Le Ciel à la Verticale de TAHITI

Le C.C.D. en Astronomie

Le CCD (acronyme pour Charge Coupled Device., en français Dispositif à Transfert de Charges) est un capteur photosensible qui a remplacé, depuis plusieurs années la plaque photographique au foyer des Télescopes. C'est ce même composant que l'on retrouve aujourd'hui dans les appareils photo numériques

CCD et Emulsion photographique.

Par rapport à l'émulsion photographique, le CCD possède en effet de nombreux avantages:

• Très grande sensibilité: alors que dans une émulsion photographique sur une centaine de photons (grains de lumière) incidents, seuls 3 ou 4 vont participer au processus phtochimique qui conduira à la révélation de l'image, dans le CCD c'est entre 40% et 98 % des photons incidents qui vont générer des charges, sous forme d'électrons.
  
  Ainsi, aujourd'hui, un instrument d'un diamètre relativement modeste, obtient des performances, en termes de détectivité, comparables à celles de très grands télescopes il y a une vingtaine d'années, ce qui leur donne accès à une vaste portion de l'univers et à des travaux de niveau professionnel.

• Sensibilité spectrale étendue: le CCD est naturellement sensible jusque dans le proche infra-rouge (longueur d'onde 1.1 µ), alors qu'il est très difficile de réaliser des émulsions sensibles à ces longueurs d'onde.

• Caractéristiques géométriques: le circuit est gravé par les techniques de la microélectronique sur une tranche de Silicium, et a donc des dimensions parfaitement stables.

• Dynamique très étendue: une même image peut facilement contenir des objets dont l'éclat varie dans un rapport de 1 à 30000.

• Linéarité excellente: dans une émulsion photographique, pour de longs temps de poses, la sensibilité de l'émulsion diminue au fur et à mesure que le temps de pose augmente. C'est l'erreur de réciprocité.
  
  Les temps de pose, en astronomie, s'exprimaient en heures, voire même en dizaines d'heures, réparties sur plusieurs nuits; le rendement allait en décroissant. Ce phénomène d'erreur de réciprocité se manifeste d'autant plus vite que le film est plus sensible. Ainsi, pour un film d'une sensibilité de 6400 ASA, il se manifeste à partir de quelques secondes.
  
  Autrement dit, si pour obtenir une densité d'image donnée avec une source donnée on pose 1/100 de seconde, pour obtenir le même résultat avec une source 1000 fois plus, il ne suffira pas, comme l'arithmétique élémentaire pourrait le laisser penser, de poser 1000 fois plus longtemps, c'est-à-dire 10 seondes, mais peut-être 30 ou 40 secondes.
  
  Par opposition, le CCD possède une excellente linéarité: si la source est 10 fois plus lumineuse il y aura exactement 10 fois plus d'électrons générés pour un même temps de pose, et de même, pour une même source, si on pose 10 fois plus longtemps, il y aura aussi 10 fois plus d'électrons générés. Ce point est bien sûr essentiel quand il s'agit de faire des mesures.

Principe de fonctionnement du CCD

Pour tout commentaire ou question contacter Jean-Claude PELLE

Mise à Jour le 21 août 1998

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