Le contrôle de l’exposition

Cette partie traite des points suivants :

• la sensibilité du film ou du capteur ;
• la mesure de la lumière et le réglage de l’ouverture de l’objectif et du temps de pose.

La sensibilité du film ou du capteur

Un film ou un capteur est plus ou moins sensible à la lumière ; cette sensibilité s’exprime en ISO (50 ISO, 100 ISO, 200 ISO, 400 ISO, etc.).

N.B. : La norme internationale ISO remplace les anciennes normes américaine (ASA) et allemande (DIN) ; la sensibilité ISO est équivalente à la sensibilité ASA.

Un film de 200 ISO sera deux fois plus sensible qu’un film de 100 ISO : supposons par exemple qu’on obtienne, avec un film de 100 ISO, une exposition correcte avec un temps de pose d’une seconde, on obtiendrait, avec un film de 200 ISO, le même niveau d’exposition avec temps de pose d’une demi-seconde seulement.

Dans le cas d’un film, la sensibilité ISO est une caractéristique du film. Un capteur numérique est caractérisé par une sensibilité nominale (sensibilité à laquelle on obtient la meilleure qualité d’image, par exemple 100 ISO), mais il est possible d’utiliser, par réglage, une sensibilité différente, soit inférieure lorsque la lumière est très intense (en studio, par exemple), soit supérieure lorsqu’on dispose de moins de lumière (en hiver ou dans une salle obscure, par exemple). Les appareils numériques autorisent généralement, en plus du choix d’un réglage manuel de la sensibilité, le choix d’un réglage automatique de cette sensibilité ; dans ce dernier cas, la sensibilité du capteur s’ajustera automatiquement en fonction de l’éclairement du sujet.

La granulation d’un film est d’autant plus fine (et l’image, en principe, de meilleure qualité) que sa sensibilité est faible ; les films très sensibles sont caractérisés par une forte granulation. Dans le cas d’un capteur numérique, la qualité de l’image se dégrade dès lors qu’on s’éloigne trop de la sensibilité nominale du capteur : on constate notamment l’apparition d’un « bruit électronique » nuisant à la qualité de l’image lorsqu’on photographie à des sensibilités trop élevées. Ce bruit se manifeste par des grains plus ou moins colorés (on parle de bruit de luminance et de bruit de chrominance) apparaissant uniformément et de manière aléatoire à la surface de l’image, et particulièrement visibles dans les zones les plus sombres de l’image. Pour remédier à cet inconvénient, les appareils disposent d’une fonction de réduction de bruit permettant d’améliorer la qualité de l’image, mais au prix d’une perte des plus fins détails de cette image par un effet de « lissage ».

Le réglage de l’ouverture de l’objectif et du temps de pose

Selon l’éclairement du sujet, et pour une sensibilité de film ou de capteur donnée, le réglage correct de l’exposition sera déterminé par le réglage de l’ouverture de l’objectif d’une part, et le réglage du temps de pose d’autre part, ces deux réglages étant interdépendants.

Le réglage de l’ouverture

L’objectif est équipé d’un diaphragme à lamelles permettant d’ajuster la quantité de lumière traversant l’objectif :

Une bague permet d’en régler l’ouverture :

Les valeurs des ouvertures du diaphragme sont normalisées, le tableau ci-dessous en donne un exemple :

Les valeurs extrêmes dépendent de l’objectif utilisé. La valeur la plus faible (f/1.4, par exemple) correspond à la plus grande ouverture du diaphragme ; la valeur la plus élevée (f/16, par exemple) correspond à la plus petite ouverture du diaphragme.

La quantité de lumière traversant l’objectif est divisée ou multipliée par deux lorsqu’on modifie l’ouverture du diaphragme d’une valeur sur cette échelle, ainsi, par exemple :

• la quantité de lumière traversant l’objectif est divisée par deux lorsqu’on ferme le diaphragme en passant de f/5.6 à f/8 ;
• elle est multipliée par deux lorsqu’on ouvre le diaphragme en passant de f/5.6 à f/4.

Le réglage du temps de pose

L’appareil est équipé d’un obturateur ; un barillet permet de régler le temps de pose :

Les valeurs des temps de poses sont normalisées, le tableau ci-dessous en donne un exemple :

La quantité de lumière est divisée ou multipliée par deux lorsqu’on modifie le temps de pose d’une valeur sur cette échelle, ainsi, par exemple :

• la quantité de lumière est divisée par deux lorsqu’on passe d’un temps de pose de 1/125^e à 1/250^e de seconde ;
• elle est multipliée par deux lorsqu’on passe d’un temps de pose de 125^e à 1/60^e de seconde.

La notion d’indice de lumination

Un indice de lumination (noté IL en français, ou EV pour exposure value en anglais) est un indicateur de valeur d’exposition.

Le tableau ci-dessous donne une indication des indices de lumination correspondant à différentes valeurs de l’éclairement (mesuré en lux), selon la sensibilité du film ou du capteur :

Ce tableau nous montre, par exemple, qu’un éclairement de 88 000 lux correspond à un indice de lumination de 15 pour 100 ISO, 16 pour 200 ISO ou 17 pour 400 ISO.

À titre indicatif l’éclairement d’un sujet à la lumière du jour (l’été en plein soleil à midi) est approximativement égal à 100 000 lux (l’éclairement varie aussi selon la latitude) ;  au clair de lune, l’éclairement est inférieur à 1 lux.

La table des indices de lumination

Une valeur d’indice d’exposition correspond à un ensemble de couples de valeurs ouverture / temps de pose qui donneront une exposition équivalente.

Le tableau ci-dessous donne, pour chaque valeur de l’indice de lumination, les valeurs de l’ouverture et du temps de pose équivalentes :

L’indice 0 correspond à un temps de pose d’une seconde avec un objectif dont l’ouverture est égale à f/1 (ou 2 secondes à f/1.4, ou 4 secondes à f/2, etc.).

L’indice 15, par exemple, correspond à un temps de pose de 1/1000^e de seconde à f/5.6, 1/500^e de seconde à f/8, 1/250^e de seconde à f/11, 1/125^e de seconde à f/16, etc. Toutes ces combinaisons donneront la même exposition.

Certains appareils étaient équipés d’un guide d’exposition donnant la valeur de l’indice de lumination en fonction des conditions d’éclairement et de la sensibilité du film :

La mesure de la lumière

Il existe deux méthodes de mesure de la lumière :

• la mesure de la lumière incidente ;
• la mesure de la lumière réfléchie.

La mesure de la lumière incidente

On utilise pour ceci un posemètre indépendant :

La cellule photosensible du posemètre est recouverte d’un « intégrateur », se présentant sous la forme d’une demi-sphère opale :

Avant de mesurer la lumière, il ne faut pas oublier de régler le posemètre à la sensibilité ISO du film ou du capteur.

Le schéma ci -dessous, donne le principe de la mesure :

On se place à l’endroit du sujet, et on oriente le posemètre dans la direction de l’appareil photo.

Pour effectuer la mesure, il suffit alors, avec un posemètre analogique, de faire correspondre le repère de l’aiguille « suiveuse » de l’appareil avec l’aiguille du galvanomètre pour obtenir la valeur correcte de l’exposition :

Cette valeur est indiquée sous la forme de l’indice de lumination (IL) correspondant à la valeur de l’éclairement mesuré, ou bien sous la forme d’une échelle circulaire des couples ouverture / temps de pose correspondant à cet indice de lumination :

Les posemètres à affichage digital disposent d’un bouton de mesure et de fonctions d’affichage équivalentes :

La mesure de la lumière réfléchie

Pour ceci, on peut utiliser un posemètre indépendant, ou bien le posemètre intégré de l’appareil photo.

Le schéma ci -dessous, donne le principe de la mesure :

La mesure de la lumière au moyen d’un posemètre indépendant

Pour effectuer la mesure, on se place alors à l’endroit de l’appareil photo, et on oriente le posemètre dans la direction du sujet.

Le posemètre doit être réglé pour effectuer une mesure de la lumière réfléchie ; il suffit pour ceci de retirer l’intégrateur utilisé pour la mesure de la lumière incidente :

Le posemètre est équipé d’une lentille dont l’angle de mesure est approximativement équivalent à l’angle de champ d’un objectif à focale normale.

La mesure TTL

La mesure de la lumière sera plus précise si l’on utilise le posemètre intégré de l’appareil photo. Les appareils reflex sont en effet équipés d’un système de mesure TTL (through-the-lens), dont l’angle de mesure correspond à l’angle de champ de l’objectif utilisé.

Ce système de mesure est couplé aux réglages du temps de pose et de l’ouverture de l’objectif, et les résultats s’affichent directement dans le viseur :

Ce système permet par ailleurs de bénéficier du réglage automatique de l’exposition (voir pour ceci le chapitre consacré à la maîtrise des automatismes).

On dispose généralement de trois possibilités de mesure : « ponctuelle », « pondérée centrale » et « matricielle » :

• La mesure ponctuelle (ou mesure spot) permet au photographe de procéder à la mesure d’un échantillon du sujet, dans les zones sombres, moyennes et éclairées du sujet, afin qu’il puisse estimer le meilleur réglage en fonction de ces différentes mesures.
• En mesure pondérée centrale, la mesure est effectuée globalement avec un angle de champ équivalent à celui de l’objectif ; l’exposition correcte est déterminée par la mesure de l’éclairement moyen du sujet, avec un poids plus fort pour la partie centrale de l’image.
• La mesure matricielle repose sur un traitement informatique d’analyse et de reconnaissance d’image (en noir et blanc ou en couleur, en 2D ou en 3D) ; l’exposition correcte est déterminée automatiquement par comparaison avec une base de données de cas types (contrejour, portrait, paysage enneigé, coucher de soleil, scène nocturne, etc.).

Les pictogrammes suivants sont couramment utilisés pour le réglage des différents mode de mesure :

Le choix d’une combinaison temps de pose / ouverture

Pour une même quantité de lumière éclairant le sujet, et pour une même sensibilité de film ou de capteur, plusieurs combinaisons de réglages temps de pose / ouverture sont équivalentes ; ainsi par exemple, les combinaisons suivantes sont équivalentes :

On peut ainsi par exemple compenser la fermeture du diaphragme d’une valeur en multipliant le temps de pose par deux, ou réciproquement compenser l’ouverture du diaphragme d’une valeur en divisant le temps de pose par deux.

Le photographe dispose de deux options :

• choix préalable de l’ouverture, et ajustement du temps de pose en conséquence (priorité à l’ouverture) ;
• choix préalable de la vitesse, et ajustement de l’ouverture en conséquence (priorité à la vitesse).

Le choix de l’une ou l’autre méthode sera fonction du sujet et du rendu que l’on souhaite, par exemple :

• priorité à l’ouverture dans les cas où l’on souhaite maîtriser la profondeur de champ (portrait, paysage…) ;
• priorité à la vitesse dans le cas d’un sujet mobile (photographie de sport ou d’action).

Cas où le choix du temps de pose est prioritaire

Le choix du temps de pose est prioritaire lorsqu’il existe un risque de bougé ou lorsque le sujet est mobile (photographie de sport ou d’action) ; dans ces cas on doit privilégier le choix d’un temps de pose court (au détriment toutefois de la profondeur de champ, car on doit compenser un temps de pose plus court par un diaphragme plus ouvert).

Photographie d’un sujet immobile

La photographie qui suit nous montre une photo floue à cause d’un défaut de mise au point :

Cet exemple n’est donné ici que pour comparaison avec la photographie suivante.

La photographie qui suit est floue parce que le temps de pose était trop long et que le photographe a bougé pendant la prise de vue :

On remarque un effet de flou « directionnel ». Le risque de flou est d’autant plus élevé qu’on utilise une longue focale et un temps de pose long. Pour y remédier, le photographe aurait pu utiliser un temps de pose plus court, ou bien utiliser un pied pour stabiliser l’appareil photo.

Photographie d’un sujet mobile

Dans la photographie qui suit, le sujet principal est flou, du fait du déplacement du sujet :

En « suivant » le sujet principal, celui-ci est net, mais l’arrière-plan est flou :

Avec un temps de pose très court (par exemple 1/1000^e de seconde) la photographie aurait pu être entièrement nette :

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