Pourquoi une caméra couleur demande un filtre IR-cut

Après avoir parlé de son échantillonnage, voici un deuxième article consacré à l’utilisation de la caméra ASI224MC, plus particulièrement à ses accessoires indispensables… ici : le filtre bloquant anti-infrarouge, ou IR-cut.

Les caméras numériques, que les capteurs soient des CCD ou des CMOS, sont très sensibles dans le proche infrarouge. Ce domaine de longueur d’onde auquel l’oeil n’a pas accès est très intéressant en photographie planétaire, mais il y a au moins une situation où il est indésirable : quand on utilise un capteur couleur.

La couleur n’est pas une notion subjective : elle renvoie aux propriétés physiques des objets observés, à leur capacité à absorber et/ou réfléchir certaines longueurs d’onde plus que d’autres. Elle dépend cependant de la perception de l’oeil humain, c’est pourquoi elle n’a de sens que par rapport aux longueurs d’onde que ce dernier perçoit. Pour ce seul principe, il faut utiliser un filtre anti-infrarouge avec un capteur couleur, sinon les longueurs d’onde enregistrées par la caméra ne sont pas les mêmes que celles vues par l’oeil humain. Or, pour une reproduction correcte des couleurs de l’objet étudié, les deux doivent concorder.

Ce principe posé, quels sont concrètement les effets de la présence des infrarouges sur une image planétaire ? Pour en parler j’ai fait une comparaison sur la planète Mars, qui est visible en ce moment. Mars est intéressante ici car c’est une planète dont l’albédo (c’est à dire sa capacité à réfléchir la lumière solaire) est très importante en IR. Les différences sont immédiatement visibles…

On voit tout de suite une grosse différence au niveau des couleurs visibles. Je sais qu’en ce qui me concerne, les couleurs obtenues avec le filtre IR-cut sont très conformes à celles que je voyais à l’oculaire : une planète nettement orange, d’une teinte très chaude. La vue sans filtre IR-cut présente une teinte rose très froide. Certes mais qu’est-ce qui me permet d’affirmer, autrement que par un raisonnement théorique, que les « bonnes » couleurs sont celles de l’image de gauche ? La clé se situe au niveau des nuages blancs de Mars. On n’en voit pas énormément ici parce que la saison martienne correspondante (fin d’été boréal) est celle où ils disparaissent largement. Mais ils sont nettement plus visibles avec l’IR-cut, et d’une teinte relativement blanche, comme il se doit (je dis relativement parce que mes conditions d’observation ne me permettent pas, cette année, de prétendre à un rendu colorimétrique vraiment performant).

L’image prise sans aucun filtre au milieu apparaît pratiquement monochrome, et les rares nuages perceptibles sont presque aussi roses que les déserts martiens. Si on sépare les couches RVB des deux images, on comprend pourquoi :

Avec le filtre IR-cut, la différence entre les couches couleurs sont importantes, en particulier entre rouge et bleu : ce sont ces différences d’albédo entre ces composantes qui provoquent l’apparition des couleurs. Sans IR-cut, en revanche, on a l’impression de voir exactement les mêmes détails ! En particulier, les taches sombres du sol de Mars restent parfaitement visibles sur la composante bleue, ce qui pour le coup est complètement anormal… Cette petite comparaison, additionnée à la vue IR740 de l’illustration précédente, nous fait comprendre que sans IR-cut, la caméra « couleur » ne donne pas des « images en couleurs », mais des images infrarouge polluées avec un peu de lumière visible… Cette absence de différenciation entre les albédos montre aussi qu’il est vain de tenter de corriger le problème avec la balance des couleurs !

 Enfin, on remarquera que la résolution de l’image prise sans filtre IR-cut est sensiblement diminuée. Ce qui est logique puisque la résolution optique est inférieure en infrarouge par rapport au visible. Une raison supplémentaire d’utiliser cet accessoire !

A suivre dans un prochain article : l’utilisation du correcteur de dispersion atmosphérique :)