EDP Sciences 1775845835 20260410 fre

laboutique.edpsciences.fr-002986 03 01 01 002986 03 9782759839315 15 9782759839315 00 BA 02 160 mm 01 240 mm 10 01 02 Hors Collection - 01 01 Guide de l’observation solaire avec un spectrohéliographe Explorer le Soleil invisible avec Sol’Ex 1 A01 01 A2422 Christian Buil Buil, Christian Christian Buil Christian Buil est expert sénior en instrumentation optique au CNES, pionnier des caméras CCD pour les astronomes amateurs. 2 A01 01 A2423 Valérie Desnoux Desnoux, Valérie Valérie Desnoux Valérie Desnoux est manager R&D chez GE HealthCare, spécialiste des applications d’analyse spectrale. 01 fre 00 350 03 01 24 Izibook:Subject Astronomie 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Astronomie| 20 Observation;astronomie;soleil;spectrohéliographie;spectrométrie;héliographie 10 2011 SCI004000 29 CLIL3066 01 520 01 05 03 00 <blockquote>Le Soleil, étoile proche et dynamique, offre une richesse d’observations accessibles grâce à des techniques adaptées. Cet ouvrage présente la spectrohéliographie, une méthode désormais à la portée des amateurs, pour étudier notre étoile en détail. Avec Sol’Ex, le Solar Explorer, un instrument compact et léger conçu par les auteurs, transformez une simple lunette astronomique en un outil d’observation puissant. Observez un Soleil vivant : ses taches, ses éruptions, ses protubérances spectaculaires, son magnétisme, son atmosphère d’hélium, et même sa couronne, désormais visibles en dehors des éclipses. Plus qu’un guide pratique, ce livre vous révèle les principes des spectrohéliographes et de la spectroscopie, illustrés par des exemples concrets et des schémas clairs. Les auteurs vous accompagnent dans un parcours pédagogique complet, accessible aux débutants comme aux étudiants. Les auteurs partagent ici leur expertise. Leur démarche, à la fois précise et accessible, vous donne les clés pour observer, comprendre et interpréter le Soleil sous un jour nouveau : une aventure scientifique et visuelle à la portée de tous !</blockquote> 02 00 Ce livre vous révèle les principes des spectrohéliographes et de la spectroscopie, illustrés par des exemples concrets et des schémas clairs ; il explique comment utiliser Sol’Ex, un outil d’observation puissant. 04 00 1 Introduction 12 Le Soleil 52.1 Le Soleil est une étoile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Une boule de gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 L’anatomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.4 La photosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.5 La chromosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.6 La couronne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Du spectre à l’image du Soleil 193.1 Le Soleil dévoilé par son spectre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.1.1 Un peu d’histoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.1.2 Longueur d’onde et énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.1.3 L’origine des raies spectrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.1.4 Le spectre continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.1.5 Le spectre de raies en absorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.1.6 Le spectre d’émission de la chromosphère . . . . . . . . . . . . . 273.2 Du spectre à l’image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.2.1 Le principe du spectrohéliographe . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.2.2 L’exploitation du spectrohéliographe . . . . . . . . . . . . . . . 313.2.3 Quel spectrohéliographe ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.2.4 Que trouve-t-on à l’intérieur et à l’extérieur ? . . . . . . . . . . . 323.2.5 L’utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.3 Les performances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.3.1 La résolution spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.3.2 La résolution angulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.3.3 En synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.4 De l’utilité de la performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.4.1 L’effet Doppler-Fizeau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.4.2 L’effet Zeeman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 Un instrument d’optique 554.1 Optique géométrique et physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.1.1 Retour sur la nature de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.1.2 L’optique géométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.1.3 L’optique physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.2 Où et comment transporter une image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604.3 Combinaisons optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624.4 Sol’Ex : un schéma optique classique et éprouvé . . . . . . . . . . . . . 644.5 La fente d’entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664.5.1 La technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664.5.2 L’impact sur la résolution spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . 694.6 Les objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714.6.1 L’objectif collimateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714.6.2 L’objectif de caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734.7 Le réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.7.1 Rappel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.7.2 Angles d’incidence et de diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . 754.8 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.9 La résolution spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804.9.1 De l’importance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804.9.2 La théorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804.9.3 La pratique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824.10 La résolution angulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884.10.1 La résolution angulaire suivant l’axe temporel . . . . . . . . . . 884.10.2 La résolution angulaire suivant l’axe transverse . . . . . . . . . 924.11 Le champ image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924.11.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924.11.2 Les limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934.11.3 Le calcul du champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 955 L’assemblage 975.1 Le fait soi-même . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 985.2 L’ensemble mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1005.3 L’ensemble optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1015.4 Les accessoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035.5 Le montage de l’objectif collimateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1045.6 Le montage de la fente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065.7 Le montage de l’objectif de caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095.8 Le montage de la caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095.9 Le montage du réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1105.10 Le montage de l’index des longueurs d’onde . . . . . . . . . . . . . . . 1126 Le réglage 1136.1 Fabriquez une petite lunette d’observation . . . . . . . . . . . . . . . . 1136.2 Le réglage grossier du système collimateur . . . . . . . . . . . . . . . . 1166.3 Identification et centrage de la raie H. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1186.4 Le réglage fin du système collimateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216.4.1 Le but . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216.4.2 L’astigmatisme du réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1226.4.3 Fabriquer un bord de plage artificiel . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.4.4 La mise en oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247 Le matériel d’observation 1297.1 La lunette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1307.1.1 La distance focale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1307.1.2 Le rapport « focale sur diamètre » . . . . . . . . . . . . . . . . . 1337.1.3 Lunette ou télescope ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1367.1.4 L’interface avec le spectrohéliographe . . . . . . . . . . . . . . . 1397.1.5 Le porte-oculaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1407.1.6 L’optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1417.1.7 Quelques exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1447.2 La monture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1517.2.1 Rappel sur le mode opératoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1517.2.2 Le choix de la monture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1537.2.3 La régularité du balayage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1547.3 De l’importance d’atténuation du flux solaire . . . . . . . . . . . . . . . 1567.3.1 L’utilisation d’un filtre neutre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627.3.2 L’utilisation d’un hélioscope de Herschel . . . . . . . . . . . . . 1657.3.3 L’utilisation d’un filtre ERF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1687.4 La caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1727.4.1 Le choix du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1727.4.2 Caméra couleur ou monochrome? . . . . . . . . . . . . . . . . . 1737.4.3 Un capteur type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1747.4.4 Augmenter le gain de la caméra : une fausse bonne idée ? . . . . 1757.4.5 La dynamique des images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1787.4.6 Gain et dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1797.4.7 De l’importance du bruit de lecture . . . . . . . . . . . . . . . . 1808.1 Rappel sur le mode opératoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1818.2 La prise en main du logiciel d’acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . 1828.3 Le pointage du Soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.4 La mise en station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.5 La focalisation de la lunette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1898.6 L’orientation du spectrohéliographe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1908.7 Le centrage fin du Soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1928.8 Le centrage de la raie H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1948.9 L’orientation de l’axe spectral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1958.10 La focalisation du spectre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1968.11 Le centrage du spectre suivant l’axe spatial . . . . . . . . . . . . . . . . 1978.12 La focalisation fine de l’image du Soleil sur la fente . . . . . . . . . . . 1988.13 Le choix de la largeur de fente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2008.14 Le temps d’exposition et la vitesse de balayage . . . . . . . . . . . . . . 2018.15 Le réglage du logiciel d’acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2048.16 La première image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2068.17 Les contrôles et ajustements de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2078.18 Le binning et la taille des fichiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2098.19 Retour sur l’astigmatisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2118.20 Savoir vivre avec la turbulence atmosphérique . . . . . . . . . . . . . . 2138.21 Changer la longueur d’onde de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2169 INTI et INTI Partner 2179.1 L’utilisation d’INTI en un clic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2189.2 L’état des lieux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2209.3 L’obtention de l’image monochromatique . . . . . . . . . . . . . . . . . 2229.3.1 La modélisation de la fente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2229.3.2 La construction de l’image monochromatique . . . . . . . . . . 2239.4 La correction du transversalium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2259.5 La correction du tilt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2289.6 La correction de l’ovalisation (facteur SY/SX) . . . . . . . . . . . . . . 2309.7 La visualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2319.8 La réduction du bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2329.9 Convention d’orientation du disque solaire . . . . . . . . . . . . . . . . 2339.10 Le post-traitement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2369.11 L’assemblage d’images partielles du disque . . . . . . . . . . . . . . . . 2439.12 L’analyse des fichiers SER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2449.13 Se retrouver dans le spectre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24410 Les applications 24710.1 L’observation multispectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24710.1.1 Les raies de l’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24910.1.2 Les raies H et K du calcium ionisé . . . . . . . . . . . . . . . . . 25410.1.3 Le triplet du magnésium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26010.1.4 La raie D3 de l’hélium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26110.1.5 La raie infrarouge de l’hélium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26610.2 L’imagerie Doppler-Fizeau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26910.2.1 Objet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26910.2.2 Retour sur la raie rouge de l’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . 27010.2.3 Mouvements dans la chromosphère . . . . . . . . . . . . . . . . 27110.2.4 Interprétation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27310.2.5 La visualisation du champ de vitesse Doppler-Fizeau . . . . . . 27510.2.6 Le dopplergramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27710.2.7 L’imagerie Doppler en couleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28010.2.8 Le choix de la direction de balayage . . . . . . . . . . . . . . . . 28510.3 La couronne révélée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29010.3.1 La couronne « E » et les raies coronales . . . . . . . . . . . . . . 29010.3.2 L’utilisation d’un pré-filtre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29110.3.3 La localisation de la raie Fe XIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29310.3.4 Extraction de l’image de la couronne . . . . . . . . . . . . . . . . 29510.3.5 Méthode d’observation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29610.3.6 Résultat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29710.3.7 La raie coronale Fe X (6 375 Å) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30110.4 L’image magnétique du Soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30210.4.1 L’exploitation de l’effet Zeeman . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30310.4.2 Transformer Sol’Ex en spectropolarimètre . . . . . . . . . . . . . 30610.4.3 Réalisation pratique d’un analyseur de polarisation . . . . . . . 31010.4.4 L’orientation des filtres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31210.4.5 L’exploitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314Annexe 1 – Le mode SunScan 321Annexe 2 – Éléments de calcul 331A2.1 La technologie des réseaux de diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . 331A2.2 Ordres d’interférence et recouvrement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333A2.3 La formule du réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334A2.4 Le pouvoir dispersif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334A2.5 La résolution spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1541/9782759839322/guide-de-l-observation-solaire-avec-un-spectroheliographe 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/506/original/9782759839315-SolEx_couv-sofedis.jpg 17 14 20251222T120719+0100 15 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/566/original/9782759839315-SolEx_thumbnail.jpg 17 14 20260302T150858+0100 01 P1 EDP Sciences 01 01 P1 EDP Sciences 17 avenue du Hoggar - PA de Courtaboeuf - 91944 Les Ulis cedex A http://publications.edpsciences.org/ 04 11 00 20260319 01 00 20260319 19 00 20260319 2026 06 3052868830012 01 WORLD 27 03 9782759839322 15 9782759839322 WORLD 08 EDP Sciences 04 01 00 20260319 03 01 D1 EDP Sciences 21 04 05 01 02 1 00 47.00 01 5.50 2.45 EUR laboutique.edpsciences.fr-R002812 03 01 01 R002812 00 ED E107 00 01 01 Guide de l’observation solaire avec un spectrohéliographe Explorer le Soleil invisible avec Sol’Ex 01 fre 08 352 03 22 26336708 17 01 P1 EDP Sciences 01 01 P1 EDP Sciences 17 avenue du Hoggar - PA de Courtaboeuf - 91944 Les Ulis cedex A http://publications.edpsciences.org/ 11 00 20260319 02 01 002987 03 9782759839322 15 9782759839322 03 01 D1 EDP Sciences 45 03 laboutique.edpsciences.fr-002987 03 01 01 002987 03 9782759839322 15 9782759839322 10 EA E107 10 00 01 R002812 ED E107 1 10 01 02 Hors Collection - 01 01 Guide de l’observation solaire avec un spectrohéliographe Explorer le Soleil invisible avec Sol’Ex 1 A01 01 A2422 Christian Buil Buil, Christian Christian Buil Christian Buil est expert sénior en instrumentation optique au CNES, pionnier des caméras CCD pour les astronomes amateurs. 2 A01 01 A2423 Valérie Desnoux Desnoux, Valérie Valérie Desnoux Valérie Desnoux est manager R&D chez GE HealthCare, spécialiste des applications d’analyse spectrale. 01 fre 08 350 03 01 24 Izibook:Subject Astronomie 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Astronomie| 20 Observation;astronomie;soleil;spectrohéliographie;spectrométrie;héliographie 10 2011 SCI004000 29 CLIL3066 01 520 01 05 03 00 <blockquote>Le Soleil, étoile proche et dynamique, offre une richesse d’observations accessibles grâce à des techniques adaptées. Cet ouvrage présente la spectrohéliographie, une méthode désormais à la portée des amateurs, pour étudier notre étoile en détail. Avec Sol’Ex, le Solar Explorer, un instrument compact et léger conçu par les auteurs, transformez une simple lunette astronomique en un outil d’observation puissant. Observez un Soleil vivant : ses taches, ses éruptions, ses protubérances spectaculaires, son magnétisme, son atmosphère d’hélium, et même sa couronne, désormais visibles en dehors des éclipses. Plus qu’un guide pratique, ce livre vous révèle les principes des spectrohéliographes et de la spectroscopie, illustrés par des exemples concrets et des schémas clairs. Les auteurs vous accompagnent dans un parcours pédagogique complet, accessible aux débutants comme aux étudiants. Les auteurs partagent ici leur expertise. Leur démarche, à la fois précise et accessible, vous donne les clés pour observer, comprendre et interpréter le Soleil sous un jour nouveau : une aventure scientifique et visuelle à la portée de tous !</blockquote> 02 00 Ce livre vous révèle les principes des spectrohéliographes et de la spectroscopie, illustrés par des exemples concrets et des schémas clairs ; il explique comment utiliser Sol’Ex, un outil d’observation puissant. 04 00 1 Introduction 12 Le Soleil 52.1 Le Soleil est une étoile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Une boule de gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 L’anatomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.4 La photosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.5 La chromosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.6 La couronne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Du spectre à l’image du Soleil 193.1 Le Soleil dévoilé par son spectre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.1.1 Un peu d’histoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.1.2 Longueur d’onde et énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.1.3 L’origine des raies spectrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.1.4 Le spectre continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.1.5 Le spectre de raies en absorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.1.6 Le spectre d’émission de la chromosphère . . . . . . . . . . . . . 273.2 Du spectre à l’image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.2.1 Le principe du spectrohéliographe . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.2.2 L’exploitation du spectrohéliographe . . . . . . . . . . . . . . . 313.2.3 Quel spectrohéliographe ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.2.4 Que trouve-t-on à l’intérieur et à l’extérieur ? . . . . . . . . . . . 323.2.5 L’utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.3 Les performances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.3.1 La résolution spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.3.2 La résolution angulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.3.3 En synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.4 De l’utilité de la performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.4.1 L’effet Doppler-Fizeau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.4.2 L’effet Zeeman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 Un instrument d’optique 554.1 Optique géométrique et physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.1.1 Retour sur la nature de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.1.2 L’optique géométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.1.3 L’optique physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.2 Où et comment transporter une image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604.3 Combinaisons optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624.4 Sol’Ex : un schéma optique classique et éprouvé . . . . . . . . . . . . . 644.5 La fente d’entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664.5.1 La technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664.5.2 L’impact sur la résolution spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . 694.6 Les objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714.6.1 L’objectif collimateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714.6.2 L’objectif de caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734.7 Le réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.7.1 Rappel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.7.2 Angles d’incidence et de diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . 754.8 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.9 La résolution spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804.9.1 De l’importance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804.9.2 La théorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804.9.3 La pratique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824.10 La résolution angulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884.10.1 La résolution angulaire suivant l’axe temporel . . . . . . . . . . 884.10.2 La résolution angulaire suivant l’axe transverse . . . . . . . . . 924.11 Le champ image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924.11.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924.11.2 Les limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934.11.3 Le calcul du champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 955 L’assemblage 975.1 Le fait soi-même . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 985.2 L’ensemble mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1005.3 L’ensemble optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1015.4 Les accessoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035.5 Le montage de l’objectif collimateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1045.6 Le montage de la fente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065.7 Le montage de l’objectif de caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095.8 Le montage de la caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095.9 Le montage du réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1105.10 Le montage de l’index des longueurs d’onde . . . . . . . . . . . . . . . 1126 Le réglage 1136.1 Fabriquez une petite lunette d’observation . . . . . . . . . . . . . . . . 1136.2 Le réglage grossier du système collimateur . . . . . . . . . . . . . . . . 1166.3 Identification et centrage de la raie H. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1186.4 Le réglage fin du système collimateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216.4.1 Le but . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216.4.2 L’astigmatisme du réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1226.4.3 Fabriquer un bord de plage artificiel . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.4.4 La mise en oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247 Le matériel d’observation 1297.1 La lunette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1307.1.1 La distance focale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1307.1.2 Le rapport « focale sur diamètre » . . . . . . . . . . . . . . . . . 1337.1.3 Lunette ou télescope ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1367.1.4 L’interface avec le spectrohéliographe . . . . . . . . . . . . . . . 1397.1.5 Le porte-oculaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1407.1.6 L’optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1417.1.7 Quelques exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1447.2 La monture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1517.2.1 Rappel sur le mode opératoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1517.2.2 Le choix de la monture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1537.2.3 La régularité du balayage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1547.3 De l’importance d’atténuation du flux solaire . . . . . . . . . . . . . . . 1567.3.1 L’utilisation d’un filtre neutre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627.3.2 L’utilisation d’un hélioscope de Herschel . . . . . . . . . . . . . 1657.3.3 L’utilisation d’un filtre ERF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1687.4 La caméra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1727.4.1 Le choix du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1727.4.2 Caméra couleur ou monochrome? . . . . . . . . . . . . . . . . . 1737.4.3 Un capteur type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1747.4.4 Augmenter le gain de la caméra : une fausse bonne idée ? . . . . 1757.4.5 La dynamique des images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1787.4.6 Gain et dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1797.4.7 De l’importance du bruit de lecture . . . . . . . . . . . . . . . . 1808.1 Rappel sur le mode opératoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1818.2 La prise en main du logiciel d’acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . 1828.3 Le pointage du Soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.4 La mise en station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.5 La focalisation de la lunette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1898.6 L’orientation du spectrohéliographe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1908.7 Le centrage fin du Soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1928.8 Le centrage de la raie H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1948.9 L’orientation de l’axe spectral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1958.10 La focalisation du spectre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1968.11 Le centrage du spectre suivant l’axe spatial . . . . . . . . . . . . . . . . 1978.12 La focalisation fine de l’image du Soleil sur la fente . . . . . . . . . . . 1988.13 Le choix de la largeur de fente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2008.14 Le temps d’exposition et la vitesse de balayage . . . . . . . . . . . . . . 2018.15 Le réglage du logiciel d’acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2048.16 La première image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2068.17 Les contrôles et ajustements de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2078.18 Le binning et la taille des fichiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2098.19 Retour sur l’astigmatisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2118.20 Savoir vivre avec la turbulence atmosphérique . . . . . . . . . . . . . . 2138.21 Changer la longueur d’onde de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2169 INTI et INTI Partner 2179.1 L’utilisation d’INTI en un clic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2189.2 L’état des lieux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2209.3 L’obtention de l’image monochromatique . . . . . . . . . . . . . . . . . 2229.3.1 La modélisation de la fente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2229.3.2 La construction de l’image monochromatique . . . . . . . . . . 2239.4 La correction du transversalium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2259.5 La correction du tilt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2289.6 La correction de l’ovalisation (facteur SY/SX) . . . . . . . . . . . . . . 2309.7 La visualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2319.8 La réduction du bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2329.9 Convention d’orientation du disque solaire . . . . . . . . . . . . . . . . 2339.10 Le post-traitement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2369.11 L’assemblage d’images partielles du disque . . . . . . . . . . . . . . . . 2439.12 L’analyse des fichiers SER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2449.13 Se retrouver dans le spectre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24410 Les applications 24710.1 L’observation multispectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24710.1.1 Les raies de l’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24910.1.2 Les raies H et K du calcium ionisé . . . . . . . . . . . . . . . . . 25410.1.3 Le triplet du magnésium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26010.1.4 La raie D3 de l’hélium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26110.1.5 La raie infrarouge de l’hélium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26610.2 L’imagerie Doppler-Fizeau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26910.2.1 Objet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26910.2.2 Retour sur la raie rouge de l’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . 27010.2.3 Mouvements dans la chromosphère . . . . . . . . . . . . . . . . 27110.2.4 Interprétation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27310.2.5 La visualisation du champ de vitesse Doppler-Fizeau . . . . . . 27510.2.6 Le dopplergramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27710.2.7 L’imagerie Doppler en couleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28010.2.8 Le choix de la direction de balayage . . . . . . . . . . . . . . . . 28510.3 La couronne révélée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29010.3.1 La couronne « E » et les raies coronales . . . . . . . . . . . . . . 29010.3.2 L’utilisation d’un pré-filtre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29110.3.3 La localisation de la raie Fe XIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29310.3.4 Extraction de l’image de la couronne . . . . . . . . . . . . . . . . 29510.3.5 Méthode d’observation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29610.3.6 Résultat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29710.3.7 La raie coronale Fe X (6 375 Å) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30110.4 L’image magnétique du Soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30210.4.1 L’exploitation de l’effet Zeeman . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30310.4.2 Transformer Sol’Ex en spectropolarimètre . . . . . . . . . . . . . 30610.4.3 Réalisation pratique d’un analyseur de polarisation . . . . . . . 31010.4.4 L’orientation des filtres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31210.4.5 L’exploitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314Annexe 1 – Le mode SunScan 321Annexe 2 – Éléments de calcul 331A2.1 La technologie des réseaux de diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . 331A2.2 Ordres d’interférence et recouvrement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333A2.3 La formule du réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334A2.4 Le pouvoir dispersif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334A2.5 La résolution spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1541/9782759839322/guide-de-l-observation-solaire-avec-un-spectroheliographe 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/506/original/9782759839315-SolEx_couv-sofedis.jpg 17 14 20251222T120719+0100 15 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/566/original/9782759839315-SolEx_thumbnail.jpg 17 14 20260302T150858+0100 01 P1 EDP Sciences 01 01 P1 EDP Sciences 17 avenue du Hoggar - PA de Courtaboeuf - 91944 Les Ulis cedex A http://publications.edpsciences.org/ 04 11 00 20260319 01 00 20260319 19 00 20260319 2026 06 3052868830012 01 WORLD 13 03 9782759839315 15 9782759839315 WORLD 08 EDP Sciences 04 01 00 20260319 03 01 D1 EDP Sciences 20 04 05 01 02 1 00 31.99 01 5.50 1.67 EUR 04 06 01 02 1 00 114.99 01 5.50 1.67 EUR 01 04 06 01 02 1 00 125.99 01 5.50 6.57 USD 01