Les bases de la photographie : les réglages de l’appareil

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Comme vous le savez si vous avez lu nos précédents articles, nous ne sommes pas des experts de la photo. Alors quand on a eu cette idée de contenu éducatif sur les bases de la photographie (parce qu’il faut bien commencer par le début), on s’est dit qu’il valait mieux vous offrir un avis d’expert (qui reste compréhensible).

Nous avons donc contacter Alain Le Kim, un ami et « un vieux professionnel » de la photo comme il se décrit lui même.
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S’il l’acceptait, sa mission était simple : nous expliquer les bases de la photographie de manière simple et intuitive, en allant suffisamment loin pour permettre une compréhension globale, mais en n’allant pas trop en profondeur non plus pour ne pas nous perdre.
Nous vous précisons qu’Alain n’est pas plongeur, c’est important à savoir, mais tout ce qui s’applique à la photo sur terre s’applique à la photo sous-marine : les principes et lois physiques sont les mêmes, tout comme les appareils et objectifs.

Voici donc l’article d’Alain Le Kim sur les bases de la photographie, avec des photos d’illustration de notre copine Fanny.

Le principe de base de la photographie

Le processus photographique consiste à enregistrer des photons (les grains de lumière) sur un support qui restitue une image de la réalité.
Quel que soit le procédé, argentique (film) ou numérique, le principe reste le même : la lumière, c’est à dire des photons, vient frapper un matériau sensible qui fixe une image transmise par un dispositif optique (l’objectif de l’appareil photo) sur une surface plate.

Sur les appareils photographiques actuels, il s’agit du capteur numérique, constitué d’une multitude de points sensibles à la lumière (les pixels) qui génèrent un courant électrique proportionnel à l’énergie lumineuse transmise par l’objectif sur chaque point.

Sur les appareils dits « argentiques », la lumière vient frapper une surface sensible couchée sur un support souple, le film ou pellicule. Cette surface est constituée de grains d’oxyde d’argent qui réagissent à l’intensité lumineuse en devenant plus ou moins denses, une fois développée dans une solution chimique (le révélateur). Un grain non exposé sera transparent une fois développé, un grain exposé deviendra plus ou moins noir. La gamme de gris restituera une image inversée et transparente sur le film. On obtiendra ce qu’on appelle un négatif (les blancs sont noirs et inversement). Ce négatif servira à projeter, par un agrandisseur, une image sur une feuille de papier qui sera ensuite développée dans un bain de révélateur.
Pour la couleur, le principe sera le même : trois couches, sensibles chacune à une des couleurs primaires, permettront de reconstituer la gamme des couleurs présentes dans la scène photographiée.

Le système (ISO, ouverture, vitesse)

Pour que l’image soit enregistrée correctement, le capteur doit recevoir une quantité déterminée de lumière sur chaque pixel. On peut appeler ça la sensibilité du capteur.

Si le capteur reçoit trop de lumière, il sature. L’image est « surexposée » et la photo apparaît trop blanche. On finit par ne plus rien distinguer.

À l’opposé, si le capteur ne reçoit pas suffisamment de lumière, l’image est « sous-exposée ». Dans ce cas, la photo est tellement sombre qu’on ne distingue plus rien non plus.

Pour obtenir la juste quantité de lumière sur le capteur, les appareils photos offrent des réglages.
Les systèmes proposés sur tout appareil photographique permettent d’avoir une exposition juste, c’est à dire de distinguer correctement toutes les nuances de luminosité sur l’image enregistrée.
L’appareil dispose de boutons ou de molettes permettant de faire passer la bonne quantité de lumière sur le capteur.

Plusieurs facteurs sont en jeu :
— La sensibilité intrinsèque du capteur (les ISO)
— L’ouverture de l’objectif, du diaphragme (la bague ou la molette de diaph)
— La durée d’exposition du capteur (la molette de vitesse d’obturation)

Le bac et le robinet

Pour mieux comprendre ces trois facteurs de base de la photographie, utilisons une analogie très simple : imaginons que le capteur soit un bac rectangulaire d’une certaine hauteur et que, pour obtenir une image correcte, il doive être rempli à ras bord d’un liquide, de l’eau par exemple.

Le volume de ce bac peut être assimilé à la sensibilité du capteur. Il faut une certaine quantité d’eau pour un fonctionnement optimal.
Si le bac n’est pas plein, disons que l’image manque d’informations (pas assez de lumière pour le capteur). Si le bac déborde, il y a trop de liquide (trop de lumière pour le capteur).
Dans les deux cas, le résultat n’est pas satisfaisant et l’image est ratée.

Grâce à l’ouverture réglable de l’objectif (le diaph), c’est à dire la quantité de lumière que l’on va faire passer en même temps à travers le dispositif optique, on va régler le débit de lumière, comme un robinet d’eau plus ou moins ouvert qui débite donc plus ou moins d’eau.

Grâce à la vitesse d’obturation, on va régler la durée pendant laquelle le capteur reçoit de la lumière. On peut dire que c’est le temps durant lequel notre robinet restera ouvert.

Le volume du bac (la sensibilité du capteur) définit la quantité de liquide nécessaire.

Et l’on va pouvoir jouer avec ces trois facteurs pour obtenir une image correcte.

Comment ?

ISO / sensibilité

D’abord le volume du bac. On peut le changer en réglant les ISO. Moins le bac est haut, plus il est « sensible ». Moins on a besoin de lumière pour satisfaire le capteur, plus il est sensible.
Sur l’appareil photo on peut régler cette sensibilité en jouant sur la valeur ISO, un peu comme si on modifiait la hauteur (donc le volume) du bac. Plus la valeur est élevée, plus le capteur est sensible, car il a moins besoin de lumière pour former une image correcte.
Sur un capteur, pour augmenter sa sensibilité, on joue sur le gain électronique, on augmente l’amplification du courant que génère chaque pixel. Mais qui dit amplification dit bruit (un peu comme le souffle en audio). Plus on monte les ISO, plus l’image risque
d’être affectée par le bruit.
Donc pour avoir une image très fine, les ISO doivent être bas (64 ISO par exemple est une bonne base). Mais à ISO 6400, le bruit électronique est évidemment plus élevé et l’image devient moins « propre ». Je simplifie car il existe aujourd’hui des fonctions « réduction de bruit » qui reculent le seuil où l’image devient trop grossière. Aujourd’hui, les capteurs sont de plus en plus sensibles et permettent sans difficultés des photos de nuit ou dans des environnements très sombres.

On choisit la sensibilité en fonction des conditions de lumière.
En plein soleil, on peut régler les ISO assez bas (64 ou 100 ISO).
La nuit, on augmente la sensibilité du capteur en relevant le niveau des ISO (1600 à 6400 ISO par exemple).

La valeur d’ISO est simplement noté ISO x (x étant la valeur ISO).

Ouverture / diaph

Pour faire rentrer à chaque fois la bonne quantité de lumière en fonction des circonstances, on joue sur deux paramètres : le « diaph » et la vitesse d’obturation.
Revenons à notre bac. En « fermant » le robinet, l’eau s’écoule comme un filet, elle nécessite plus de temps pour remplir le bac. C’est pareil pour le capteur : si l’on ferme le diaph en tournant la molette l’objectif se ferme, le trou par lequel passe la lumière est plus étroit, il faut donc plus de temps pour exposer correctement le capteur. On doit donc jouer sur le second paramètre.

La valeur de diaph, la focale est notée : f/x (x étant la valeur de la focale).

Vitesse d’obturation / temps d’exposition

La vitesse d’obturation est le temps durant lequel le capteur est exposé à la lumière.
Exactement comme le temps qu’il faut pour remplir le bac. Si on ouvre le robinet à fond, le bac se rempli en un temps très court. Au contraire, si c’est juste un filet qui sort du robinet, il faut plus de temps pour le remplir.

Comme on le voit, ces deux paramètres sont liés. Si l’on augmente l’un, on doit diminuer l’autre pour avoir toujours le bac rempli à la bonne jauge, ou le capteur correctement exposé.

La vitesse d’obturation est notée 1/x (x étant la valeur de la vitesse) et est exprimée en secondes.

Tels sont les trois facteurs essentiels qui constituent les bases de la photographie.

Les effets induits

Il faut savoir que l’ouverture de l’objectif provoque des effets particuliers, tout comme d’ailleurs la vitesse d’obturation.

ISO et détails de l’image

Plus le chiffre ISO est bas, plus le capteur a besoin de lumière. Mais aussi, plus il permet d’enregistrer des détails.
Lorsqu’il y a beaucoup de lumière, on règle les ISO le plus bas possible (64 à 100).

À l’inverse plus le chiffre ISO est élevé (jusqu’à 6400 et plus), plus le capteur est sensible, moins il a besoin de lumière pour former une image. Très utile pour les environnements sombres, comme la nuit, ou les photos sous-marines, par exemple.

Mais ce serait trop simple s’il n’y avait pas une contrepartie. Plus le capteur est sensible, moins il enregistre de détails.

L’explication est facile à comprendre. Un capteur comportant de nombreux pixels permet de reproduire des détails fins, mais comme pour une même surface, les pixels sont nombreux, ils sont minuscules et captent donc moins facilement l’énergie lumineuse.
En revanche, si le capteur est très sensible, il comporte des pixels plus gros qui captent chacun bien plus de photons. Mais pour la même surface, il y a moins de pixels, donc moins de détails.

En pratique, sur les appareils modernes, les capteurs sont très sensibles et peuvent « monter » en ISO tout en formant des images correctes.

Photo sous-exposée
Photo correctement exposée
Photo surexposée

Illustration des effets du réglage d’ISO
Image de gauche : ISO 100. Image du centre : ISO 640. Image de droite : ISO 1250.
On voit clairement que l’image de droite est complètement surexposée, cramée, et on le voit bien sur le diagramme sous la photo. Il n’y a rien à faire pour une telle photo, il ne sera pas possible de récupérer des détails dans les zones surexposées.
La photo de gauche est légèrement sous-exposée. En post-production (avec Lightroom par exemple), il sera possible d’aller récupérer quelques détails dans les zones sombres de la photo.
Pour les trois images : f/13 et 1/200s.
Photos : Fanny Floirat Lohyer

Vitesse d’obturation et « immobilisation » du sujet

Viennent ensuite les effets de la vitesse d’obturation, qui peut varier de 1/4000ème de seconde ou moins à plusieurs secondes.

Moins l’exposition dure, plus on « immobilise » les sujets en mouvement.

Si l’exposition est réglée à 1/15ème de seconde, par exemple, et qu’on essaie de photographier une voiture (ou un poisson) qui passe, le sujet sera flou.

Mais si on photographie un paysage de nuit, on peut se retrouver à exposer plusieurs dizaines de secondes sans affecter la netteté (l’appareil doit être sur un pied, bien sûr, on ne peut pas faire confiance à sa main pour parfaitement immobiliser l’appareil trop longtemps).

En général, et pour simplifier la pratique, on peut mettre le réglage de vitesse en automatique, la vitesse variant en fonction de la quantité de lumière mesurée par l’appareil.

Ouverture et profondeur de champ

Voyons maintenant le diaph.

Sur les objectifs modernes, il peut varier de pleine ouverture (par exemple f/1,4) jusqu’à la fermeture très étroite, f/22 par exemple.

L’échelle des diaph est indiquée de la même façon sur tous les appareils et objectifs : de l’ouverture maximale (petit chiffre) à la fermeture maximale possible.

Sur cette échelle, à chaque fois qu’on change de valeur, on divise par 2 la quantité de lumière entrant par l’objectif.
Ainsi en passant de f/1,4 à f/2, on perd la moitié de la lumière passant par l’objectif. A f/2,8, 4 fois moins de lumière qu’à f/1,4, etc.

Le degré d’ouverture de l’objectif affecte ce qu’on appelle la profondeur de champ. La profondeur de champ est en quelque sorte l’épaisseur de la zone de netteté.
Plus on ouvre l’objectif, plus la profondeur de champ se réduit. A f/1,4, elle est très faible si l’objet se trouve très près (voir l’exemple du nudibranche ci-dessous). Bien sûr, si l’objet se trouve très loin, l’effet est moins visible.

Quand on ferme le diaph, on augmente cette zone de netteté. Par exemple si on photographie un groupe de personnes sur deux rangs à f/5,6, avec des personnages en pied, tout le monde sera net.

L’explication approfondie nécessite des notions d’optique que nous n’aborderons pas à ce stade. Sachez que plus vous fermez l’objectif, plus votre champ de netteté est épais, c’est à dire profond. Si l’on cherche un arrière plan éloigné aussi net qu’un premier plan, il faut fermer le diaph (à 8, à 11, ou même 16). Plus on ferme l’objectif plus on doit exposer longtemps.

Mais attention, cela dépend du grossissement optique, c’est à dire de la focale de l’objectif. Avec un grand angle, on a toujours une assez large profondeur de champ. Avec un téléobjectif, elle est de plus en plus réduite. Avantage et inconvénient. L’utilisation d’un téléobjectif à grande ouverture permet de rendre le fond du sujet flou et ainsi de « détacher » le sujet du reste de l’image.

C’est un choix. Et il a un coût. Un objectif à grande ouverture nécessite des lentilles de plus gros diamètre pour faire rentrer le plus de lumière possible, donc il sera plus lourd et surtout, beaucoup plus cher.

On le voit, ces trois paramètres (sensibilité ISO, vitesse d’obturation et diaph de l’objectif) sont liés. Ils permettent, en jouant avec leurs réglages, toutes sortes d’effets. Tout photographe se doit de comprendre ces bases de la photographie pour réussir de belles images.

Les automatismes

Aujourd’hui, bien sûr, si l’on peut choisir manuellement tous ces paramètres, c’est le bon moyen de maîtriser et de comprendre, par la pratique, les bases du processus photographique. Mais les appareils sont de plus en plus automatisés.

Autofocus

D’abord l’autofocus, sur lequel je n’ai pas besoin d’insister, encore que certains affinements soient possibles en fonction des sujets photographiés. L’appareil fait le point tout seul.

Exposition

L’appareil mesure la quantité de lumière nécessaire en fonction de la sensibilité ISO et il décide du meilleur couple vitesse / diaph. Dans ce cas, et selon les appareils, on peut mettre soit le diaph, soit la vitesse, soit les deux en automatique. Dans ce dernier cas, l’appareil choisit le couple diaph / vitesse le plus approprié. Mais attention, ça ne marche pas à tout les coups !

Rien ne remplace quelques séances en manuel pour appréhender pleinement l’influence des différents réglages sur le rendu !

On peut même décider de rendre automatique la sensibilité ISO. Cela évite que le couple diaph/vitesse change en toutes circonstances.

Pour approfondir ces notions, il faut se pencher sur des notions d’optiques, c’est un peu plus compliqué mais cela permet de mieux comprendre la profondeur de champ.
Il faut aussi s’intéresser aux systèmes d’exposition de l’appareil (par zones plus ou moins larges par exemple).
Et il ne faut pas oublier les diverses fonctions de l’autofocus de plus en plus riches et donc complexes.
Mais ce n’est pas nécessaire pour commencer à utiliser correctement un appareil photographique.

En conclusion, l’appareil va faire le point sur l’objet qui se trouve en premier plan au centre de l’image. Il va aussi mesurer lui-même l’exposition nécessaire et pourra aussi choisir lui-même la sensibilité (les ISO) en fonction des circonstances (plein jour, nuit, etc.)

Donc, s’il est intéressant et utile de comprendre les bases de la photographie et comment l’image est reproduite par un appareil, on peut aussi lui faire confiance, au début, pour avoir une photo satisfaisante.

Si le résultat n’est pas bon, on réfléchit à la raison qui a fait rater la photo:

  • Si l’image est floue, peut-être que le sujet bougeait trop vite. Peut-être que l’appareil n’a pas pu faire le point. Peut-être que l’exposition était trop longue et que la main n’a pas pu stabiliser l’appareil suffisamment.
  • Si l’image est trop sombre ou trop claire, l’exposition n’est pas correcte et il faut essayer de déterminer pourquoi. Soit la sensibilité est réglée trop faible (ISO inférieur à 100) pour les circonstances, soit au contraire le réglage ISO est trop élevé et le capteur reçoit trop de lumière. Si l’appareil est réglé sur ISO automatique, il faut voir la plage d’ISO dans laquelle l’appareil choisit.
    Ou alors, la situation est plus complexe et le système de mesure de lumière du capteur est piégé.
  • Il se peut aussi que la scène étant trop contrastée, l’appareil ne mesure pas correctement la situation. Par exemple certains contre-jours, certaines zones très contrastées.

C’est avec ce genre d’expérience que le photographe devient plus aguerri, en compensant les réglages en fonction de l’expérience acquise. Compenser les réglages et les ajuster en temps réel, en fonction de la scène qui se déroule devant ses yeux signifie aussi qu’il faut comprendre les bases de la photographie.

Mille mercis à Alain Le Kim pour la rédaction de cet article, ainsi qu’à Fanny Floirat Lohyer pour les photos d’illustration.