Technique photo: Vitesse d’obturation

Avec l’ouverture, la vitesse d’obturation est l’un des paramètres fondamentaux d’une prise de vue. Avec les automatismes, cette notion est trop souvent négligée alors qu’elle joue un rôle primordial sur la netteté, l’exposition, et le rendu des scènes en mouvement.

Définitions

Vitesse obturation

La vitesse d’obturation, également appelée temps de pose correspond à la durée pendant laquelle l’obturateur est ouvert. Pendant cette période, la pellicule ou le capteur est exposé à la lumière venant de l’objectif. Ce paramètre s’exprime en seconde.

Sur la plupart des appareils reflex, les durées peuvent se régler de 30s à 1/2000, 1/4000 ou 1/8000s. Comme pour l’ouverture, les différentes valeurs sont normalisées: 1/8000, 1/4000, 1/2000, 1/1000, 1/500, 1/250, 1/125, 1/60, 1/30, 1/15, 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2, 4, 8, 15, 30. Nous avons globalement un facteur 2 entre ces valeurs. Cela veut dire que passer d’une vitesse à une autre, multiplie ou divise par deux, la quantité de lumière entrant dans le boîtier.

Au-delà de 30s, il existe deux modes spécifiques:

  • La pose B (bulb): l’obturateur est ouvert le temps que le photographe appuie sur le déclencheur,
  • La pose T: l’obturateur s’ouvre lors du premier appui sur le déclencheur, et se ferme lors du second appui.

Même si ces deux modes sont accessibles directement sur les appareils, il vaut mieux disposer d’une télécommande pour les utiliser, pour éviter les vibrations.

Fonctionnement d’un obturateur

Lorsque nous appuyons à fond sur le déclencheur de notre boîtier, il se passe deux choses: le miroir qui permet la visée se relève, et l’obturateur s’ouvre. A la fin du temps de pose, l’obturateur se referme, et le miroir revient dans sa position initiale.
Il existe deux types d’obturateur:

  • Obturateur à Iris qui ressemble à un diaphragme capable de se fermer complètement,
  • Obturateur à rideau, composé de lamelles (ou rideaux) étanches à la lumière, qui se déplacent verticalement ou horizontalement.

Les obturateurs à rideau sont également appelés obturateur à plan focal parce qu’ils sont situés juste devant le capteur ou la pellicule, qui sont placés eux, à l’endroit exact du plan focal.

La plupart (voir tous) des reflex, qu’ils soient argentiques ou numériques sont équipés de ce type d’obturateur.

Les rideaux d’un obturateur se déplacent toujours à la même vitesse, quelle que soit la vitesse d’obturation demandée. Cette vitesse de déplacement oscille, en général, entre 1/60 et 1/125 (voir 1/250). Pour obtenir les temps de pose demandés par le photographe, les obturateurs font varier le délai entre les translations du premier et du second rideau. Nous pouvons globalement identifiés deux modes de fonctionnement:

  • Si la vitesse d’obturation souhaitée est inférieure à la vitesse des rideaux (mode appelé vitesse lente): le premier rideau « s’ouvre » entièrement, permettant l’exposition complète du film. Lorsque le temps de pose est atteint, le second rideau « se ferme ».
  • Si la vitesse d’obturation souhaitée est supérieure à la vitesse des rideaux (mode appelé vitesse rapide), le second rideau commence à se déplacer, avant la fin du déplacement du premier. A un instant t, le film (ou le capteur) n’est donc jamais complètement exposé à la lumière. Les deux rideaux laissent une fente de lumière qui parcourt le film. Plus le temps de pose est court, plus la fente est étroite.

La taille de la fente ne peut pas descendre en dessous d’une certaine valeur, pour ne pas générer de phénomène de diffraction.

Vitesse lente et vitesse élevée
Vitesse lente et vitesse élevée

La plupart des reflex adoptent aujourd’hui des rideaux métalliques à déplacement vertical (les 24mm sont plus courts à parcourir que les 36mm), leur permettant d’atteindre des vitesses de 1/4000ième ou 1/8000ième.

Ne pas confondre Vitesses et Vitesses

Il ne faut pas confondre vitesse de déclenchement, vitesse d’obturation, et cadence rafale.

  • La Vitesse de déclenchement représente la durée entre l’appui sur le déclencheur, et le début d’ouverture de l’obturateur. Cette vitesse est un paramètre très important sur les compacts, qui sont souvent déficients sur ce point,
  • La cadence représente le rythme auquel l’appareil est capable de prendre des photos. Cette valeur s’exprime en nombre de photos par seconde.

La Vitesse d’obturation et la Cadence ne sont pas corrélées. Les appareils capables d’atteindre des vitesses d’obturation de 1/8000, ne savent pas, pour autant, prendre 8000 photos à la seconde. Les appareils haut de gamme ne dépassent pas la dizaine d’images par seconde. Une fois l’obturateur refermé, l’image formée sur le capteur doit en effet, être transmise, traitée, stockée, et l’appareil doit se repositionner dans un état compatible avec un nouveau déclenchement.

Applications photographiques

Principe

La vitesse d’obturation permet de gérer l’exposition, et le mouvement.

Le temps de pose est l’un des trois paramètres de contrôle de l’exposition (avec l’ouverture et la sensibilité) du film/capteur. A ouverture et sensibilité constante,

  • Plus le temps de pose est élevé, plus le film recevra de lumière, et inversement,
  • Moins le sujet est lumineux, plus le temps de pose sera élevé, et inversement.

La vitesse d’obturation influe également sur la représentation du mouvement:

  • les vitesses élevées permettent de « figer » le mouvement,
  • les vitesse lentes, au contraire, permettent de montrer le mouvement, sous forme de filés, ou de flous.

Les contraintes sont de trois ordres:

  • La stabilisation de l’appareil à vitesse lente,
  • L’utilisation du flash,
  • Le réchauffement du capteur
Stabilisation

A vitesse lente (1/60, 1/30 …), le moindre mouvement du photographe, ou la moindre vibration conduira à une photo floue, appelé flou de bougé. Il existe une règle assez simple, pour trouver la vitesse minimale pour des photos à main levée: vitesse d'obturation = 1 / focale.

Exemples: si l’on effectue une prise de vue à une focale de 300mm, le temps de pose ne devrait pas excéder 1/300.

Si les temps de pose sont plus longs, les prises de vue à main levée deviennent risquées, et il faudra donc penser à utiliser un support, monopode ou trépied. Ces accessoires ne sont pas toujours adaptés aux sujets à photographier (spectacles, salles de sport, …). Pour utiliser des vitesses d’obturation plus élevées, il faudra, soit augmenter la sensibilité du film ou du capteur (400, 800, 1600 ISO), avec le risque d’apparition de bruit, soit utiliser des optiques à grandes ouvertures (f/2.8) qui sont, en général, assez coûteuses.

Au delà de la seconde, un support est indispensable. Pour éviter les flous de bougé lié au déclenchement, il existe deux mécanismes assez pratiques:

  • Le retardateur: L’appui sur le déclencheur génère des vibrations au niveau de l’appareil. Utiliser le retardateur laisse le temps d’enlever les mains du boîtier avant l’ouverture du rideau. Certains appareils disposent d’un retardateur court (2 ou 4 secondes), qui évite d’attendre les 10s des retardateurs traditionnels,
  • Dans certains cas, le déclenchement lui-même peut générer des vibrations, en raison des mouvements mécaniques qu’il nécessite (la levée du miroir). Il peut être intéressant alors, de demander au miroir de se relever au moment de l’appui sur le déclencheur. Couplée avec le retardateur, cette option permet d’avoir une séquence du type
    • Au déclenchement le miroir se relève,
    • L’appareil attent le délai donné par le retardateur,
    • Passé ce délai, le rideau s’ouvre pendant la durée de pose demandée,
    • Le rideau se referme, et le miroir revient en position initiale
Utilisation du flash

Les contraintes liées à l’utilisation du flash peuvent se comprendre assez facilement: le flash émet un éclair pendant une durée bien déterminée, et en général courte. Pour que cette éclair expose le film de façon uniforme, il faut que l’éclair se déclenche lorsque l’obturateur est entièrement ouvert.
La plupart du temps, l’éclair se déclenche à la fin du déplacement du premier rideau. L’utilisation d’un flash impose donc de ne pas dépasser la vitesse d’ouverture de ce rideau: 1/60 à 1/250. Cette limite est appelée Synchro-Flash. Je consacrerai ultérieurement, un article sur l’utilisation du flash, et je reviendrai donc en détail sur ce sujet.

Gestion du bruit

Au début des appareils numériques, plus les temps de pose étaient longs, plus les capteurs chauffaient, et plus ils généraient de bruit. Aujourd’hui, ces problèmes sont plus ou moins réglés: les constructeurs ont résolu le problème d’échauffement, et le traitement « anti-bruit » est devenu très efficace.

Sur le terrain

Il n’existe aucune règle précise donnant les valeurs de temps de pose à utiliser. Ces valeurs vont dépendre

  • de la vitesse du sujet s’il est en mouvement,
  • de l’effet que l’on veut donner à ce mouvement,
  • de la luminosité de la scène,
  • de l’utilisation d’un flash.

Voici quelques exemples:

Conclusion

J’espère que comme pour moi, cet article vous aura fait redécouvrir l’utilité de la vitesse d’obturation. La technologie d’un boîtier ne se trouve pas uniquement dans l’électronique: l’obturateur est une merveille de mécanique, si l’on tient compte des vitesses en jeu, de la précision nécessaire, et de la fiabilité constatée.

L’article sur l’ouverture, et celui-ci vont me permettre maintenant d’aborder un sujet très délicat: la mesure d’exposition.

Références

Autres articles de cette série

  1. Technique Photo: Mesure d'exposition (22 novembre 2008)
  2. Technique photo: Vitesse d'obturation (10 novembre 2008)
  3. Profondeur de champ (5 avril 2008)
  4. Technique Photo: L'ouverture (1 mars 2008)
  5. Technique Photo: La distance focale (16 février 2008)
  6. Technique Photo: Tutoriaux (15 février 2008)

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