Résolution d'un télescope : quel diamètre, quel détail ?

0,65 seconde d'arc. C'est la taille angulaire de la division de Cassini selon AIP Inside Science, qui rend compte d'une étude de Lozi et al. : quand Saturne passe au plus près de la Terre, le sillon sombre des anneaux de Saturne paraît environ 3 000 fois plus petit que la Lune. La résolution angulaire d'un télescope, sa « capacité à distinguer de fins détails » pour reprendre la définition de l'Observatoire de Paris, décide si ce sillon apparaît dans l'oculaire ou s'il se fond dans l'anneau. Deux plafonds se disputent le verdict : la limite de diffraction, fixée par le diamètre, et la turbulence de l'air, que les astronomes appellent le seeing.

Pour savoir quel diamètre montre quel détail, on pose la taille angulaire de la cible face à la table publiée par l'OASI, une société d'astronomes amateurs d'Ipswich : en conditions idéales, 2,3 secondes d'arc à 50 mm, 0,6 à 200 mm. Mais l'air plafonne vite : l'ESO donne une moyenne de 0,66 seconde d'arc à Paranal et une médiane de 0,67 à Armazones.

La limite de diffraction se lit dans une formule, celle du critère de Rayleigh, que l'Observatoire de Paris écrit α > 1,22 λ/D, où D est le diamètre de l'instrument. L'institution en tire une conséquence nette : il est impossible de distinguer des détails plus petits que cet angle. Le manuel OpenStax College Physics donne le sens concret du critère : deux images sont tout juste séparables quand le centre de la figure de diffraction de l'une tombe exactement sur le premier minimum de la figure de l'autre.

Le diamètre est au dénominateur. Plus il grandit, plus l'angle limite rétrécit. C'est le critère qui devrait guider l'achat d'un instrument, et c'est celui que notre guide du premier télescope place en tête.

Les amateurs utilisent souvent une autre règle, celle de Dawes. L'OASI, sous la plume de B. Barton, la donne sous la forme R = 116/D, avec R le pouvoir de résolution en secondes d'arc et D l'ouverture en millimètres, c'est-à-dire le diamètre de la lentille ou du miroir principal. Surtout, l'association publie le résultat ligne par ligne, avec une colonne rare : le diamètre du plus petit cratère lunaire visible, la Lune étant à sa distance moyenne.

Table publiée par l'OASI, valable selon elle « en conditions idéales ». Ce n'est pas une donnée d'observatoire institutionnel mais le travail d'un club, et elle se lit comme tel : un plafond théorique, pas une promesse.

Ce genre de tableau me ramène aux fiches techniques que je dévorais sur Tom's Hardware au lycée, à l'époque où j'overclockais un Core 2 Duo. La colonne qui compte n'est jamais celle imprimée en plus gros. Ici, c'est la dernière : un cratère en kilomètres parle davantage qu'un angle en secondes d'arc.

La table devient utile quand on la confronte à des cibles réelles. Voici les tailles angulaires publiées pour quelques détails classiques du ciel amateur.

La division de Cassini#

Selon l'Observatoire de Paris, ce sillon particulièrement sombre mesure 4 500 km de large et se distingue même depuis la Terre ; Jean-Dominique Cassini l'a découvert en 1675. Dans la table OASI, la première ligne qui descend sous 0,65 seconde d'arc est celle des 200 mm (0,6), la ligne 175 mm restant à 0,7.

Côté histoire, AIP Inside Science indique que les lentilles dont disposait Cassini dépassaient 13,5 cm de diamètre. Et le critère de Rayleigh, tel qu'OpenStax l'énonce, parle de deux images à séparer, alors que la division est une bande sombre. Entre prendre la ligne 200 mm comme seuil d'achat pour Cassini et la traiter comme une borne pessimiste, mon choix va à la seconde lecture, sans pouvoir l'imposer : c'est un arbitrage sur l'usage de la table, pas un calcul.

Epsilon Lyrae, la double double#

Selon J. B. Kaler, de l'université de l'Illinois, les deux couples d'Epsilon Lyrae sont écartés de 208 secondes d'arc, et chacun se dédouble à son tour : 2,8 secondes pour Eps-1, 2,2 pour Eps-2. La ligne 50 mm de la table OASI annonce 2,3 secondes : elle passe sous Eps-1, mais reste au-dessus d'Eps-2. Il faut monter à la ligne 75 mm (1,5) pour descendre sous les deux. Pour repérer l'étoile et ses voisines d'été, notre guide des étoiles doubles Albireo et Mizar donne la marche à suivre.

Mars et Jupiter#

Avec Mars, le diamètre n'est pas le goulot. La fiche de la NASA (NSSDC) donne un disque de 17,8 secondes d'arc en moyenne à l'opposition et 25,6 au maximum ; elle indique aussi une distance minimale de 54,6 millions de km. Même la ligne 25 mm de la table (4,6) descend sous la taille moyenne du disque à l'opposition. Le vrai paramètre, c'est la date : au minimum, le disque tombe à 3,5 secondes d'arc, sous la ligne 25 mm. D'où l'intérêt de préparer l'opposition de 2027 plutôt que de viser Mars n'importe quand.

L'OASI donne elle-même un exemple jovien : la Grande Tache Rouge, 3,3 secondes d'arc en latitude, qu'elle met en regard d'une ouverture de 35 mm.

La Lune#

C'est la colonne L qui parle. En conditions idéales, un 100 mm atteint des cratères de 2,1 km, un 200 mm de 1,1 km, un 500 mm de 0,4 km. Le Keck, avec ses 10 000 mm, descendrait à 0,02 km. L'écart entre un instrument de jardin et un géant professionnel tient dans ces quatre lignes, à une réserve près : le mot « idéales ».

L'ESO définit le seeing comme une mesure de la netteté des images stellaires, dégradée par la turbulence de l'atmosphère au-dessus du télescope : plus il est petit, plus les images sont nettes. En 1990, l'organisation mesurait à Paranal une moyenne de 0,66 seconde d'arc. Sur le site d'Armazones, celui de l'ELT, la médiane s'établit à 0,67 seconde d'arc à 500 nm, pour un temps de cohérence médian de 3,5 ms.

Mettez ces valeurs face à la table : la moyenne de Paranal se situe entre les lignes 175 mm (0,7) et 200 mm (0,6). Autrement dit, sur ce site, la turbulence moyenne mesurée est déjà plus grossière que la ligne 200 mm de la table. Et ce ne sont pas des jardins : ce sont des sites étudiés par l'ESO, dont celui de l'ELT, jamais une référence pour un balcon. Côté professionnels, la suite de l'histoire se lit dans notre article sur le laser et l'optique adaptative de Paranal.

L'OASI le reconnaît pour son propre pays : sous un ciel britannique typique, un télescope peut montrer un pouvoir de résolution effectif très inférieur à sa valeur théorique.

Je recommande de lire la table OASI comme un plafond qu'on paie en diamètre et que le ciel rabote chaque nuit : l'ouverture achète la limite de diffraction, l'atmosphère décide combien on en touche.

Quelle est la formule de la résolution d'un télescope ?#

Le critère de Rayleigh, donné par l'Observatoire de Paris, s'écrit α > 1,22 λ/D, où D est le diamètre de l'instrument. Les amateurs utilisent aussi la règle de Dawes, que l'OASI publie sous la forme R = 116/D, avec R en secondes d'arc et D en millimètres. Dans les deux cas, le diamètre est au dénominateur : plus il grandit, plus l'angle limite diminue.

Quel diamètre de télescope pour séparer Epsilon Lyrae ?#

Les couples d'Epsilon Lyrae sont séparés de 2,8 et 2,2 secondes d'arc selon J. B. Kaler, de l'université de l'Illinois. Dans la table de l'OASI, établie en conditions idéales, la ligne 50 mm donne 2,3 secondes d'arc, sous Eps-1 seulement, et la ligne 75 mm donne 1,5, sous les deux couples.

Quel est le plus petit cratère lunaire visible au télescope ?#

La table de l'OASI, en conditions idéales et avec la Lune à distance moyenne, donne 8,5 km pour 25 mm d'ouverture, 2,1 km pour 100 mm et 1,1 km pour 200 mm. Le Keck, avec 10 000 mm, atteindrait 0,02 km. Ce sont des plafonds théoriques : l'OASI précise qu'un télescope sous un ciel britannique typique reste souvent très en dessous.

Qu'est-ce que le seeing en astronomie ?#

Pour l'ESO, le seeing mesure la netteté des images stellaires, dégradée par la turbulence de l'atmosphère au-dessus du télescope ; plus sa valeur est petite, plus les images sont nettes. L'ESO a mesuré en 1990 une moyenne de 0,66 seconde d'arc à Paranal, et donne une médiane de 0,67 à Armazones, à 500 nm. Ce sont des sites d'exception, pas des références pour un jardin.

Image : The Great Divide, la division de Cassini : Crédit : NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute, domaine public

• Résolution d'un télescope, Observatoire de Paris, consulté le 30 septembre 2026
• Limits of Resolution: The Rayleigh Criterion, OpenStax College Physics, consulté le 30 septembre 2026
• Dawes limit, OASI, consulté le 30 septembre 2026
• La division de Cassini, Observatoire de Paris - PSL, consulté le 30 septembre 2026
• Squinting at Saturn Through 17th-Century Technology, AIP Inside Science, consulté le 30 septembre 2026
• Epsilon Lyrae, J. B. Kaler, University of Illinois, consulté le 30 septembre 2026
• Mars Fact Sheet, NASA NSSDC, consulté le 30 septembre 2026
• eso9015, ESO, consulté le 30 septembre 2026
• ELT location, ESO, consulté le 30 septembre 2026