• Pollution lumineuse et Sky Quality Meter

     

    Le boitier Sky Quality Meter

    Le Sky Quality Meter dit SQM est un petit boîtier ingénieux qui sert à mesurer la noirceur du ciel grace à un capteur photosensible. Les mesures sont suffisamment précises pour réaliser un classement de noirceur des sites d'où nous pratiquons nos observations.

    http://www.unihedron.com/projects/darksky/



    Après quelques années d'utilisation du SQM, j'ai une meilleure idée de la manière dont on peut classer les résultats obtenus, surtout par rapport au critère de l'observation du ciel profond:

    Moins de 18,00 - Ciel exécrable
    De 18,00 à 19,00 - Très mauvais ciel
    De 19,00 à 19,50 - Mauvais ciel
    De 19,50 à 20,00 - Ciel passable
    De 20,00 à 20,50 - Ciel moyen
    De 20,50 à 21,00 - Bon ciel
    De 21,00 à 21,50 - Très bon ciel
    De 21,50 à 22,00 - Excellent ciel
    Plus de 22,00 - Ciel exceptionnel

    Les résultats obtenus exposés ci-dessous collent bien avec mon impression générale, c'est à dire que si j'avais dû classer mes sites d'observation sans le SQM, je les aurais classés dans le même ordre que mon petit boîtier. Il est intéressant de comparer les valeurs obtenues avec un seul et même appareil, par contre il faut tenir compte d'une marge d'erreur (de +/- 0,2) si l'on veut comparer des mesures effectuées avec plusieurs appareils différents car en comparant plusieurs modèles appartenant à d'autres astronomes amateurs nous nous sommes aperçus qu'il pouvait y avoir de petites variations de sensibilité. Pour ma part je possède un boîtier plutôt pessimiste, dans la frange -0,2.

    Le Sky Quality Meter connaît une autre limite de précision, celle du très beau ciel. En effet, lorsque le ciel est dénué de pollution lumineuse, le SQM est tellement sensible que la luminosité des astres eux mêmes fait baisser la valeur de la mesure. Ce phénomène est particulièrement bien visible lorsqu'on effectue des mesures avec ou sans la présence de la Voie Lactée, de la planète Jupiter, ou de Vénus. C'est pour cette raison que la société Unihedron a décidé de commercialisé un nouveau modèle, le SQM-L, qui intègre une lentille permettant de mesurer la noirceur d'un champ de 20° contre 80° pour les anciens boîtiers. Grace à ce champ réduit, on peut effectuer des mesures en dehors de la bande laiteuse et brillante de la Voie Lactée et donc gagner en fiabilité.
     

     

    Méthode photographique

    Sinon il existe une autre manière de quantifier la noirceur d'un site: Il suffit de faire des photographies du ciel à l'aide d'un objectif de type fish-eye qui permettra de photographier l'intégralité de la voûte céleste en une seule image. En utilisant à chaque fois le même temps de pause et le même réglage de sensibilité vous pourrez comparer la luminosité du ciel de chacun de vos sites d'observation. Voici quelques images réalisées avec ce procédé par Lionel Ruiz pour trois sites d'observation différents (dont vous trouverez les valeurs SQM dans le tableau ci-dessus). Le résultat est édifiant!


    Le site de Pichauris (13) - SQM 20,14 - Voilà un site proche de la ville de Marseille qui souffre d'une pollution lumineuse assez conséquente! La Voie lactée est juste devinée et l'horizon ouest demeure inexploitable car il est noyé dans le halo lumineux de Marseille.


    Lac de Saint-Laurent du Verdon (04) - SQM 21,13 - La Voie Lactée est belle mais il réside beaucoup de pollution lumineuse sur l'ensemble de l'horizon sud.


    Le ciel de l'Hacienda des étoiles au Chili - SQM 21,78 - Le ciel est très étoilé jusqu'à l'horizon, la Voie Lactée est superbe, et on distingue même le pont zodiacal de poussières du système solaire qui s'étend sur le plan de l'écliptique.

     

    Déterminer la noirceur du ciel à partir d'observations visuelles avec l'échelle de John Bortle :

     

    Les descriptifs suivants ont été traduits de l'anglais par le site PGJ

     

    - Niveau 1 : Excellent ciel noir

    La lumière zodiacale, le gegenschein, et la bande zodiacale, sont parfaitement visibles - la lumière zodiacale est impressionnante et la bande zodiacale traverse tout le ciel. Même en vision directe, la galaxie M33 est un objet évident à l’œil nu. La région du Scorpion et du Sagittaire de la Voie lactée projette une ombre diffuse évidente sur le sol. A l’œil nu la magnitude limite oscille entre 7.6 et 8.0 (avec effort); la présence de Jupiter et de Vénus dans le ciel semble dégrader l'adaptation à l'obscurité. Un halo (une très faible lueur naturelle visible jusqu'à 15 degrés de l'horizon) est tout à fait perceptible. Avec un instrument de 32 cm de diamètre, les étoiles de magnitude 17.5 peuvent être détectées avec effort, tandis qu'un instrument de 50 cm utilisé avec un grossissement modéré atteindra la magnitude 19. Si vous observez depuis un champ d'herbes bordé d'arbres, votre télescope, vos compagnons et votre véhicule sont pratiquement invisibles. C'est le paradis de l'observateur !

     

     Le ciel d'hiver sans pollution lumineuse

     

    - Niveau 2 : Ciel noir

    Une lueur peut être faiblement visible le long de l'horizon. M33 est plutôt facile en vision directe. La Voie lactée d'été est fortement structurée à l’œil nu, et ses parties les plus brillantes apparaissent comme marbrées aux jumelles. La lumière zodiacale est encore assez brillante pour projeter de faibles ombres avant l'aurore et après le crépuscule, et sa couleur peut être vue comme distinctement jaunâtre en comparaison au blanc bleuté de la Voie lactée. Tous les nuages dans le ciel sont visibles seulement comme des trouées noires ou des vides sur le fond étoilé. Vous ne pouvez voir votre télescope et le paysage que vaguement, excepté à l'endroit où ils se détachent sur le fond du ciel. Plusieurs amas globulaires du catalogue Messier sont des objets distincts à l’œil nu. La magnitude limite à l’œil nu est de 7.1 à 7.5, et un télescope de 32 cm atteint la magnitude 16 ou 17.

     

    - Niveau 3 : Ciel rural

    Quelques signes de pollution lumineuse sont visibles le long de l'horizon. Les nuages peuvent apparaître faiblement éclairés dans les parties les plus brillantes du ciel près de l'horizon mais sont sombres au zénith. La Voie lactée apparaît toujours complexe, et les amas globulaires tels que M4, M5, M15, et M22 sont des objets distincts à l’œil nu. M33 est facile à détecter en vision décalée. La lumière zodiacale est impressionnante au printemps et à l'automne (quand elle s'étend à 60° au-dessus de l'horizon après le crépuscule et avant l'aurore), et sa couleur est au moins faiblement perceptible. Votre télescope est vaguement visible à une distance de 7 à 10 mètres. La magnitude limite à l’œil nu est de 6.6 à 7.0, et un réflecteur de 32 cm atteint la magnitude 16.

     

    - Niveau 4 : Transition entre zone rurale et banlieue

    Des dômes de pollution lumineuse apparaissent clairement au-dessus des agglomérations dans plusieurs directions. La lumière zodiacale est clairement visible mais ne dépasse pas 45 degrés au-dessus de l'horizon en début et fin de crépuscule. La Voie lactée reste impressionnante bien au-dessus de l'horizon, mais ne conserve que ses principales structures. M33 est un objet difficile en vision décalée et n'est seulement détectable qu'à une hauteur de plus de 50° au-dessus de l'horizon. Les nuages en direction des sources de pollution lumineuse sont éclairés mais seulement faiblement, et restent noirs au zénith. Vous pouvez distinguer votre télescope assez clairement d'assez loin. La magnitude limite maximum à l’œil nu est de 6.1 à 6.5, et un réflecteur de 32 cm utilisé avec un grossissement modéré révélera des étoiles de magnitude 15.5.

     

    - Niveau 5 : Ciel de banlieue

    Seules quelques traces de lumière zodiacale sont vues aux meilleures nuits du printemps et de l'automne. La Voie lactée est très faible ou invisible près de l'horizon, et apparaît plutôt délavée au zénith. Les sources de lumières sont évidentes dans presque, sinon toutes, les directions. Pratiquement dans tout le ciel, les nuages sont notablement plus clairs que le ciel lui-même. La magnitude limite à l’œil nu est d'environ 5.6 à 6.0 et un réflecteur de 32 cm atteindra environ les magnitudes 14.5 à 15.

     

    - Niveau 6 : Ciel de banlieue lumineuse

    Aucune trace de la lumière zodiacale ne peut être vue, même lors des meilleures nuits. La présence de la Voie lactée n'est apparente que vers le zénith. Le ciel jusqu'à 35° au-dessus de l'horizon émet une lumière d'un blanc grisâtre. Les nuages n'importe où dans le ciel semblent assez lumineux. Vous n'avez aucun problème pour voir les oculaires et les accessoires du télescope sur une table d'observation. M33 est impossible à voir sans jumelles, et M31 est seulement modestement visible à l’œil nu. La magnitude limite est de l'ordre de 5.5, et un télescope de 32 cm utilisé à un grossissement modéré montrera des étoiles de magnitudes 14.0 à 14.5.

     

    - Niveau 7 : Transition entre banlieue et ville

    Le fond de l'ensemble du ciel présente une vague teinte blanche et grisâtre. De fortes sources de lumière sont évidentes dans toutes les directions. La Voie lactée est totalement invisible ou presque. M44 ou M31 peuvent être aperçues à l'oeil nu mais très indistinctement. Les nuages sont fortement éclairés. Même dans un télescope d'ouverture moyenne, les objets les plus brillants du catalogue Messier ne sont que de pâles fantômes d'eux-mêmes. La magnitude limite à l'oeil nu est de 5.0 en forçant, et un réflecteur de 32 cm atteindra à peine la magnitude 14.

     

    - Niveau 8 : Ciel de ville

    Le ciel est gris blanc ou orangé, et on peut lire les titres des journaux sans difficulté. M31 et M44 sont tout juste décelées par un observateur expérimenté lors des nuits claires, et seuls les objets Messier les plus brillants peuvent être détectés avec un modeste télescope. Certaines des étoiles qui forment les figures familières des constellations sont difficiles à voir ou sont totalement absentes. L’œil nu peut détecter des étoiles jusqu'à la magnitude 4.5 au mieux, si vous savez exactement où regarder, et la limite stellaire d'un réflecteur de 32 cm est au mieux de magnitude 13.

     

    - Niveau 9 : Ciel de centre ville

    Le ciel entier est illuminé, même au zénith. De nombreuses étoiles qui forment les figures familières des constellations sont invisibles, et les faibles constellations comme le Cancer ou les Poissons ne peuvent être vues. En dehors peut-être des Pléiades, aucun objet Messier n'est visible à l’œil nu. Les seuls objets célestes qui fournissent vraiment des vues plaisantes au télescope sont la Lune, les planètes, et quelques uns des amas d'étoiles les plus brillants (si vous pouvez les trouver). La magnitude limite à l’œil nu est de 4.0 ou moins.

     

     Le ciel d'hiver en ville, inondé de lumière artificielle

     

     

    La pollution lumineuse

     

    Lorsque les astronomes se plaignent de la gène qu'occasionne les lumières des villes ce n'est pas parce qu'il souhaite retourner dans une obscurité moyenâgeuse mais plutôt pour signaler que l'éclairage public pourrait être mieux conçu!

     

    Difficile de trouver un ciel noir en France!! Carte d'AVEX

    évolution dramatique de la pollution lumineuse en seulement 18 ans.

     

    Vous trouverez d'autres cartes pour le monde entier sur le lien suivant :

    http://www.lightpollution.it/worldatlas/pages/fig4.htm

     

    Le pire exemple est celui des lampadaires "boules" qui fleurissent dans bon nombre de lotissements et qui sont une véritable aberration économique et écologique car si l'on considère que vers le bas il y a le poteau, on se rend compte que plus de 50% de la lumière émise par ces lampes part vers le ciel....! Évidemment dans ces conditions ce type de luminaire ne peut pas être efficace, donc il faut compenser la perte de lumière en augmentant le nombre de luminaires pour aboutir à un éclairage correct.

     

    Pour être efficace et éviter d'éclairer le ciel au lieu de la route ou du trottoir l'ampoule doit être disposée à l'intérieur du cache hermétique de la lampe, ainsi la lumière se concentre vers le sol.

     

     

    Le verre de la lampe doit être plat et transparent afin d'éviter la diffusion de la lumière:

     

     

    C'est tout bête mais cela permettrait d'améliorer la visibilité au sol la nuit, cela éviterait également des gaspillages énergétiques à une période où cela commence à devenir un enjeux crucial pour le futur, et bien sûr cela permettrait de faire des économies financières significatives sur du long terme (l'éclairage public représente une fraction non négligeable du budget d'une municipalité), même si l'installation de nouveau matériel d'éclairage aurait bien sûr un coût au départ. En tout cas cela serait bien plus efficace que de nous demander d'éteindre la veille de la télé!

     

    Quelques chiffres concernant l'éclairage public en France

    (tirés d'un exposé d'Emmanuel Beaudoin, correspondant départemental ANPCEN 13):

     

    - Consommation énergétique : En 1984 : 2,8 milliards de kWh consommés. En 2000 : 6,8 milliards de kWh…

    - Coût de l'éclairage public : 400 millions d’euros/an (plus 240 millions d’euros/an entretien et 1 milliard d’euros/an d’investissement).

    - Coût du gaspillage de lumière : 30% de gaspillage dû au mauvais système d'éclairage = 120 millions d’euros par an pour éclairer le ciel…

    - Part dans le budget municipal : l’éclairage public représente environ 40% de la facture d’électricité d’une commune.

     

    Premières prises de conscience

     

    Certains pays ont pris conscience que les dépenses engendrées par cette consommation énergétique véritablement astronomique ne pouvaient plus durer et ont fait des efforts pour maîtriser leur éclairage public.

     

    - Aux États-Unis :　

    En réduisant la pollution lumineuse, la ville de San Diego (1,1 millions d’habitants) économise 3 millions de dollars/an… Un exemple pour Marseille et les autres grandes villes?

     

    - En France :

    Même si nous sommes en retard sur d'autres pays, le problème de la pollution lumineuse a été évoqué par l’état dans le cadre du grenelle de l'environnement, en espérant que cela ne tombe pas dans les oubliettes et aboutisse à des solutions intelligentes.

    - En suisse :

     Un constat et quelques réflexions :

     

      

    La nécessité d'un éclairage maîtrisé

     

    Les retombées d'une règlementation de l'éclairage seraient nombreuses:

     

    - Economique :

    comme le démontre les chiffres évoqués plus haut un éclairage maîtrisé serait bénéfique pour tous en terme de réduction des dépenses publiques et de la réalisation d'économie d'énergie (un enjeu capital à l'heure où l'on parle de sortir du nucléaire!).

     

    - Le ciel nocturne, un patrimoine naturel de l'humanité à protéger (UNESCO, 1982) :

    Cela permettrait également de pouvoir continuer à admirer un beau ciel étoilé, spectacle gratuit offert à tout les humains depuis l'aube des temps et qu'il faut absolument préserver afin que les générations futures puissent elles aussi admirer les constellations léguées par les anciens, ou découvrir le long ruban argenté de la Voie Lactée. Dans mon travail de médiateur scientifique à l'Observatoire de Marseille, combien ai-je rencontré d'enfants citadins qui n'ont jamais vu la Voie Lactée et qui s'extasient devant le ciel étoilé virtuel du planétarium en me disant "Ouahh, j'ai jamais vu autant d'étoiles! Monsieur, il ressemble vraiment à çà le ciel?"... En continuant à ce rythme, il y a fort à parier que dans quelques générations la question sera "monsieur, çà existe vraiment les étoiles?".

     

    - Préservation de la biodiversité :

    De telles mesures aideraient également à protéger les espèces nocturnes qui subissent également les méfaits de l'éclairage surabondant et mal dirigé de nos villes.

    *Certaines espèces sont victimes de surprédation car elles ne peuvent plus profiter du camouflage qu'offre l'obscurité pour se déplacer.

    *La lumière artificielle a un impact biologique sur les animaux en modifiant le cycle naturel de l'alternance jour/nuit. Les êtres humains peuvent eux aussi en subir les conséquences!

    *Les oiseaux migrateurs sont déboussolés par la débauche lumineuse des villes et de leurs édifices: des milliers d'oiseaux qui s'écrasent sur les buildings de New York ou sur le pont de Copenhage ont obligés les pouvoirs publics à éteindre les éclairages de leur bâtiments à certaines périodes migratoires sous peine de voir se produire de véritables hécatombes.

    *Mais les plus touchés restent sûrement les insectes nocturnes pour qui les luminaires citadins constituent des pièges mortels et infranchissables. Les insectes finissent par s'épuiser à force de leur tourner autour ou sont dévorés par des prédateurs qui font des lampadaires leur site de chasse favori. D'autres comme les lucioles ont tendances à disparaître car sans obscurité elles ne peuvent plus communiquer et se reproduire. Il est à rappeler que les insectes sont à la base de la chaîne alimentaire et qu'ils sont pour nombre d'entre eux pollinisateurs ou phytophages, donc intimement liés au développement des plantes.

     

    Le Grand Paon de nuit "Saturnia Pyri" est l'un des plus grands papillon d'Europe. Autrefois assez fréquent, sa population est aujourd'hui en forte régression, à tel point qu'une enquête est actuellement menée à son sujet. Parmi les coupables: La pollution lumineuse qui attire irrémédiablement les insectes et cause leur mort par épuisement. La lumière artificielle est d'ailleurs la deuxième cause de mortalité chez les insectes après les pesticides. J'ai photographié ce spécimen dans la vallée de Saint-Pons près de Gémenos, celui-ci atteignait près de 15cm d'envergure.

     

     

     

     

    Contacts d'associations dédiées à la protection du ciel nocturne:

     

    Si ce sujet vous intéresse n'hésitez pas à prendre contact avec l'ANPCEN dont les membres sont bien plus experts que moi sur le sujet. Et surtout n'hésitez pas à adhérer!

    http://www.anpcen.fr/

     

    - A consulter également, le site de l'International Dark Sky Association (IDA) qui mène la lutte contre la pollution lumineuse à l'échelle mondiale:

    http://www.darksky.org/

     

    - "GLOBE at night", un collectif destiné à dresser un bilan et à suivre l'évolution de la pollution lumineuse à travers le monde:

    http://www.globeatnight.org/

     

    - La protection du ciel nocturne chez nos amis belges:

    http://www.ascen.be/

     

    - Au Chili l'OPCC (bureau de protection de la qualité du ciel du nord du Chili) préserve la noirceur de l'un des meilleurs ciel du monde:

    http://www.opcc.cl/

     

    - L'Association Italienne "Cielo Buio" (coordinamento per la protezione del cielo notturno) :

    http://cielobuio.org/

     

    Des collectifs qui luttent pour la préservation du ciel nocturne dans le monde entier:

     

    - A Flagstaff aux Etats-Unis:

    http://www.flagstaffdarkskies.org/

     

    - L'Observatoire de Palomar près de San Diego aux Etats-Unis:

    https://sites.astro.caltech.edu/palomar/homepage.html

     

    - Création d'une réserve internationale du ciel étoilé autour du Mont Megantic au Canada:

    http://www.astrolab-parc-national-mont-megantic.org/fr/pollution_lumineuse.htm

     

    - Création d'une réserve internationale du ciel étoilé dans les Pyrénées, une réussite française:

    http://www.pyrenees-parcnational.fr/fr/des-actions/encourager-lexcellence-environnementale/lutter-contre-le-changement-climatique/attenuer

     

    - Les astronomes amateurs du village du Rove à proximité de Marseille ont obtenu l'adhésion de leur municipalité à la charte de protection du ciel nocturne. Bravo à eux! Si seulement cela pouvait déteindre sur le mastodonte lumineux marseillais...

    http://www.rove-astronomie.com/black-sky2.html

     

    - La société astronomique de Grenade en Espagne dénonce le problème de la "contaminacion luminosa":

    http://www.astrogranada.org/cieloscuro/principal.htm

     

    - Une "loi du ciel" pour protéger les observatoires professionnels des îles Canaries:

    http://www.iac.es/gabinete/iacnoticias/1-98/ley.htm