Cet article a pour but de présenter de façon empirique mais pratique, les possibilités offertes à un astronome amateur pour le choix de ses oculaires, en fonction du rapport focal de son télescope (ou de sa lunette astronomique).
Vous trouverez également en bas de cette page, un petit outil vous permettant de faire des calculs de grossissement, basé sur les caractéristiques de votre instrument et des oculaires.

Dans ce qui suivra ci-dessous je présente différentes mesures que je vais tout d'abord expliciter un minimum pour les lecteurs qui n'y sont pas habitués :

Caractéristiques des instruments :

  • F : La longueur focale d'un instrument en millimètres.
  • D : Le diamêtre de l'instrument en millimètres.
  • FD ou F/D : Le rapport focal de l'instrument ou "ouverture" (focale en mm divisée par diamètre en mm).

Caractéristiques des oculaires :

  • f : La longueur focale de l'oculaire en mm.
  • Ca : Champ apparent, ou cercle image, indiqué en °
  • Caf : Champ apparent x focale oculaire : mesure un peu "bizarre" de prime abord, consiste à multiplier la focale de l'oculaire par son champ apparent (nous y reviendrons plus tard).

Caractéristiques par association instruments + oculaires :

  • G : Le grossissement, calculé par F/f.
  • Pu : Pupille de sortie à l'oculaire, calculée par D/G ou f/FD.
  • Cr : Champ Réel : Ca/G : le champ réellement observé sur le ciel en °. Se calcule aussi avec Caf/F
  • CrF : Champ Réel dans le ciel x Focale Instrument ; cette mesure est toujours égale à la mesure Caf !

Il y a égalité entre les mesures Caf (Champ apparent x f oculaire) et CrF (Champ réel sur le ciel x F instrument)

Le rapport focal F/D

(autrement appelé "ouverture") est un chiffre très simple à calculer. Il suffit de diviser la longueur focale de l'instrument par le diamêtre de son objectif ou de son miroir principal.
Par exemple, un télescope de 200 mm de diamètre et de 2000 mm de focale (comme le Célestron 8) a un rapport F/D égal à 10.

Les objectifs d'appareils photographiques sont généralement caractérisés par :

  • leur longueure focale, on parlera par exemple d'un objectif de 50 mm,
  • leur rapport F/D ou "ouverture" : 2,8 par exemple.

On dira alors qu'on a un objectif de 50mm ouvert à 2,8.

L'ouverture d'une optique est un facteur très important pour la photographie, aussi bien pour une utilisation diurne qu'astronomique ! Le temps de pose photographique augmente avec la valeur de ce rapport F/D. Par exemple il double quasiment entre un objectif à F/D 6 et un autre à F/D 10. On dira alors qu'un instrument à FD 6 est 2 fois plus "lumineux" qu'un instrument à FD 10. Cependant cette notion ne vaut que pour la photographie au foyer. Pour une observation visuelle, la luminosité dépend "basiquement" du diamêtre de l'instrument et du grossissement.

Pour un usage purement visuel, le rapport F/D n'a pas la même connotation. Plus le diamètre est important plus on reçoit de lumière. Le rapport F/D est toutefois utile pour déterminer simplement la focale des oculaires les mieux adaptés à un instrument. Il permet donc de déterminer quelle gamme d'oculaires utiliser pour ne pas dépasser les possibilités optique de votre instrument, et ce, quelque soit son diamètre ! Nous avons vu plus haut que le facteur de grossissement obtenu à l'oculaire est calculé par la formule F/f et que la "pupille de sortie", c'est à dire la taille du faisseau de l'image produite en sortie d'oculaire, dépend du grossissement et du diamêtre de l'instrument. On a donc un rapport direct entre le rapport F/D (ouverture), la pupille de sortie et la focale de l'oculaire ! Ce rapport F/D nous permet donc immédiatement de calculer une gamme d'oculaires adaptés à vos besoins.

L'idée est ici de permettre à n'importe quel astronome amateur de définir la gamme de focales de ses oculaires directement en fonction du rapport F/D de son instrument.

Bien choisir la focale de ses Oculaires

Pour illustrer chaque formule, j'ai pris comme exemple les trois instruments suivants :

  • Une lunette Skywatcher 80 / 400 (focale = 400mm)
  • Une lunette Skywatcher 80ED Pro (focale = 600mm)
  • Un télescope Celestron 8 Schmidt-Cassegrain (focale = 2000mm)

Grossissement minimum théorique : pupille à 5mm : f oculaire = 5 * F/D

  • 80/400 : 25 mm
  • 80/600 : 37 mm
  • 200/2000 : 50 mm

Donne le champs théorique le plus grand mais ne s'applique pas nécessairement dans la réalité... la pollution lumineuse donnera un fond de ciel trop clair et pas assez de contraste, en cas, cela peut transformer le télescope en espece de chercheur... Ce grossissement minimum peut par contre s'utiliser sous des cieux purs de montagne, à l'abris de lumières parasites, ou pour utiliser des filtres très restrictifs.
On obtient ici un grossissement "équipupillaire", c'est à dire que la pupille de sortie du télercope est égale à celle de l'oeil dans l'obscurité.
Pourquoi 5 x F/D ? Ce calcul se base sur le fait qu'une pupille moyenne d'adulte dépasse rarement 5mm. La pupille de sortie est donc ici calculée pour 5mm. Grossir moins équivaut à obtenir une pupille plus grande que l'ouverture maximale de l'iris, à diaphragmer le télescope avec l'iris de l'oeil, donc à en réduire "virtuellement" le diamêtre utile. On n'aura ainsi aucun gain de lumière en grossissant moins, on aura un champs plus grand mais au détriment d'une forte luminosité du fond du ciel, et sur les télescopes on sera certainement géné par l'ombre du miroir secondaire.
Beaucoup de sites utilisent en référence une pupille de 6mm ou 7mm. Il y a même une courbe des âges permettant d'obtenir plus si vous êtes jeunes, mais cette "dilatation" de l'iris est très rare et impose que vous subissiez de longues périodes dans l'obscurité la plus totale, dilatation détruite bien évidemment par une observation au télescope sur des objets brillants, les planètes ou la lune, ou toute autre lumière...
Vous pouvez également réduire cette valeur : si vous avez une idée de votre dilatation pupillaire maximale, utilisez cette valeur dans vos calculs !

Grossissement "moyen" : f = 3*F/D

  • 80/400 : 15 mm
  • 80/600 : 24 mm
  • 200/2000 : 30 mm

Grossissement intermédiaire "passe-partout" idéal pour le grand champs : en utilisant un oculaire "grand champs" donnant un champ apparent d'environ 80°, on parvient à voir un ciel équivalent à celui donné par les oculaires cités plus haut, mais avec un contraste et un assombrissement du fond du ciel bien plus favorables à l'observation, d'où une meilleure vision. On bénéficie également de détails plus "gros" ce qui permet de mieux les distinguer. La pupille de sortie de 3mm est très confortable. A ce grossissement, vous observerez les grandes nébuleuses, M31 (en partie ou en entier selon l'instrument), la lune en entier, les planètes dans leur environnement "global" et les conjonctions.

Grossissement "pratique" : f = 2*F/D

  • 80/400 : 10 mm
  • 80/600 : 15 mm
  • 200/2000 : 20 mm

Ce grossissement s'utilise de façon générale pour chercher les objets à observer de petite taille, pour les objets moyennement étendus du ciel profond comme les nébuleuses, il permêt aussi l'observation des planètes et de leurs satellites de façon "grand champs" et permet encore d'observer la lune dans son ensemble. Les oculaires de 15 et 20mm sont ceux que j'utilise le plus couremment en dehors des observations purement planétaires. A ces focales, prenez préférentiellement des oculaires grand champs pour encore plus de confort.

Grossissement "résolvant" : pupille = 1mm d'où f oculaire = F/D

  • 80/400 : 5 mm
  • 80/600 : 7,5 mm
  • 200/2000 : 10 mm

Grossissement planétaire généraliste, permet de résoudre de nombreux détails mais avec du confort, s'utilise également pour certains objets du ciel profond peu étendus, peut permettre de détailler finement les amas globulaires par exemple. Cette formule donne à l'oculaire une pupille de sortie de 1mm, l'oeil est alors considéré comme parfait, du moins il n'ajoute pas ses propres défauts à ceux du télescope. Les grossissements suppérieurs n'apporteront pas plus de détails mais permettront dans certains cas de mieux les distinguer si les conditions de turbulence le permettent. En bref, le gossissement résolvant est une constante sur tous les instruments et donne une base pour une observation détaillée "raisonnable".

Grossissement "haute résolution" : f oculaire = 0,75 * F/D

  • 80/400 : 4/3,6 mm
  • 80/600 : 6/5 mm
  • 200/2000 : 8/7 mm

Grossissement planétaire "haute résolution" à mi-chemin entre le grossissement planétaire général et le grossissement maximum théorique, permet quand les conditions atmosphériques le permettent, de résoudre des détails planétaires très fins. Moins confortable que le grossissement "résolvant". Grossir plus n'apportera aucun détail supplémentaire et se fera au détriment de la luminosité et du contraste, sauf dans de rares cas de faible turbulence.

Grossissement "Maximum utilisable" : f oculaire = 0,5 à 0,4 * F/D

  • 80/400 : 2,5/2 mm
  • 80/600 : 3,6/3 mm
  • 200/2000 : 5/4 mm

Grossissement très difficile à utiliser à cause des conditions habituelles de turbulence. Si les conditions le permettent c'est le plus fort grossissement planétaire/étoiles doubles. Généralement inconfortable et délicat à utiliser, il nécessite une bonne monture pour le suivi des objets pointés et une approche à faible grossissement pour bien centrer ces objets. La pupille de sortie fait un peu moins d'un demi millimètre de diamètre, la luminosité commence à baisser très notablement.

Grossissement "Maximum théorique" : f oculaire = 0,3 * F/D

  • 80/400 : 1,5 mm
  • 80/600 : 2 mm
  • 200/2000 : 3 mm

Grossissement généralement impossible à utiliser dans des conditions habituelles de turbulence. Ce dernier permet cependant de collimater le télescope le plus finement sur le ciel ou de préférence sur une étoile artificielle. Très peu de nuits permettent l'utilisation de ces grossissements, peu d'optiques/oculaires également...

Une autre formule permet de déterminer le grossissement "maximum utilisable" : 2,5 * D
avec D = diamètre de l'objectif du télescope en mm. Cela donne 500x sur le C8, ce qui correspond à un oculaire de 4mm de focale.

Maintenant que nous avons déterminé quelles focales nous intéressent. Il faut savoir que ces valeurs de focales sont "indicatives" et peuvent être retouchées à quelque chose près selon les oculaires existant, Par exemple si vous avez calculé que vous voudriez un oculaire de 20mm mais que seuls des oculaires de 22mm sont disponibles, pas de panique le résultat sera très proche.

Quel champ apparent ?

Les oculaires du marché offrent des champs apparents très différents, selon leurs formules optiques.

Pour simplifier on peut dire :

  • plus un oculaire est "simple", moins il y a de lentilles, plus le champ est petit.
  • plus un oculaire est "complexe", plus il y a de lentilles, plus le champ est grand.

Ce n'est pas vrai dans tous les cas, puisqu'on trouve des oculaires grand champ à très petit prix tels certains oculaires chinois. La qualité d'image s'en ressent, surtout aux bords de l'image, mais certains oculaires s'en sortent assez bien, sans bien sur égaler toutefois les ténors de cette catégorie (Nagler, Panoptic...)

  • Monstrueux (› 90°) : actuellement sur le marché il n'existe que la gamme Televue Ethos avec 100°.
  • Très Grand champ (› 70°) : les plus connus sont les Televue Nagler avec 82° de champ apparent.
  • Grand champ (› 60°) : les Televue Panoptic, avec 68° sont là aussi des références.
  • Champ moyen (› 50°) : généralement type Plössl, existent dans de très nombreuses marques et variantes.
  • Champ réduit (‹ <=50°) : de types Orthoscopiques, RKE ou monocentriques il dépassent rarement 45° de champ.

La notion de champ x focale Caf

Choisir un oculaire en fonction de son champ apparent ou de sa focale est délicat. Il faut choisir en fonction de la valeur champ x focale que j'appelle "CAf" (si quelqu'un a un nom à me donner ???), puis de la focale, selon le type d'objet à observer.

Cette mesure est très intéressante et consiste à multiplier la focale d'un oculaire par la valeur de son champ apparent. Par exemple sur un oculaire type Plössl de 10mm avec 52° de champ, cette valeur est de 520.

Intéressante car elle donne une mesure comparative fiable entre les oculaires pour déterminer quel oculaire offre le plus grand champ apparent sur un même instrument. Un bon moyen de classer les oculaires est de les classer selon cette valeur et non pas par focale :

Voici quelques exemples classés par focale :

  • Oculaire Plössl 42mm - 52° : CAf = 2184
  • Oculaire Televue Nagler 31mm - 82° : CAf = 2542
  • Oculaire Plössl 30mm - 52° : CAf = 1560
  • Oculaire Televue Panoptic 24mm - 68° : CAf = 1632
  • Oculaire UO HD Ortho 18mm - 45° : Caf = 810
  • Oculaire Televue Ethos 17mm - 100° : Caf = 1700
  • Oculaire SW 15mm - 66° : Caf = 990
  • Oculaire Nagler 9mm 82° : Caf = 738

Les mêmes classés par CAf :

  • Oculaire Televue Nagler 31mm - 82° : Caf = 2542
  • Oculaire Plössl 42mm - 52° : Caf = 2184
  • Oculaire Televue Ethos 17mm - 100° : Caf = 1700
  • Oculaire Televue Panoptic 24mm - 68° : Caf = 1632
  • Oculaire Plössl 30mm - 52° : Caf = 1560
  • Oculaire SW 15mm - 66° : Caf = 990
  • Oculaire UO HD Ortho 18mm - 45° : Caf = 810
  • Oculaire Nagler 9mm 82° : Caf = 738

On constate immédiatement qu'un oculaire de focale inférieure à un autre peut offrir un champ plus important que ce dernier ! exemple : le nagler 31mm offre beaucoup plus de champ réel sur le ciel qu'un Plössl de 42mm, et ce, quelque soit l'instrument servant à comparer ces deux oculaires !!!

Alors ! Comment savoir quels oculaires acheter ?

Pour choisir le bon oculaire, il faut :
(Avec un cas concrêt : un C8 Celestron : D=200, F=2000 environ)

  • Déterminer le champ réel qu'on souhaite voir, selon la taille des objets observés (exemple 0,5°, environ le diamêtre de la lune)
  • Avec la focale de votre instrument, en déduire la mesure Caf la plus adéquate : Caf = Cr x F = 0,5 x 2000 = 1000
  • Pour observer le ciel profond, privilégier la mesure Caf la plus grande possible pour avoir un champ sur le ciel le plus grand possible puis à CAf identique ou proche, choisir systématiquement la focale la plus faible possible pour augmenter le grossissement et diminuer la luminosité du fond de ciel. Dans notre exemple, le SW 15mm est le plus adapté !

Je n'ai pas encore abordé la question de la qualité de l'oculaire, du piqué d'image, etc...

Tout cela est question de gout et de moyens !

Certains voudront toujours privilégier le champ apparent dans l'oculaire afin d'éviter d'avoir l'impression de regarder au travers d'un "trou de serrure". On pourra aussi préférer le contraste et le piqué d'image au champ apparent, avec des oculaires plus "simples" type orthoscopiques...

  • La première chose à faire donc, est de déterminer quelle gamme de grossissements on souhaite obtenir. Comme nous l'avons vu plus haut, cela se détermine facilement en fonction de l'ouverture du télescope.
  • Ensuite il faut déterminer quelle sera la destination de chaque oculaire :
    - faibles grossissements pour chercher les objets, observer les amas ouverts
    - grossissements moyens pour détailler les nébuleuses, les champs d'étoiles et petits amas
    - forts grossissements pour détailler les planètes, séparer des doubles
  • Pour une observation strictement planétaire, privilégiez toujours la qualité d'image, au détriment du champs apparent.
  • Pour observer en priorité le ciel profond, privilégiez le grossissement le plus fort avec un champ "absolu" le plus grand possible.
  • Pour des observations "mixtes", c'est à vous de voir ce que vous préférez !

Les oculaires sur le marché proposent un champ apparent qui va de 30° environ (monocentriques...) à plus de 100° !!
Il est intéressant, dans l'observation du ciel profond, d'avoir le champ apparent le plus grand possible. On aura alors une impression d'immersion dans le ciel, et disparaît l'impression de regarder dans un oculaire mais on "plonge" littéralement dans le ciel ! Certaines images renvoyées par des oculaires grand champs laissent rêveur pour une vie entière, comme le mythique Nagler 31 mm (un petit monstre qui pese à lui seul le poids d'une petite lunette)...

Corriger l'image avant de mettre un oculaire ?

Ce qui fait la qualité de certains oculaires "haut de gamme" est le fait qu'ils corrigent les aberrations optiques issues de l'instrument, telles que par exemple la COMA des télescopes de Newton. Pour être assuré d'obtenir une image la plus dénuée de COMA possible, nous recommandons systématiquement l'utilisation d'un correcteur de COMA avant l'oculaire pour tous les possesseurs de télescopes de Newton. Dans cette gamme d'accessoires, un modèle nous semble particulièrement intéressant pour l'observation visuelle, le correcteur de coma Kepler. Il a l'avantage d'être muni d'un porte-oculaires, ce qui le rend utilisable en visuel, et muni d'un filetage M48 pour une utilisation photographique dans un second temps ! Cet accessoire dispose d'un excellent rapport qualité/prix et nous apparait indispensable dés lors qu'on observera avec un télescope de Newton.

Notre sélection !

Les oculaires "grand champ" : le problème de ces oculaires est le grand nombre de lentilles qui le composent : on aura tendance a avoir une perte de contrast et de piqué et parfois des abérations chromatiques importantes sur les bords de l'image. Nous proposons la gamme d'oculaires grand champ SkyWatcher UW 80° dont le 30mm par exemple, est un excellent choix pour qui veut s'adonner au très grand champ à moindre coût. La série des oculaires SkyWatcher Sky Panorama est un exemple de bon rapport qualité/prix. Avec un champ plus raisonnable de 70°, les oculaires Kepler SuperView offrent une qualité intéressante, un tout petit prix et bien qu'apparaissant comme "bas de gamme", ils offrent une image régulièrement plus belle que les oculaires livrés de série avec les instruments.

La gamme des oculaires TS Optics NED est une nouvelle gamme d'oculaires dotés de lentilles en verre ED qui permettent d'obtenir une très belle image dénuée de chromatisme, avec un champ de 60°, en offrant un prix raisonnable et un très bon confort oculaire.

Dans la gamme des oculaires standard (champ "normal") à prix raisonnable il est plus facile de trouver des oculaires de qualité. Effectivement, plus un oculaire est "simple" (faible nombre de lentilles) plus il est facile à fabriquer et il devient possible de le trouver pour un faible prix. La gamme des oculaires SkyWatcher Plossl WA 58° par exemple offre de nombreuses focales et un excellent rapport qualité/prix avec une finition impeccable, un bord de champ bien défini, un champ apparent de 58° qui fleure bon le grand champ et un piqué/contraste étonnants pour cette gamme de prix.

Les oculaires réputés comme ayant le meilleur contrast / piqué d'image sont les Astrophysics Supermonocentriques mais ils sont très très difficiles à acheter (production limitée) et ont un prix à la mesure de leur qualité (environ 300 euros). Leur champ apparent inférieur à 50° ne retiendra pas l'attention des afficionados de grand champs, mais regarder une fois dans un tel oculaire dégoute de beaucoup d'autres modèles...
Vous aurez aussi la possibilité de choisir le grand champ avec de la qualité et du piqué mais généralement pour un prix très élevé (Télévue Nagler par exemple)

Attention toutefois à ne pas devenir "junkee" du grand champs, c'est un virus qu'on ne perd plus une fois qu'on l'a attrapé !!! :-)

Quid des oculaires zoom ?

En dehors de quelques rares modèles "efficaces" vous aurez généralement peu de champs apparent, voire très peu, surtout au plus faible grossissement offert par le zoom, et dans de nombreux cas une image à chaque focale, qui ne vaudra pas les oculaires de focales équivalentes.
Un oculaire, le zoom Nagler 6-3 (et son petit frère le Nagler 4-2 d'ailleurs) s'en sort plutôt bien, mais contrairement à ce que son nom laisse penser, son champs apparent, bien que constant sur toute la plage de grossissements, n'est que de 50°. Il offre néanmoins un contraste et un piqué tout à fait remarquables.

Pour finir, il est toujours possible d'utiliser une lentille de barlow avec ses oculaires. L'intéret de la barlow est d'autoriser de forts grossissements en gardant un bon confort oculaire. On peut alors profiter d'un plus grand nombre de grossissements mais au détriment (généralement) de la qualité d'image. Autrement, il faut investir dans les modèles haut de gamme. Chez Télévue (encore et toujours) on trouve également des "Powermate" dont les qualités sont reconnues par tous.

Cela étant, peu de couples oculaire/barlow pourront se targuer de donner une image équivalente à ce qu'obtient un oculaire de focale équivalente sans barlow et de bonne qualité...

En attendant, j'espère que ces infos vous seront utiles, bon ciel !

Calculatrice pour oculaires

Instrument :
Rapport F/D (f) :
Diamêtre instrument (pouce) :

Grossissement maximum théorique : x

Focales Oculaires (mm) :
Grossissement : x x x x x
Barlow 2x : x x x x x
Barlow 2,5x : x x x x x