Qu’est-ce que le triangle d’exposition ?

C’est un des piliers de la photographie… mais un triangle, pas certain !

Avant de parler « triangle », voici la définition donnée par Wikipédia de l’exposition :

L’exposition en photographie désigne la quantité totale de lumière reçue par la surface sensible (pellicule argentique ou capteur numérique) pendant la prise de vue.

Wikipédia

Cette définition m’embête un peu, car comme nous allons le voir, seuls deux paramètres contrôlent la quantité totale de lumière reçue par la « surface sensible » : l’ouverture et la vitesse (ne vous en faîtes pas, j’en parle un peu plus bas). Notre « triangle » prend donc un mauvais départ, il lui manque un paramètre. Et ce paramètre, c’est la sensibilité de la « surface sensible » à la lumière, les ASA en argentique, les « ISO » en numérique.

Ouverture, vitesse, ISO : voilà les 3 notions essentielles sur lesquelles je vais revenir dans quelques instants. Mais tout d’abord, un petit arrêt pour discuter « exposition ».

L’exposition

L’exposition désigne une quantité de lumière reçue sur une surface plus ou moins sensible. Pour la génération du numérique, cela se traduit par une image plus ou moins lumineuse lorsqu’on regarde ce qu’on vient de prendre au dos du boitier ou sur l’écran du PC. Mais pour l’argentique comme pour le numérique, l’exposition, c’est aussi un chiffre, appelé EV en anglais pour « Exposure Value » et IL en français pour « Indice de Lumination ». Ce chiffre, vous le connaissez déjà, il est présent sur tous les boîtiers numériques, vous le voyez à chaque fois que vous regardez dans l’œilleton. La preuve, regardez :

Extrait d’un manuel Canon

Lorsque vous prenez une photo, votre appareil mesure la lumière reçue par le capteur et vous montre par cet indicateur le niveau d’exposition calculé. Cela prend en compte les paramètres de votre appareil et la manière dont vous lui avez demandé d’évaluer l’exposition (mais ce sera pour un autre article). Vous voyez donc un petit index se déplacer. Lorsqu’il se déplace vers les valeurs négatives (à gauche), votre photo est dite « sous-exposée » et lorsqu’il est trop à droite, elle devient « surexposée ».

Une petite subtilité réside dans le fonctionnement des chiffres EV. Mathématiquement, l’EV est défini comme une fonction logarithme en base 2. Retenez que faire un x2 sur la quantité de lumière reçue revient à faire un +1 en échelle EV.

Dans l’exemple ci-dessous, j’illustre ce qu’indiquerait votre appareil avec une exposition de -1 EV, 0 EV et +1 EV.

Image à -1 EV, 0 EV et +1 EV

Basiquement, une image « sous-exposée » est trop sombre : les réglages de votre appareil photo ne permettent pas de laisser assez de lumière rentrer. Les tons foncés risquent alors de perdre des informations, il sera impossible de faire la différence entre deux tons foncés proches, les deux vous apparaîtront identiques. À l’inverse, une image « surexposée » est trop lumineuse : votre capteur reçoit trop de lumière et sature. C’est maintenant aux tons clairs de trinquer : vous ne pourrez plus différencier des tons clairs proches (les zones claires apparaissent alors « brûlées », « cramées »).

Dans cet exemple, il faudrait donc arriver à faire rentrer davantage de lumière pour l’exemple à -1 EV et moins de lumière pour celui à +1 EV… mais comment faire ?

Les paramètres influant sur l’exposition

On l’a vu dans la partie précédente, pour prendre une image avec une exposition correcte, il faut que les réglages de l’appareil photo laissent rentrer la bonne quantité de lumière pour le capteur. Analysons alors le rôle de la vitesse, de l’ouverture et des ISO dans l’exposition.

Vitesse (temps d’exposition)

Ce paramètre est le plus simple et le plus direct à comprendre. Il représente le temps pendant lequel la lumière arrivera au capteur. Plus ce temps sera long, plus le capteur sera illuminé, plus l’exposition augmentera. À chaque fois que vous doublez le temps d’exposition, l’exposition double (ce qui se traduit par + 1 EV).

Ainsi, si vous avez une vitesse d’exposition de 1/200 (0.005 secondes) et que vous passez à 1/100 (0.01 secondes), vous gagnez 1 EV.

Ouverture

Ce paramètre désigne la quantité de lumière que votre objectif laisse rentrer. L’exemple de Wikipédia est parlant. Voici ci-dessous différentes ouvertures pour le même objectif.

Différentes ouvertures pour un 50mm f/1.8

Ce qui moins parlant, c’est la manière de mesurer cette ouverture. Sans entrer dans les détails, ce qu’on appelle « ouverture » est en fait la division entre la distance focale et le diamètre le plus petit rencontré sur le chemin optique. On retrouve cette notion de division par la notation même de l’ouverture, par exemple f/4. Ce qui est encore un peu moins parlant, c’est de remarquer que plus le chiffre « X » de la notation f/X est petit, plus l’ouverture est grande…

Afin d’aller au plus simple, je vous propose de retenir la règle suivante : l’exposition est doublée (+1 EV) à chaque fois que l’ouverture « f » est divisée par \sqrt{2} \approx 1.41. Voici la liste des ouvertures « classiques », de la plus lumineuse à la plus sombre, avec à une différence d’1 EV entre chaque : f/1.4 – f/2 – f/2.8 – f/4 – f/5.6 – f/8 – f/11 – f/16 – f/22 – f/32.

Ainsi, passer d’une ouverture de f/5.6 à f/4 a pour effet de d’augmenter l’ouverture de l’objectif et conduit à un gain d’exposition d’1 EV (4*\sqrt{2} \approx 5.6). Passer de f/2.8 à f/8 « ferme » l’objectif et représente une multiplication du dénominateur par \sqrt{2} * \sqrt{2} * \sqrt{2} \approx 2.8 (f/2.8 * 2.8 \approx f/8), donc -3 EV.

La gymnastique intellectuelle n’est pas évidente au début, mais on s’y fait vite, promis !

Bon, j’ai menti, je vais mettre un grain de science quand même, au moins pour justifier ce fameux \sqrt{2}. Si on revient à la formule de l’ouverture, c’est le rapport entre la distance focale et le diamètre de l’ouverture laissant passer la lumière. Or, la quantité de lumière qui rentre par un disque est proportionnelle à sa surface. Et si vous vous rappelez un peu des maths, la surface d’un cercle est égale à S = \pi * r^2 (avec r le rayon) ou encore, en utilisant d pour le diamètre S = \pi * (d/2)^2 = \pi * d^2/4. Pour double la surface, il faut que d augmente de \sqrt 2. CQFD.

ISO

Ce paramètre représente la sensibilité du capteur. Contrairement à la vitesse et à l’ouverture, ce paramètre n’agit pas directement sur la lumière reçue sur le capteur. Il se comporte davantage comme un multiplicateur du signal reçu par le capteur (il agit donc après la prise de vue).

Les ISO sont très simples à comprendre : pour doubler l’exposition (+1 EV), il faut doubler les ISO. Ainsi, pour doubler l’exposition sur un appareil réglé à 800 ISO, il faut doubler les ISO et passer à 1600 ISO. Idem, si une image est surexposée de 2 EV à 400 ISO, il faut descendre à 100 ISO pour retrouver une exposition correcte.

Bon, et maintenant, ce triangle ?

Ça y est, on a nos trois paramètres (vitesse, ouverture, ISO). Un triangle, c’est trois côtés, trois sommets. Qu’est-ce qu’on attend ? En fait je n’ai plus rien à dire, vous savez déjà tout ! L’idée du « triangle d’exposition » est de faire prendre conscience aux photographes qu’il existe tout un tas de combinaisons possibles de ces trois paramètres pour arriver à la même exposition.

Prenons un exemple et admettons que mon image soit bien exposée avec les paramètres suivants : 1/200 (vitesse), f/4 (ouverture), 800 ISO.

  • Si je veux davantage figer le mouvement, je dois augmenter la vitesse. Je décide de passer de 1/200 à 1/400. Avec ce choix, je laisse deux fois moins de temps à la lumière pour rentrer, je diminue ainsi l’exposition de 1 EV, elle se retrouve à -1 EV. Pour retrouver une exposition correcte, je peux :
    • augmenter l’ouverture d’1 EV, ce qui donnerait : 1/400 – f/2.8 – 800 ISO
    • doubler la sensibilité, ce qui donnerait 1/400 – f/4 – 1600 ISO
  • Si je veux augmenter la profondeur de champ, je dois fermer davantage. Je décide de passer de f/4 à f/8 ce qui a pour conséquence de diminuer l’exposition de 2 EV. Pour revenir à une bonne exposition, je peux :
    • allonger mon temps d’exposition d’un facteur 4 : 1/50 – f/8 – 800 ISO
    • augmenter la sensibilité d’un facteur 4 : 1/200 – f/8 – 3200 ISO
    • augmenter temps d’exposition et la sensibilité : 1/100 – f/8 – 1600 ISO
  • Si je veux moins de bruit, il faut descendre les ISO. Je choisis de passer de 800 à 200 ISO. En divisant par 4 les ISO, je diminue par 2 l’exposition : sans autre changement, je serais à -2 EV. Pour revenir à une exposition correcte, je peux :
    • augmenter le temps de pose par 4, ce qui donnerait : 1/50 – f/4 – 200 ISO
    • augmenter l’ouverture de 2 EV, ce qui donnerait 1/200 – f/2 – 200 ISO
    • allonger le temps de pose et l’ouverture : 1/100 – f/2.8 – 200 ISO

Comme vous le voyez, l’exposition est une espèce de balance à trois paniers qu’il faut garder en équilibre. Un des rôles du photographe est de comprendre l’influence de la vitesse, de l’ouverture et des ISO sur l’exposition afin de réussir à faire la photo avec l’effet souhaité tout en conservant une exposition correcte.

Olivier Écrit par :

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