Un très fin croissant de Lune est souvent l’une des phases les plus intéressantes à observer. À première vue, seule une petite partie de sa surface semble éclairée. Pourtant, en regardant attentivement, on peut parfois distinguer le reste du disque lunaire, très faiblement illuminé dans l’obscurité.
C’est précisément ce que je voulais montrer avec cette image : conserver les détails du croissant fortement éclairé, révéler la partie plongée dans la nuit lunaire et, en même temps, faire apparaître les étoiles du ciel environnant.
Le problème est que ces trois éléments présentent des luminosités extrêmement différentes. Une seule exposition ne permet donc pas de tout enregistrer correctement. C’est là que la photographie HDR devient particulièrement intéressante.
Pourquoi la Lune forme-t-elle un croissant ?
La Lune ne produit pas sa propre lumière : elle réfléchit celle du Soleil. À tout instant, une moitié de la Lune est donc éclairée par notre étoile, exactement comme pour la Terre.
Ce qui change au cours du mois, c’est la portion de cette moitié éclairée que nous pouvons voir depuis la Terre. À mesure que la Lune tourne autour de nous en environ 29,5 jours, l’angle entre le Soleil, la Terre et la Lune évolue, donnant naissance aux différentes phases : nouvelle Lune, croissant, premier quartier, Lune gibbeuse, pleine Lune, puis le cycle s’inverse.
Mais pourquoi voit-on aussi la partie « sombre » ?
La partie sombre de la Lune n’est en réalité pas complètement privée de lumière.
Depuis la surface lunaire, à ce moment du cycle, la Terre apparaît presque « pleine ». Notre planète réfléchit donc une quantité importante de lumière solaire vers la Lune. Cette lumière éclaire légèrement sa face nocturne avant d’être réfléchie une seconde fois vers nous.
Ce phénomène porte le nom de lumière cendrée.
Léonard de Vinci en avait déjà correctement expliqué l’origine au début du XVIe siècle. À l’œil nu, la lumière cendrée peut être facilement observable quelques jours avant ou après la nouvelle Lune : elle donne parfois l’impression de voir un disque gris posé à l’intérieur du croissant lumineux.
Sur une photographie correctement exposée, il devient même possible de distinguer quelques grandes structures de la surface lunaire dans cette partie normalement plongée dans l'obscurité.
Une image impossible à réaliser avec une seule exposition
La difficulté principale vient de l’énorme différence de luminosité entre les éléments de la scène.
Le croissant directement éclairé par le Soleil est extrêmement lumineux. La lumière cendrée est beaucoup plus faible et les étoiles du fond de ciel demandent encore davantage de lumière pour apparaître correctement.
Si l’on expose suffisamment longtemps pour révéler les étoiles, le croissant lunaire devient complètement surexposé. À l’inverse, une exposition suffisamment courte pour préserver les détails du croissant fait pratiquement disparaître la face sombre et le ciel étoilé.
Cette image est donc un composite HDR. Plusieurs expositions de durées différentes sont combinées : les plus courtes servent à conserver les détails dans les zones lumineuses, tandis que les plus longues permettent de faire ressortir la lumière cendrée et le fond étoilé.
Le résultat permet de représenter dans une même image une plage de luminosité beaucoup plus importante que celle qu’un appareil photo peut enregistrer en une seule prise.
Une autre façon de regarder la Lune
La pleine Lune impressionne par sa luminosité, mais les phases proches de la nouvelle Lune racontent finalement beaucoup plus de choses sur la géométrie de notre système Terre-Lune-Soleil.
Dans une seule image, on retrouve ici la lumière directe du Soleil, la lumière solaire réfléchie par la Terre puis par la Lune, et celle d’étoiles parfois situées à des dizaines ou des centaines d’années-lumière.
Un simple croissant de Lune… mais finalement beaucoup de lumière qui a voyagé par des chemins très différents avant d’arriver jusqu’à nous.
