Ciel, tout est à l’envers !

Vous venez d’essayer votre premier télescope et vous voyez tout à l’envers ? C’est normal ! Et en général pas trop gênant… sauf si on utilise une carte. Voici les cas qui peuvent se présenter.

C’est souvent la première réaction du néophyte qui observe la Lune pour la première fois dans un instrument d’astronomie : « elle est à l’envers ! ». L’observateur confirmé lui répond en général : « Ah oui c’est vrai, mais on s’en fiche, dans l’espace il n’y a ni haut ni bas ! ». C’est qu’il s’est habitué à ce phénomène d’inversion propre à beaucoup d’instruments d’optique. Il n’y prête même plus attention car il cherche avant tout le plaisir de l’observation – et il considère que la Lune et les étoiles sont aussi belles à l’envers qu’à l’endroit ! Malgré tout, la question de l’inversion des images ne peut pas être complètement escamotée, notamment dans le cas de l’observation terrestre ou lorsqu’on utilise une carte du ciel ou de la Lune.

Le cas des observations terrestres

Sur terre, nous apprécions que le haut soit en haut, le bas en bas. Et s’il s’agit de lire une indication, nous ne voulons pas qu’une inversion droite-gauche nous complique la tâche comme lorsque nous essayons de lire un texte dans un miroir ! Or, la plupart des dispositifs optiques provoquent un phénomène de retournement et/ou un phénomène de symétrie (pour comprendre pourquoi, voir notre encadré plus bas).

On préfère donc utiliser un instrument spécialement conçu pour ne pas inverser les images : des jumelles ou une longue-vue. Ces instruments d’optiques intègrent des prismes qui redressent les images afin qu’elles soient orientées correctement.

Un instrument d’astronomie, lui, est en général dépourvu de système de redressement car on estime qu’une inversion d’orientation n’est pas gênante. Si l’on souhaite néanmoins utiliser une lunette astronomique comme une longue-vue pour faire des observations terrestres, on peut ajouter un redresseur terrestre, accessoire qui s’intercale entre l’instrument et l’oculaire. Certaines lunettes sont fournies avec un renvoi coudé assurant également la fonction de redressement, ce qui évite d’ajouter un accessoire supplémentaire.

À chaque instrument son inversion

Lunettes et télescopes ne fonctionnant pas de la même façon (voir notre dossier instruments), plusieurs cas d’inversion peuvent se présenter :

• Télescope classique (de type Newton) : nous avons une inversion droite/gauche combinée à une inversion haut/bas. Ce qui équivaut à un retournement de 180° (*)
• Lunette astronomique ou télescope compact (de type Schmidt-Cassegrain ou Maksutov-Cassegrain) : utilisés avec un renvoi coudé classique, ces instruments produisent une inversion droite/gauche (effet « miroir ») (**)

(*) le retournement de l’image n’est pas toujours réellement de 180°, la perception du phénomène dépend de l’orientation du porte-oculaire et de la position de l’observateur par rapport au tube optique.

(**) on suppose ici que le renvoi coudé est en position normale (verticale). Si on fait pivoter le renvoi coudé jusqu’à une position horizontale, on obtient plutôt une inversion haut/bas. Si on enlève le renvoi coudé, on se retrouve dans la même situation que dans le cas du télescope de Newton : un retournement de 180°.

Comment utiliser une carte quand l’image est à l’envers ?

Quand on veut utiliser une carte détaillée du ciel pour naviguer parmi les étoiles avec son instrument, ou une carte de la Lune pour identifier les cratères observés, la vision inversée rend parfois un peu difficile le rapprochement entre ce que l’on observe et ce que l’on voit sur la carte.

Dans le cas d’un télescope classique, la situation n’est pas trop compliquée : puisque l’image observée subit un retournement de 180°, l’astuce consiste à orienter la carte à l’envers. Il y a juste le petit inconvénient d’avoir les légendes de la carte écrites à l’envers.

Dans le cas d’une lunette astronomique ou d’un télescope compact utilisés avec un renvoi coudé classique, l’effet « miroir » est plus gênant : il oblige à une gymnastique intellectuelle pour se repérer sur la carte. Si l’on veut éviter cette gymnastique, une astuce consiste à lire sa carte par transparence à travers le papier ou à utiliser un miroir. Sinon, certains logiciels de cartographie disposent d’options de retournement d’image.

Spécial Lune
La Carte de la Lune Stelvision (parution le 23 mai 2019) a été conçue pour aider l’observateur à reconnaître les cratères et autres curiosités lunaires dans toutes les situations : à l’œil nu, aux jumelles, au télescope, à la lunette astronomique. Car en plus d’une carte classique adaptée à l’observation à l’œil nu ou aux jumelles (ou avec une lunette munie d’un redresseur), une astucieuse fiche réversible offre deux variantes : une variante inversée droite/gauche et une variante inversée droite/gauche-haut/bas.

Pourquoi voit-on à l’envers dans un instruments d’optique ?
Pour comprendre le phénomène de retournement d’image dans les instruments d’optique, considérons le plus élémentaire d’entre eux : le sténopé, un simple trou dans lequel passe la lumière. Les rayons lumineux qui viennent du haut vont vers le bas tandis que ceux qui viennent du bas partent vers le haut. De même pour la droite et la gauche, et nous obtenons un retournement à 180°. Une lentille de lunette ou un miroir de télescope peut être assimilé à une combinaison d’une multitude de sténopés (voir à ce sujet l’excellente page de Serge Bertorello sur la formation des images).
Pour comprendre l’effet « miroir » qui réalise une inversion droite-gauche : nous vous invitons à faire des expériences dans votre salle de bain : l’image de notre main droite est bien à droite, mais nous la percevons comme provenant de derrière le miroir comme si un double de nous-même était derrière le miroir. Ce double nous fait face, et sa main gauche n’est autre que le reflet de notre main droite !
Chaque fois qu’un instrument met en œuvre un miroir, on est confronté à cet effet d’inversion droite-gauche. Quand il y a deux miroirs, leurs effets combinés s’annulent ! Quand il y a trois miroirs, on retrouve l’effet d’inversion. C’est pourquoi les télescopes, qui incluent en général deux miroirs, réalisent un retournement à 180° exactement comme un sténopé ou une lunette utilisée sans renvoi coudé : il n’y pas d’effet « miroir ». C’est l’ajout du renvoi coudé, dans le cas de la lunette astronomique ou du télescope compact, qui crée l’effet miroir. Cet accessoire, qui sert à rendre la position d’observation plus confortable, est en effet basé sur un miroir (ou sur un prisme à réflexion). Seuls certains modèles particuliers évitent ce phénomène d’inversion qui peut dérouter le débutant (c’est le cas par exemple de la lunette STELESCOPE 70 qui est équipée d’un renvoi coudé à prisme d’Amici).