La maîtrise de l’exposition au flash électronique

Cette partie aborde l’essentiel de ce qu’il faut savoir pour utiliser un flash électronique. On pourra utiliser le flash en complément ou en compensation de la lumière naturelle, par exemple en photographie de portrait, en “fill-in”, pour « déboucher » les ombres d’un sujet éclairé latéralement ou à contrejour. En studio, et même en extérieur, il est aussi possible d’utiliser plusieurs flashs équipés de façonneurs de lumière (réflecteurs, diffuseurs, etc.). Je n’aborderai ici que les éléments essentiels à la compréhension du fonctionnement du flash et à son contrôle, la maîtrise complète de ce système d’éclairage dépassant le cadre de cette simple entrée en matière.

Comment fonctionne le flash ?

Le flash est un système d’éclairage à décharge ; il produit une lumière ponctuelle de très grande intensité, mais pendant un temps très court (le temps d’un éclair). La puissance du flash est réglable, par variation de la durée de cet éclair. À titre indicatif la durée de l’éclair d’un flash pourra varier par exemple de 1/1000e de seconde à pleine puissance, à 1/30 000e à la puissance la plus réduite.

Le calcul de l’exposition

L’exposition au flash ne dépend que de trois facteurs : la puissance du flash, la sensibilité du capteur et l’éloignement du sujet. Il résultera de ces différents paramètres une ouverture plus ou moins grande du diaphragme de l’objectif. Le temps de pose n’intervient pas dans ce calcul ; en effet le temps de pose est égal à la durée de l’éclair du flash, qui résulte de la puissance programmée de celui-ci.

En pratique, la puissance d’un maximum flash est indiquée par un nombre guide, généralement donné pour une sensibilité de 100 ISO. L’ouverture du diaphragme à utiliser pour obtenir une exposition correcte à cette puissance peut être alors être calculée au moyen d’une formule très simple :

ouverture du diaphragme = nombre guide / distance flash-sujet

Pour obtenir le nombre guide du flash à une sensibilité différente de 100 ISO, il suffit de multiplier le nombre guide donné pour 100 ISO par racine de deux lorsque la sensibilité est multipliée par deux (200 ISO), et réciproquement de diviser ce nombre guide par racine de deux lorsque la sensibilité est divisée par deux (50 ISO).

Soit, par exemple, un flash dont le nombre guide est égal à 20 à 100 ISO, le tableau ci-dessous donne l’ouverture en fonction de la distance, pour différentes sensibilités :

Distance 50 ISO
(NG : 14)
100 ISO
(NG : 20)
200 ISO
(NG : 28)
400 ISO
(NG : 40)
10 m f:1.4 f:2 f:2.8 f:4
5 m f:2.8 f:4 f:5.6 f:8
2,50 m f:5.6 f:8 f:11 f:16
1,25 m f:11 f:16 f:22 f:32

Certains flashs sont équipés d’une échelle de réglage de l’exposition :

echelle_exposition_flash

Cette échelle donne une indication de l’ouverture en fonction de la puissance du flash, de la sensibilité du film ou du capteur et de la distance.

La synchronisation

Le déclenchement du flash est commandé par l’obturateur ; on dit que le flash est synchronisé à l’obturateur. L’obturateur peut être mécanique ou électronique, mais quelle que soit la technologie employée, la documentation des appareils fait souvent référence à un obturateur « à rideaux ».

Un obturateur à rideaux se compose donc de deux rideaux défilant dans le plan de l’image. Lorsqu’on appuie sur le déclencheur, le premier rideau découvre le capteur, ce moment marquant ainsi le début de l’exposition ; après un temps plus ou moins long selon la valeur du temps de pose sélectionnée, le deuxième rideau recouvre alors le capteur, ce moment marquant ainsi la fin de l’exposition. Lorsque le temps de pose sélectionné est très court, le départ du second rideau intervient avant que le deuxième rideau ne soit arrivé à destination et le capteur n’est ainsi jamais entièrement découvert. Dans ce cas l’exposition est déterminée par la largeur de la fente séparant le premier rideau du deuxième, et par la vitesse de translation des rideaux.

Le flash ne peut être déclenché qu’entre l’arrivée du premier rideau et le départ du second, lorsque le capteur est entièrement découvert ; il ne peut donc pas être utilisé à des vitesses élevées, lorsque le temps de pose est trop court. La vitesse limite à laquelle le flash peut être utilisé est appelée vitesse de synchronisation, elle varie selon les appareils : 1/200e ou 1/250e par exemple.

La synchronisation sur le 2e rideau

Quelle que soit la vitesse d’obturation, l’image finale résultera en quelque sorte de la superposition de deux images : une image résultant de la lumière ambiante (déterminée par le temps de pose) et une image résultant de la lumière du flash (déterminée par la durée de l’éclair). La durée de l’éclair étant inférieure à la durée du temps de pose, l’éclair peut être déclenché soit juste après l’arrivée du premier rideau, soit juste avant le départ du second rideau. Par défaut, le flash est synchronisé sur le premier rideau ; mais il est possible par réglage de forcer la synchronisation sur le second rideau (généralement par la sélection d’un mode “REAR”).

La différence entre ces deux modes de synchronisation sera plus particulièrement visible lorsqu’on utilise des temps de pose longs. Pour ce qui concerne l’image issue du flash électronique, la durée de l’éclair étant très courte, il en résultera toujours une image nette, même dans le cas d’un sujet mobile. Par contre, pour ce qui concerne l’image issue de la lumière ambiante, avec un temps de pose long, un sujet (un personnage, par exemple) se déplaçant latéralement apparaîtra sous la forme d’une trace sur l’image.

Le flash étant synchronisé sur le premier rideau, l’image nette du sujet (résultant du flash) apparaîtra au début de la trace, donnant ainsi l’impression que le sujet recule :

synchronisation_1er_rideau

Par contre, si le flash est synchronisé sur le 2e rideau, la trace nette du sujet apparaîtra au contraire à la fin de la trace, donnant ainsi une image plus conforme à la représentation qu’on se fait généralement du mouvement :

synchronisation_2e_rideau

Le mode d’exposition manuel

Dans ce cas, le photographe sélectionne manuellement la puissance du flash : pleine puissance, ½ puissance, ¼ de puissance, etc. L’ouverture peut être calculée au moyen du nombre guide, mais il est recommandé de mesurer la lumière au moyen d’un flashmètre. Un flashmètre fonctionne comme un posemètre ; il permet de mesurer l’éclairement du sujet soit en lumière incidente, soit en lumière réfléchie, et tient compte à la fois de la lumière ambiante et de la lumière du flash.

Le mode TTL

Les appareils sont aujourd’hui équipés d’un système automatique de contrôle de l’exposition au flash « au travers de l’objectif » appelé TTL (Through the Lens). Grâce à ce système, le flash ne délivre que la puissance nécessaire à une bonne exposition (l’éclair est coupé dès qu’on atteint la bonne exposition).

Certains appareils permettent la commande synchronisée de plusieurs flashs à distance, et le contrôle simultané de la puissance de ces flashs en mode TTL. La synchronisation et le contrôle peuvent assurées par la transmission d’informations par câble, liaison radio ou par les éclairs d’un flash utilisé en mode contrôleur, les informations de synchronisation et de contrôle étant alors codées dans lumière d’un « pré-éclair ». Le flash intégré à l’appareil peut être utilisé comme contrôleur ; il est aussi possible d’utiliser un flash externe. Les flashs « esclaves » sont contrôlés au travers d’un canal de communication ; il est généralement possible de contrôler distinctement plusieurs groupes de flashs et d’appliquer à chacun de ces groupes une correction d’exposition particulière (par modulation leur puissance respective).

L’équilibrage de la lumière

Quel que soit le mode de contrôle, manuel ou automatique, l’exposition résultera d’un équilibre entre l’éclairage ambiant (supposé constant) et l’éclairage du flash (dont on peut régler la puissance), ce dernier venant en quelque sorte « s’ajouter » en plus ou moins grande proportion à l’éclairage ambiant.

Pour modifier cet équilibre, on pourra donc modifier la puissance du flash, ce qui aura pour effet d’augmenter ou de diminuer la proportion d’éclairage « flash » par rapport à l’éclairage ambiant, mais aussi, par voie de conséquence, d’augmenter ou de diminuer le niveau d’éclairement général.

Pour rétablir l’exposition correcte, il suffira alors, à temps de pose constant ou en mode de priorité à la vitesse, de modifier l’ouverture. Notons que, dans ce cas, la modification de l’ouverture ne modifiera pas l’équilibre entre les deux types d’éclairage.

Remarque : au lieu de jouer sur l’ouverture pour rétablir l’exposition correcte, on pourrait tout aussi bien jouer sur le réglage de la sensibilité, avec le même effet sur la densité globale de l’image.

Lorsqu’on travaille à diaphragme constant ou en mode de priorité à l’ouverture, toute modification du temps de pose n’a pour effet que de modifier le rendu de l’éclairage ambiant (plus clair ou plus sombre). N’étant déterminé que par la puissance du flash, et donc que par la durée de l’éclair, le rendu de l’éclairage au flash ne varie pas en fonction du temps de pose.

Notons enfin qu’en réglant l’appareil sur une sensibilité plus élevée, on pourra utiliser un temps de pose plus court (ce qui permettra d’éviter le risque de bougé), une ouverture plus faible (ce qui permettra d’obtenir une plus grande profondeur de champ), et qu’on pourra utiliser un flash moins puissant, ce qui permettra d’obtenir un effet plus « naturel ».

L’équilibrage automatique de la lumière

En mode de contrôle automatique TTL, l’appareil va déterminer lui-même, selon le mode d’exposition sélectionné (programme, priorité à l’ouverture, priorité la vitesse), et selon un savant algorithme, le « meilleur » équilibre en fonction de certains paramètres, notamment :

  • le niveau d’éclairement général de la scène (éclairage ambiant) ;
  • le cas échéant, l’éloignement du sujet principal situé au premier plan (détecté par le système autofocus) ;
  • la préférence du photographe pour un temps d’exposition plus long (mode “SLOW”), pour donner plus d’importance à la lumière ambiante.

La correction d’exposition du flash

Pour procéder à des ajustements de l’équilibre des sources de lumière lorsqu’on utilise le mode automatique de contrôle l’exposition au flash, on dispose d’une fonction permettant de corriger la puissance du flash, par exemple dans une fourchette de -3 à +1 indices de lumination. Une correction de -1 (équivalente à une différence d’une valeur de diaphragme ou de temps de pose) permettra, par exemple, de donner moins d’importance à la lumière du flash, et, par voie de conséquence, de donner plus d’importance à la lumière ambiante.

En conclusion, la bonne compréhension du fonctionnement détaillé de tous les modes automatiques de contrôle de l’exposition au flash est un exercice très ardu et certainement un peu vain, au regard de la complexité des algorithmes en œuvre ; il suffira la plupart du temps de faire confiance à ces automatismes sur la base d’une connaissance minimale de leur fonctionnement. En pratique, quel que soit le mode opératoire choisi, manuel ou automatique, la bonne maîtrise de l’éclairage au flash nécessite de procéder par essais. En prise de vue argentique, on utilisait à cet effet des films à développement instantané permettant de procéder à des contrôles au moment de la prise de vue. Avec le numérique, on dispose aujourd’hui d’un outil permettant de procéder directement à ces essais.

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