Aujourd'hui, je reviens sur une notion de base en photographie, mais qui est souvent difficile à comprendre. Je vais parler des valeurs de l'ouverture du diaphragme, qui permettent de régler la profondeur de champ, tout en ayant une incidence sur la durée d'exposition.

La lentille d'un appareil photo est un système optique complexe qui est optimisé pour permettre une grand souplesse d'utilisation. Malheureusement, il nous faut composer avec les lois de l'optique; celles-ci rendant les choses parfois un peu plus compliqué que l'on aimerait.

La lumière qui éclaire votre sujet file droit sur l'objectif, le traverse et vient illuminer le capteur ou la pellicule. Dans un système optique idéalisé, tel que l'on peut l'apprendre à l'école, un seul rayon de lumière par point sur le sujet vient frapper la pellicule et tous les rayons se focalisent à un seul et même point.

Mais regardons bien un objectif photo. Généralement, c'est gros et c'est lourd (certain diront que plus c'est gros et lourd, meilleur il sera). La lumière frappant la face frontale de la lentille ne peut en aucun cas être un rayon unique, on peut considérer que c'est un gros paquet de rayons qui vont entrer dans la lentille et ces rayons, pour un point donné sur sujet, ne vont pas converger tout droit vers le point de focalisation, un grand nombre d'entre eux divergeront un peu (en tout cas, c'est comme ça que je me le représente).

C'est ici que le diaphragme va entrer en jeu, il va permettre de déterminer la quantité de lumière qui va rentrer. Des scientifiques ont travaillé fort pour nous et il ont trouvé une formule qui permet de calculer la quantité de lumière par rapport au diamètre du diaphragme, et nous sommes chanceux, car cette formule prend en compte la distance focale de l'objectif et reste constante quelque soit la focale.

Comme point de départ, nous prenons un diaphragme d'un diamètre égal à la focale fait rentrer exactement la même quantité de lumière que celle qui illumine le sujet. Essayons d'imaginer: pour un 24mm, cela prend un diaphragme de 24mm - c'est envisageable. Pour un 300mm, cela prend un diaphragme de 300mm, c'est moins raisonnable. Ne parlons pas des lentilles monstrueuses à 600mm et plus. Vous commencez peut-être à comprendre pourquoi les objectifs à grand angle ont des meilleures ouvertures que les longues focales. Heureusement pour les fabricants de lentille, le diaphragme n'est pas nécessairement placé au point focal, il leur est donc possible d'avoir un diaphragme de plus petite taille, c'est le jeu des multiples lentilles qui permet alors une modification des proportions.

Maintenant, ces scientifiques ont également déterminé que si on diminue l'ouverture du diaphragme d'un facteur de racine carrée de deux, on diminue la quantité de lumière par deux. Plus interessant encore, on peut appliquer plusieurs fois la règle et le tout reste constant, on divise toujours la quantité de lumière par deux. Théoriquement, ce cycle est infini, car on se rapprochera toujours de zéro, mais on ne l'atteindra jamais. En pratique, c'est inutile et irréaliste, car le diaphragme n'est pas parfait, il est constitué d'ailettes superposées qui, lorsque l'ouverture est très petite, crée un effet de halo qui rend l'image floue. Ce halo est très visible sur les sources de lumières ponctuelles.

Si nous notons f/1 une ouverture correspondant à la distance focale, lorsque nous diminuons cette ouverture d'un facteur de racine carrée de deux, la nouvelle ouverture a une valeur de f/1.4.

Nous obtenons, en appliquant toujours la même règle une échelle telle que celle-ci:

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

Et le miracle de cette opération, c'est que associé à l'échelle normalisée des valeurs iso (100, 200, 400, 800) et l'échelle normalisée des durées d'exposition, on obtient un système qui fait que l'on peut échanger un paramètre pour l'autre. En changeant de sensibilité d'une valeur (on passe de 100 à 200) ou en changeant la durée d'exposition d'une valeur (on passe de 1/100 à 1/200) ou on change d'une valeur de diaphragme (de f/5,6 à f/4) on obtient le même résultat théorique: on double la quantité de lumière exposée.

En contrepartie, le changement d'ouverture induit un changement de profondeur de champs, car plus on fait rentrer de lumière, plus on fait rentrer des rayons divergents, qui ne focalisent pas au même point, et donc ne s'impriment pas au même endroit sur la péllicule ou le capteur. Par contre, plus le paque de rayons est proche de la distance de mise au point indiquée par la bague (ou par l'afficheur), plus ce paquet de rayons va converger et créer une image nette.