Test : SQM-LU vs SQM-DL-LU

Après avoir testé un concurrent des outils de Unihedron
(un autre, poussé par la communauté Dark Sky espagnole, arrivera le mois prochain)

Revenons au tenant du titre.

Les "Sky Quality Meter" de Unihedron sont devenu au long des années quasi la "norme" 
pour parler de la noirceur du ciel... 

"Tu as un SQM de combien ?"... Combien de fois n'a-t-on pas entendu cette phrase ?   
Mais qui, en soit, ne veut rien dire... 

Le "SQM" = un appareil, un détecteur
Ce que l'on mesure  = une luminosité, et on ne la mesure pas en "appareil" !

Cela reviendrait à dire "Combien tu as fait de compteur kilométrique aujourd'hui ?"
en parlant du nombre de Km parcouru...  
  
La mesure de luminance peut se voir deux façons complémentaires :
Soit astronomique : Johnson "International" (UB)V system
- observation Visuelle 
- lmax = 545 nm, Dl = 84 nm
- les étoiles comme outil de calibration 

Soit Photométrique : V(l) photometric system de la CIE 1924
- valeur moyenne 
- lmax = 555 nm, Dl = 100 nm
- avec du matériel de laboratoire (Ulbricht sphere, etc...)

Et puis, un système "à part" (qui a toujours fait polémique...), le "mpsas" de du SQM
- MPSAS (Magnitude Per Square ArcSec ou magnitudes/arcsec²) 

Donc : une luminosité par surface... 

Et, de facto, via des conversions (fort discutées, mais admises) : 
- des "naked-eye limiting magnitude" (NELM) ou "Bortle Scale"
- des "candela par m²" ou cd/m²
- des Natural Sky Unit (NSU) (pour rappel, un NSU=1 est équivalent à 21.6 mpsas)
et j'en passe... 

Remarquons que l'on est très fort dans "l'intuition"... 
- 19.91 mpsas (un ciel moyen...)
ou 5.43 NELM    = limite de la visibilité des étoiles vers 6 
ou 0.00117 cd/m² = ... C'est pas beaucoup, mais cela, c'est comparable à autre chose...   
ou 4.74 NSU = un ciel "Bortle 5" environ... 

Pour l'astronome, cela revient à la même chose : c'est pas une nuit idéale pour l'acquisition 
d'un objet faible... 

Pour ce qui est du détecteur (TLS237 habituel), tout a quasi été dit ou écrit sur le sujet
- sur des sites de la marque
- dans des publications scientifiques
- dans des revues... 

Pour faire court :
- Il y a plusieurs modèles de SQM : "mobile", qui affiche le résultat et "remote", qui nécessite
un connecteur pour fonctionner/capturer les données.

- le SQM/L est le modèle de base, portable, pile de 9V, qui affiche généralement le résultat
en moins de 30sec



- SQM/LE : par ethernet
- SQM/LU : par USB
- SQM/LR : par RS 232




Et le SQM/LU-DL : qui est équippé d'un "datalogger" pouvant fonctionner seul pendant une longue durée...


Remarquez : c'est le seul équipé d'une "LED" d'origine... 

Perso, j'ai un SQM/LU-DL depuis des années ( et il ne m'a jamais lâché. 
Equipé d'un batterie de GSM, il peut fonctionner plusieurs mois avec des températures allant de 58° à -17°

Mais pour faire des nouvelles mesures, dans des projets "Light Pollution" très concrets...
J'avais besoin d'un nouveau capteur. J'ai donc décidé d'acquérir un nouveau SQM/LU.

Avec deux appareils, survient immédiatement un problème récurrent : la calibration !

Calibrer un SQM est une procédure précise... Il faut être équipé OU savoir le faire avec 
des corrections précises liées aux conditions (ex : ciel, position soleil, etc...) 

Mais, sans se lancer dans tout cela, est-ce que deux SQM vont donner le même résultat ?

On sait depuis longtemps que dans la version SQM/L "portable", la stabilité n'est pas mauvaise


Mais cela dépend beaucoup de la calibration et du capteur à la sortie d'usine....
Ex dans les mesures ci-dessus (issue du projet NixNox) on voit clairement une cohérence, 
mais certains peuvent être plus "favorables" que d'autres...

Pour un SQM/L, il faut 
- 1 mesure "pour rien" (activation)
- 3 mesures successives (stabilisation)
- faire la moyenne des 3 dernières 

Et là, la fiabilité devient intéressante. Sinon : la part du du hasard et trop grande...     
Pour les autres modèles, on peut introduire un facteur de correction et le rendre encore plus fiable.

Le software 
Clairement, c'est un des plus aboutis dans le domaine... Livrés avec les sources (pascal), 
il se déploie sur Windows, Linux, MAC (faudrait regarder un jour pour Raspberry). 

Quasi toutes les fonctions attendues sont là, depuis toutes les fonctions de mesures
en passant par la calibration, la capture, l'affichage, les conversions, la liaison GPS, etc.... 
Ils on eu plus 10 ans pour peaufiner cela. Et il faut le dire : cela fonctionne !

Le protocole de communication étant décrit, il est relativement facile d'écrire une interface différente...
Et est donc supporté en ASCOM, IndY, Python et autres...   



Stabilité/Calibration

Dans le cas d'un SQM/LU-DL et d'un SQM/LU tous les deux d'origine, qu'avons-nous ?

J'ai donc appliqué un protocole de capture
- détecteurs accolés (léger décalage dans le cône de lecture)
- deux PC's séparés (horloge non synchronisée)
- cible identique (ciel à 15°, visant une forêt pour avoir une mesure "haute")
- capture (temps d'intégration) identique de 15 sec.

La courbe obtenue, après correction des décalages, est éloquente...




Et la différence entre lectures...


Visiblement, ce n'est que vers les luminosités plus élevées que l'erreur est systématiquement
la plus grande (que 0.1 mpsas...  )

Conclusion:
Curieux de voir le prochain challenger... 

Mais en tout cas la fiabilité des (vieux) modèles SQM est toujours vérifiée. Et pour des mesures comparatives,
c'est utile... 

D'un point de vue monétaire...

Un SQM/LU se négocie actuellement à 215 eur, ce qui est dans la norme du marché pour toutes les 
solutions de ce type.

Un SQM/DL-LU se négocie actuellement à 285 eur, mais les 70 eur de différence se compensent facilement
vu le coût d'une solution "permanente" de capture additionnelle (PC de n'importe quel type).
Ici, avec 6 piles, on a presque 2 ans d'autonomie...

Super, merci pour la synthèse!

Au final, un "bête" sqm avec de mesures manuelles prises correctement est le moindre coût. Et l'automatisation coûte cher.

Pour la comparaison Mpsas, NSU, je me rappelle qu'AVEX avait son tableau qui me semble moins juste que tes valeurs, mais je ne sais pas sur quoi il se base (la table )

Pour le moment je vais rester sur mes mesures TRES approximative de SQM différentiel sur le ciel. Comme j'atteins difficilement Mag 4.6 en visuel, lors des bonnes nuit je dois tourner autour de 19, et moins en cas de lune/mauvaise transparence. Je reprendrai d'autres mesures pour voir si ma méthode est fiable ou non.

Avex applique les conversions évoqués dans le post... Le tout , c'est de revenir à la (bonne) luminance...

Ex : 19.91 mpsas ~ 0.00117 cd/m² ~ 5.43 NELM ~ 4.74 NSU 

Est calculé  
- de mpsas à cd/m² : la formule est donnée par le constructeur,
Lum (cd/m²) = 108000 x 10 ^ (-0.4 x mpsas)  (sous excel : =108000*PUISSANCE(10;B2*-0,4) )

- de mpsas à NSU :  qui indique combien de fois un ciel est plus sombre /clair par rapport à un ciel idéal de
on fixe 21.6 mpsas = 1 NSU, et on le calcule via  NSU = 10^0.4x(21.6−mpsas)

Remarque : ne faut pas négliger l'aspect mpsas(B) et la conversion vers NELM(V mags)
- On change de référentiel de "magnitude", on parle de mpsas(B) ou SQMmpsas
(question de ne pas confondre), ce qui permet une "ré-introduction" dans un modèle de photométrie V (Johnson)
- de mpsas(B) à NELM(V) =7.93-5*log(10^(4.316-( (SQMmpsas)/5))+1)

Et dans le cas de la détection visuelle (ou photographique, comme tu le fait) on peut
en effet rapidement re-transformer un objet observé en mpsas(B) via :

objB_mpas = objMagnitude + (2.5 * (Log10((PI() / 4) * objMajorAxis_arcsec * objMinorAxis_arcsec)))

Mais évidemment, cela on part d'abord de ce que l'on appelle "un ciel non pollué"... 
On fixe cette limite de ciel à 0.25 mcd/m² comme base (minimum Solar activity)...

=> d'où le "départ" dans le tableau AVEX.

Remarque que si je fais une liste des méthodes possibles et investissement, en complétant celles 
largement trouvées dans différentes publications :  

Via	Mesure		Unité	Prix
Visual	1D	photometric	limiting magnitude	Free
SQM	1D	photometric	magSQM/arcsec2	Depuis 150 eur
Dark Sky Meter App	1D	photometric	magV/arsec²	Free
Tess	1D	photometric	magSQM/arcsec2	Depuis 200 eur
Dark Sky Meter PRO	1D	photometric	magSQM/arcsec2	Depuis 200 eur
Luxmeter	1D	photometric	lux	de 50 à 1000 eur
Digilum	1D	photometric	cd/m2	> 5000 eur
Lightmeter	1D	photometric	W/m2, Lux	100 eur
ASTMON	2D	photometric	magV/arcsec²	> 5000 eur
DSLR+fisheye	2D	photometric	cd/m², magV/arcsec²	Env. 2000 eur
NPS all sky	2D	photometric	cd/m², magV/arcsec²	> 5000 eur
SAND		spectroscopic	W/(m²nmsr)	> 3000 eur

 
Ben, quelque part : quand c'est pas cher et que cela marche... 

Ps : par contre, je connais des stagiaires de Modave qui vont voir passer des unités 
dans tous les sens 

Ah j'ai inversé NELM et NSU, c'était donc ca. Merci pour les "formules" de conversion