Les fondamentaux de la photographie : Le triangle d’exposition

En préambule

Quelque soit le site lié au monde de la photo, vous trouverez toujours un article ou une vidéo sur les fondamentaux de la photographie. Les bases de la photographie numérique sont indispensables à connaître avant de se lancer dans la pratique de la photo. Il revient à chacun d’expliquer au mieux ce que sont ces fondamentaux, mais rassurez-vous, il n’y a rien de bien complexe à les comprendre.

Quelque soit la manière d’aborder le sujet, il n’est pas possible de faire l’impasse sur le triangle d’exposition. En effet cette représentation des trois piliers de la photographie est tout naturellement représentée par un triangle. En priorité il faut retenir ceci : Toute modification de l’un des composants du triangle influe directement sur les autres : le but étant d’obtenir une photo correctement exposée, c’est à dire ni trop claire, ni trop foncée.

Les modes PASM et le mode Auto

Très schématiquement votre appareil peut faire tous les réglages tout seul : c’est le mode automatique ( AUTO ). Si l’on souhaite aller un peu plus loin on peut indiquer à l’ appareil que l’on souhaite prendre en charge quelques réglages et dans ce cas on utilisera le mode programme ( P ).

Molette réglages PASM

Un autre mode va permettre de décider de la vitesse d’obturation, l’appareil s’occupant alors d’ajuster les autres paramètres : c’est le mode priorité vitesse ( S ou Tv ). Si on lui indique que l’on souhaite gérer le diaphragme, l’appareil ajustera les autres réglages tout seul : Il s’agit du mode priorité ouverture ( A ou Av ). Il existe enfin un mode pour lequel on doit tout gérer : il s’agit du mode manuel ( M ). Sur votre appareil une molette permet de sélectionner le mode que l’on souhaite utiliser.

Le schéma ci-dessous résume – ou plutôt synthétise – en une seule image l’ensemble de ce que nous allons voir dans cet article. Les trois composants vont vous être décrits en détail. Ne soyez donc pas inquiet si pour l’instant ce schéma semble être un peu complexe, vous verrez qu’il n’en est rien. Bien, alors allons-y !

Les fondamentaux de la photographie : Le triangle d’exposition

La durée d’exposition ou vitesse d’obturation

C’est le temps pendant lequel le capteur de l’appareil photo reste exposé à la lumière. La durée d’exposition s’exprime en fractions de secondes, en secondes, voire en minutes. Plus la vitesse est grande et moins il y aura de lumière qui atteindra le capteur.
Il est d’usage d’utiliser l’inverse de la focale en temps d’ouverture, ainsi si l’on prend une photo avec une focale de 100mm alors on devra utiliser un temps d’exposition au moins égal à 1/100^ème   de seconde, et pour une focale de 300mm il faudra alors au moins 1/300^ème  de seconde. Grâce à cette règle il sera possible d’éviter le flou de bougé. Même si aujourd’hui des progrès considérables ont été réalisés pour intégrer la stabilisation d’image tant sur les objectifs que sur les boitiers, le fait d’appliquer cette règle reste quand même d’actualité surtout lorsque l’on débute.

Lorsque le temps d’exposition est inférieur à 1/60^ème de secondes il devient alors indispensable de stabiliser l’appareil photo avec un trépied. Généralement les vitesses d’obturation les plus rapides sont de l’ordre de 1/8000^ème de secondes et les plus lentes de l’ordre de 30 secondes.

Passer d’une vitesse d’obturation de 1/100^ème de seconde à une vitesse d’obturation de 1/200^ème correspond à diminuer le temps d’exposition du capteur de l’appareil photo, à la lumière, par 2. Passer d’une vitesse d’obturation de 1/100^ème de seconde à une vitesse d’obturation de 1/50^ème de seconde correspond à augmenter l’exposition à la lumière du capteur par 2. Augmenter ou diminuer l’exposition du capteur par 2 signifie aussi que l’on augmente ou que l’on diminue l’exposition de 1 diaphragme. (c’est le terme le plus souvent utilisé)

Photo prise au 1/1000ème

Une vitesse d’exposition rapide va permettre de figer un mouvement : Le sujet photographié sera net même s’il a « bougé » pendant la prise de vue. Sur cette photo prise au 1/1000ème de seconde, j’ai obtenu une image dans laquelle l’eau est totalement figée et totalement nette.

Une vitesse d’obturation lente permettra de réaliser des photos en pose longue. Le choix de la vitesse d’obturation permet d’élargir nos décisions créatives en rendant intentionnellement un sujet flou ou bien net. Sur cette photo prise avec une vitesse de 5 secondes, tout ce qui ne bouge pas dans la photo reste net (c’est le cas des rochers et des pierres). Par contre pendant les 5 secondes l’eau s’est écoulée et sa représentation est totalement floue. Cet effet cotonneux de l’eau est la conséquence de la pose longue. Dans certains cas les poses longues peuvent durer plusieurs minutes, selon l’effet recherché. Ce type de photo permet d’augmenter sa créativité en créant de somptueux effets.

Photo prise à 5 secondes

Le mode qui permet d’indiquer à l’appareil photo à quelle vitesse on souhaite prendre la photo s’appelle le mode priorité vitesse ( S ou Tv) sur la molette de réglage de mode de votre appareil. L’appareil calculera alors quelle ouverture et quelle valeur Iso (auto) il faudra pour que l’image soit correctement exposée (ni trop claire, ni trop foncée) en fonction de la vitesse que vous aurez sélectionnée.

L’ouverture ou diaphragme

L’ouverture appelée aussi diaphragme est la quantité de lumière qui traverse l’objectif. Un système de lamelles permet d’ouvrir ou de fermer le diamètre du diaphragme et, ce faisant, laisse passer plus ou moins de lumière vers le capteur de l’appareil photo.

Ouvertures de diaphragme

Le mode qui permet d’utiliser l’ouverture s’appelle la priorité à l’ouverture. On indique à quelle ouverture on souhaite prendre la photo et l’appareil photo calcule à quelle vitesse il est nécessaire de se positionner afin d’obtenir une image bien exposée.

On entend souvent parler du nombre f. C’est en fait la notation utilisée pour représenter la valeur d’ouverture : f/8 signifie que le diaphragme est ouvert à f:8.

Pour comprendre la notation il faut savoir que la séquence des nombres d’ouverture standards les plus courants sont : f/1 ;  f/1,4 ; f/2 ; f/2,8 ; f/4 ; f/5,6 ; f/8 ; f/11 ; f/16 ; f/22 ; f/32

Chaque fois que l’on passe d’une valeur à une autre on diminue ou on augmente la quantité de lumière vers le capteur par 2. Ainsi si l’on passe de f/8 à f/11 on diminue la quantité de lumière par 2, si l’on passe de f/8 à f/16 on diminue la quantité de lumière par 4.

Golfe de Bonifacio à f/16

La principale difficulté que l’on rencontre lors de l’apprentissage des valeurs de diaphragme tient au fait que plus la valeur f est grande et plus le diaphragme est fermé. La valeur f/2,8 représente un diaphragme très ouvert et f/16 un diaphragme très fermé. De plus sur les boitiers haut de gamme ce réglage peut se faire par ⅓ de diaphragme.

Epi de blé à f/3,5

L’utilité de choisir une valeur de diaphragme tient au fait que ce faisant on choisit également une profondeur de champ c’est-à-dire la zone de netteté de l’image. Plus le nombre f est petit et plus la profondeur de champ sera petite et plus le nombre f sera grand et plus la profondeur de champ sera grande.

Comme nous le montrent ces deux photos, le golfe de Bonifacio pris à f/16 permet d’avoir une image où tout est net, alors que sur la photo de l’épi de blé prise à f/3.5 seul l’endroit où j’ai fait la mise au point est net (l’épi de blé), le reste est flou. Grâce à ces paramètres vous pourrez construire des images avec la zone de netteté que vous souhaiterez. On verra dans un prochain tutoriel que la focale de l’objectif a aussi une importance dans ces choix créatifs.

Les ISO

Définition / Théorie

Le réglage Iso constitue la troisième donnée essentielle permettant une exposition correcte avec l’ouverture (diaphragme) et la vitesse d’obturation (shutter speed).
Dans la théorie, la mesure de la sensibilité à la lumière d’une pellicule ou du capteur d’un appareil photo numérique est déterminée par des valeurs selon la norme ISO (Organisation Internationale de Normalisation).
En photographie numérique le réglage des valeurs ISO n’agit pas exactement sur la sensibilité du capteur lui-même mais sur l’amplification du signal produit. Le signal envoyé par le capteur est amplifié pour être utilisable et cette amplification peut être plus ou moins importante : c’est le réglage ISO.
Pour faire simple, une sensibilité de 200 ISO signifie que le capteur sera deux fois plus sensible à la lumière qu’à 100 ISO.

A 400 ISO il sera deux fois plus sensible qu’à 200 ISO et quatre fois plus sensible qu’à 100 ISO etc.

Comparaison Lumière/Sensibilité du capteur

Sur le graphique suivant on observera que lors de la prise de vue plus la lumière ambiante diminue et plus on pourra compenser cette perte de lumière en augmentant la sensibilité ISO – (Toutes choses étant égales par ailleurs c’est à dire pour une même ouverture de diaphragme et une même vitesse d’obturation).

Réglages / Bases

En ce qui concerne les réglages, il est souhaitable, en règle générale, de se placer sur des valeurs ISO faibles (100 ou 200 ISO) pour que la qualité de l’image soit la meilleure possible. Certains appareils photo permettent même de se positionner sur 50 ISO.

Une sensibilité élevée, c’est à dire une valeur ISO importante sera très utile lorsque les conditions de luminosité de la scène à photographier seront basses.

Il est préférable de n’avoir recourt à l’augmentation des ISO que dans la mesure où il n’est pas possible de modifier les autres paramètres du triangle d’exposition.

Ce sera le cas chaque fois que la vitesse d’obturation, notamment, sera inférieure au 1/40ème de seconde et que, par conséquent, le risque de flou de bougé sera important.
Dans la mesure où on ne peut modifier ni la vitesse, ni l’ouverture il faudra alors envisager d’augmenter les ISO jusqu’au moment où la vitesse permettant une prise de vue sans risque de flou de bougé sera atteinte.

Ce problème pourrait être résolu par l’utilisation d’un trépied par exemple, ce qui nous permettrait d’utiliser des vitesses d’obturation très faibles, mais dans la perspective où l’on ne peut travailler qu’à main levée, il ne reste que la solution de monter les ISO.

Sur la plupart des appareils photo numérique il est aussi possible de positionner ce réglage sur Auto. Dans ce cas c’est l’appareil qui déterminera la sensibilité la plus adaptée en fonction des conditions d’éclairage de la scène à photographier et des paramètres des deux autres composants du triangle d’exposition (diaphragme et vitesse d’obturation) de manière à obtenir une image correctement exposée.

Cependant, sauf pour des cas bien particuliers, il est préférable de ne pas utiliser cette possibilité. En effet, il est toujours préférable de créer son image en maîtrisant la totalité des paramètres de prise de vue.

Le bruit numérique

Même si un réglage des ISO sur des valeurs hautes permet la prise de vue dans des conditions de basse luminosité, on peut facilement imaginer que comme pour le son – qui va saturer dès que l’on monte le niveau trop haut -, le fait de venir sur des valeurs ISO trop importantes va générer une dégradation de la qualité de notre image.

Cette amplification du signal généré par le capteur a pour conséquence la formation de « bruit numérique » qui se traduit par un aspect granuleux de la photo et notamment sur les zones les plus sombres. On constatera alors une dégradation de l’image par l’apparition de points blancs (on parle alors de bruit de luminance) et des points colorés (que l’on appelle bruit de chrominance).

La taille du capteur a aussi son importance. En effet plus le capteur sera grand et moins il y aura de génération de bruit. D’autres facteurs peuvent être aussi générateurs de bruit numérique, par exemple la montée en température du capteur lors de poses longues.

Ce bruit pourra être réduit de deux manières différentes :

1 – Lors de la prise de vue sur les appareils photo qui le permettent, il est possible de sélectionner dans le menu du boitier l’option de « réduction du bruit ISO élevé ».

2 – Lors de la post-production surtout si vous avez shooté votre image au format Raw. Les résultats sont très souvent moins bon que la réduction de bruit lors de la prise de vue mais des outils comme Lightroom ou DXO OpticsPro par exemple offrent une solution de traitement du bruit très performante.

ISO Natifs

La sensibilité native d’un appareil photo est la valeur ISO qui génèrera le moins de bruit numérique.

Iso Natif Sony Alpha 99 (DxoMark)

Comme on le voit sur ce graphique produit par Dxo Mark pour le Sony Alpha99, afin de limiter au maximum le bruit numérique, les fabricants calibrent la sensibilité ISO de manière à ce que pour une valeur ISO nominale de 100 ISO par exemple, l’appareil travaille en fait à 61 ISO.
On remarque aussi que la valeur 6400 ISO a été mesurée en fait à 3762 ISO et la valeur 25600 ISO est en réalité 14801 ISO.
Les valeurs sont presque divisées par 2. On peut penser que la course à l’appareil qui montera le plus haut dans les ISO sans générer trop de bruit relève du marketing et de la politique commerciale des fabricants et ce petit subterfuge laisse à penser que ce n’est pas prêt de s’arrêter.

Incidence sur la plage dynamique

Quand on augmente les ISO, on diminue aussi la plage dynamique de l’appareil photo. C’est à dire que l’on diminue la différence entre les tons les plus clairs et les tons les plus sombres, l’image aura alors l’air plus plate, plus fade, moins contrastée.

Utilisation / En Pratique

En pratique un réglage à 100 ISO permet une prise de vue par temps clair ensoleillé. Certains appareils photo permettent même un réglage à 50 ISO. En dehors de ce réglage de base, les réglages les plus utilisés sont 200, 400 voire 800 ISO. Si le temps est nuageux on utilisera alors 200 ISO et 400 ISO si le temps est un peu plus gris. 400 et 800 ISO s’utilisent aussi en intérieur lorsque les conditions de luminosité sont très faibles, de la pénombre à la lueur d’une bougie.

Au-delà de ces valeurs c’est à dire 1600, 3200 ISO et plus, leur utilisation est à réserver pour des photos de nuit et dans la mesure où l’on ne peut pas stabiliser l’appareil avec un trépied ou un autre support.

Les appareils photo haut de gamme sont en mesure de gérer ces valeurs ISO élevées sans générer un taux de bruit trop important et souvent même au-delà de ces valeurs (6400, 12800 et +). De plus ce type d’appareil permet de gérer les ISO par pas d’un tiers d’IL (Indice de lumination). On notera que les trois appellations suivantes signifient la même chose IL (indice de lumination) = EV ( Exposure Value) = Diaphragme.

Il sera alors possible de monter de 100 ISO à 200 ISO par pas successifs de 100, 125, 160 et 200 ISO puis 250 et 320 ISO pour passer de 200 à 400 ISO et ainsi de suite jusqu’à 25600 ISO voire encore plus sur certains modèles.

Pour connaître les capacités de votre appareil à gérer les ISO et connaître la limite acceptable de bruit numérique que génère votre matériel, il faut se rendre sur le terrain. On réalise alors une série de clichés de la même scène en incrémentant la valeur ISO pour chacune des prises. Après analyse de chacun de vos clichés vous serez alors en mesure de déterminer jusqu’à quelle valeur ISO vous pouvez aller avec votre matériel pour que l’image VOUS convienne.
Certains n’accepteront aucun compromis quant à la qualité de leur image, d’autres laisseront un léger bruit sur leur cliché sans que cela ne les dérange.
C’est affaire de goût personnel et chacun d’entre nous réagit différemment sur le sujet.

Je vous propose d’analyser les différentes prises de vue que j’ai réalisé pour illustrer la montée de bruit lorsqu’on utilise des valeurs ISO élevées.

Il apparait clairement sur cette dernière image que le bruit numérique peut rendre des photos inexploitables. Principalement présent dans les zones sombres de l’image, il dénature quand même l’intégralité de l’image. Dans les exemples suivants – et c’est valable pour bon nombre de boitier – il faut rester raisonnable sur les Iso. A partir de 6400 Iso la dégradation commence à être perceptible. Mais comme je l’ai déjà dis cela dépend de votre propre jugement et cela n’appartient qu’à vous.

En conclusion

Voilà ce premier tutoriel sur les fondamentaux de la photographie : Le triangle d’exposition se termine. J’ai fait en sorte de rester très général pour essayer d’être le plus clair possible et ne garder que l’essentiel. D’autres tutoriels aborderont de manière plus détaillée certains des aspects que je n’ai pas abordé ici. Une fois ces premières notions comprises, il reste une chose à faire très importante – peut-être même la plus importante – prenez votre appareil et allez faire de la photo. Testez les différents réglages que l’on a abordé dans ce tuto. Regardez ce qui se passe si vous changez le diaphragme, que se passe-t-il si vous modifiez la vitesse ? etc.

Conservez ces images et regardez les une fois rentré à la maison. Tous les clichés que vous avez pris sont autant de connaissances que vous allez engranger. Vous allez gagner en expérience. Ensuite, quand le triangle d’exposition n’aura plus de secret pour vous, alors nous pourrons découvrir ensemble toutes les subtilités qui feront que, de plus en plus, photographier deviendra un vrai plaisir.

N’hésitez pas à me faire part de vos commentaires sur le sujet, me dire comment vous procédez, quelle est votre propre méthode, est ce que cet article vous a été utile, bref n’hésitez pas à enrichir le dialogue.

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Et en attendant faites des photos !

Date de première publication : 19 mai 2017