiables et précises. C'est dans ce but que le Sky Quality Meter (S.Q.M) a été élaboré, pour fournir des informations pointues et interprétables facilement de la qualité du ciel de votre ou de vos lieux d'observations préférés.
Fabriqué par la firme canadienne Unihedron, le SQM a été développé par le Docteur Doug Welch et Anthony Tekatch. Le principe est simple, un capteur placé à droite de l'affichage digital reçoit le rayonnement produit par le fond du ciel d'un lieu d'observation. Il suffit de pointer le boîtier en direction du zénith, d'appuyer sur le bouton rouge et d'attendre l'affichage de la mesure. Le temps de mesure est très court dans les cieux à forte pollution lumineuse et peut aller jusqu'à 80 secondes dans les endroits les plus sombres. Un bip sonore a lieu toute les secondes pour indiquer que le SQM est en phase de collecte d'informations. Il est important de noter que cette mesure doit être effectuée sans qu'aucune lumière parasite directe n'atteigne le capteur. L'angle de mesure de +/- 40° (version SQM classique) de part et d'autre du zénith doit couvrir une zone d'observation sans obstacle (arbres, montagne, observateur...).
Principe d'utilisation du SQM
La particularité du SQM est qu'au contraire d'un test de magnitude visuelle, généralement compris entre 4 et 7, la valeur indiquée par l'écran LCD est supérieure à 16 et inférieure à 23. En effet l'échelle utilisée ici est en magnitude par seconde d'arc carré (mag/arcsec2). Soit la "brillance du fond de ciel répartie sur une zone d'observation carrée d'une seconde d'arc de côté". Le résultat indiqué est donc différent de la magnitude stellaire d'une étoile (objet ponctuel). Pour rappel : la magnitude est une échelle inverse et logarithmique de la brillance des étoiles. Ainsi les astres les plus "brillants" ont une magnitude plus faible que les astres "sombres". Une étoile de magnitude 1 est ainsi 2.5x fois plus lumineuse q'une autre étoile de magnitude 2.
La magnitude surfacique affichée par le SQM est toujours comprise entre 16 (ciel totalement clair en plein centre ville d'une grande agglomération) et ne dépasse pas 23 (ciel pur sans aucune pollution lumineuse). Un lieu d'observation, où la valeur affichée est proche de 20 est signe déjà d'un bon ciel de campagne. Rappelez-vous qu'un écart même faible entre deux valeurs indique des différences importantes sur le nombre d'étoiles visibles et la qualité du ciel. Par commodité, un dessin est indiqué sur le SQM pour symboliser plus facilement le sens de chaque valeur. A noter : Pour retrouver la correspondance avec l'unité de mesure habituellement admise au niveau scientifique (candela/m2) appliquez la formule suivante : [Valeur en cd/m2] = 10.8×10 000× 10^(-0.4*[valeur en mag/arcsec2]).
Boîtier de mesure de la luminosité du ciel SQM
Le SQM s'adresse à deux types d'utilisateurs, ceux nomades tout d'abord, qui l'utiliseront pour quantifier la qualité de plusieurs sites d'observations potentiels et choisir au final le meilleur. Les sédentaires disposant d'un observatoire ou d'une structure fixe pour évaluer la qualité de leur site d'observation jour après jour, année après année. Etudiez ainsi l'évolution de la pollution lumineuse dans votre zone d'observation, pour les astrophotographes CCD établissez la corrélation entre une valeur obtenue un soir à l'aide du SQM et le niveau de bruit (ADC) du capteur. Pour proposer une valeur la plus proche possible de la réalité, un filtre anti-infrarouge restreint les mesures au domaine "visuel" du spectre. Fabriqué par la firme japonaise Hoya, le filtre CM-500 coupe nettement les rayonnements infrarouges et ultra-violets. Veuillez prendre soin de ce verre, si celui-ci est recouvert de poussières ou de buée, le résultat affiché sera légèrement modifié.
Taux de transmission du filtre HOYA CM-500
Pour toute mesure la Lune doit être absente. La température est mesurée par une sonde thermique, son effet sur le capteur est soustrait. L'affichage est disponible en °C puis °F en appuyant deux fois sur le bouton rouge. L'éclairage de l'affichage est disponible en deux niveaux (faible et fort). Une pile 9V est fournie pour alimenter durablement votre Sky Quality Meter.
Plusieurs versions :
Caractéristiques principales des différents SQM
- SQM-L : Suite à plusieurs demandes de ses clients le SQM a évolué : une lentille a été placée devant le capteur qui restreint la zone d'étude à 20°. Les mesures sont plus localisées limitant l'influence des sources parasites. Unihedron en a profité pour changer la position de l'écran, l'affichage de résultat se lit directement pendant l'utilisation (à 90° par rapport au capteur). Le SQM-L conserve les mêmes autres caractéristiques que la version standard.
Réponse angulaire relative des SQM et SQM-L
- SQM-LE : Cette version informatisée permet de transférer vos données sur ordinateur. De nombreux amateurs/clubs ont en effet besoin de conserver les données de qualité du ciel au fil du temps afin d'étudier l'influence de la pollution lumineuse. Grâce à une connexion Ethernet (câble fourni de 2m), il est désormais possible de surveiller le ciel en continu grâce à un transfert chaque soir (par exemple) des mesures effectuées par le SQM-LE. Inutile dans ce cas de sortir "physiquement" avec votre SQM et d'effectuer une mesure. Elle sera de plus, si vous fixez le SQM-LE sur un support, parfaitement reproductible car toujours orientée dans la même position. Le SQM-LE dispose du même capteur que les autres SQM, et de la même lentille (pour une mesure plus étroite de 20° autour du centre de visée) que le SQM-L. Le SQM-LE mesure la température (important pour la calibration) et la quantité de lumière reçue, données transmises à un micro-calculateur qui transfère les informations à travers l'interface Ethernet. Un adaptateur secteur variable 100-240V pour entrée 6V est livré en standard.
Principe de fonctionnement du SQM-LE
Vue avant et arrière du SQM-LE
- SQM-LU : Version USB du SQM-L pour récupérer et enregistrer facilement les données sur un PC/portable. Possibilité d'enregistrer en "one-shoot" ou de manière continue pour des relevés plus précis sur un lieu d'observation donné. Longueur du câble 5m.
Eléments livrés avec le SQM-LU (boîtier, câble USB, clef USB avec les drivers, données de calibration
- SQM-LU-DL : Version autonome du SQM-LU capable de stocker les données avant transfert sur un PC/portable. Boîtier piles + 6 piles AA inclus
Panneau de contrôle du SQM-LU-DL
- SQM-LU-DL-V : Version du SQM-LU-DL capable de mesurer l'angle de pointage de votre boîtier (altitude et azimuth) pour une précision maximale de vos données
Mesure de la qualité du ciel avec des pointages multidirectionnels
- SQM-LR : Version connectable par câble RS-232 (longueur 2m) pour les plus anciennes installations.
Informations complémentaires :
La marge d'erreur réalisée sur plusieurs mesures par le SQM est de +/- 0.10 mag/arcsec2. Chaque appareil est calibré par rapport à une lumière de référence NIST (ici modèle #401027 de EXTECH Instruments). Le rayonnement de la Voie Lactée est pris en compte dans la mesure. Unihedron est en train de développer une méthode pour affiner les mesures du SQM et soustraire en fonction de la date, de l'angle de visée, des coordonnées, l'influence de cette lumière particulière. La lumière zodiacale est de la même façon intégrée dans les résultats de chaque mesure. Dans les cieux clairs son influence est totalement nulle, seuls quelques rares zones observations sombres pourront être affectées par son influence, à 1 voir 2% près seulement (on rappelle que le SQM est toujours pointé vers le zénith). Pour en savoir plus : Etude indépendante réalisée sur le Sky Quality Meter par Mr. Pierantonio Cinzano (cliquez ici).
A noter : Les SQM-LE/LU/LR ne sont pas waterproof, nous vous recommandons impérativement de les protéger avec une protection étanche (référence #UNSQMHOUSING), pour éviter toute intrusion d'eau, chute de débris.... Vous pourrez alors prendre vos relevés en toute quiétude. Il est important cependant de bien noter la différence entre les valeurs à l'intérieur et à l'extérieur du boîtier de protection (offset). Toute protection engendrera en effet une perte de luminosité, indiquant un ciel plus sombre (chiffre plus élevé). Retranchez à chaque mesure sous votre "abri" l'offset afin d'obtenir la bonne valeur. Nettoyer de temps en temps le dôme pour éviter que les poussières ne perturbent trop les mesures.
