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Cours de photo - La vitesse d'obturation (ou durée d'exposition :

La vitesse d’obturation ou durée d’exposition (shutter speed ou exposure time) est le deuxième paramètre qui permet le contrôle de l’exposition. Cette fonction est gérée par l’obturateur situé dans le boîtier.

Les valeurs sont normalisées et, comme pour le diaphragme, entre 2 valeurs, la quantité de lumière arrivant sur la pellicule ou le capteur est multipliée ou divisée par 2 (à quelques arrondis près). Voici quelques valeurs de vitesses d’obturation normalisées (en fonction des appareils, la plage peut être plus ou moins étendue):

1mn - 30 s - 15 s - 8 s - 4 s - 2 s - 1 s -1/2 s - 1/4 s - 1/8 s - 1/15 s - 1/30 s - 1/60 - 1/125 - 1/250 - 1/500 - 1/1000 - 1/2000 - 1/4000.

Dans cet ordre, entre chaque valeur, la quantité de lumière est divisée par 2. Par exemple, une durée de 1/500 sec. est deux fois plus courte qu’une durée de 1/250, il entrera donc deux fois moins de lumière à une vitesse de 1/500 sec.

Comme dans le cas de l’ouverture, les appareils modernes peuvent généralement prendre des valeurs intermédiaires, par incréments 1/3 ou 1/2.

On retrouve ici la même progression que pour l’ouverture: le doublement ou la division par 2 de la quantité de lumière entre deux valeurs successives, et cela est essentiel pour faciliter la vie du photographe. Quand, comme dans l’exemple précédent, on passe d’une durée de 1/250 sec. à une durée de 1/500, l’exposition baisse d’un IL, tout comme lorsque l’on ferme le diaphragme d’un "cran". On voit ici l’intérêt de mesurer les intervalles d’exposition en IL, cette notion permet de rendre compte à la fois des variations de l’ouverture et de la vitesse.

Le tableau ci-dessous récapitule les écarts de lumination selon les différentes durées d’exposition.

image impact durée d’exposition

Quand on combine ouverture et vitesse d’obturation

Nous avons écrit plus haut: "si l’on choisit une ouverture deux fois plus grande, il entrera deux fois plus de lumière par unité de temps; si l’on désire garder la même exposition (c’est-à-dire faire entrer la même quantité de lumière), il faudra choisir une durée d’exposition deux fois plus courte". Le lecteur aura sans doute deviné que le chiffre deux (ouverture deux fois plus grande, durée deux fois plus courte) n'était pas choisi par hasard: il correspond à l'écart entre deux valeurs normalisées successives pour l’ouverture et pour le temps de pose. On peut maintenant réécrire cette phrase avec des exemples chiffrés. Si l’exposition était bonne sur la première photo avec une ouverture de F/5,6 et une vitesse d’1/60 sec., elle restera bonne avec les couples ouverture/vitesse suivants (en considérant pour l’instant une sensibilité constante de, par exemple, 100 ISO):

  • F/4 et 1/125 sec.
  • F/2,8 et 1/250 sec.
  • F/2 et 1/500 sec.

ou encore:

  • F/8 et 1/30 sec.
  • F/11 et 1/15 sec.
  • F/16 et 1/8.sec.

Le tableau ci-dessous donne d’autres exemples de couples ouverture/vitesse équivalents. Dans ce tableau, chaque ligne correspond à une exposition donnée (ou à une luminosité du sujet). Par exemple, pour un sujet bien exposé à 1 sec. et à F/1 (deuxième ligne, première colonne), tous les couples sur la même ligne donnent une exposition équivalente, comme 2 sec. à F/1,4 ou 4 sec. à F/2.

image couples ouverture/vitesse

Retour sur l’IL

Jusqu'à présent, nous avons abordé l’IL (indice de lumination) comme une mesure de l'écart entre deux expositions. L’indice de lumination est plus que cela: c’est d’abord une mesure absolue de l’exposition, même si, dans la pratique, on s’en sert plus souvent pour mesurer les écarts entre deux expositions.

Une valeur de 0 IL correspond à une durée d’exposition de 1 seconde et une ouverture de F/1. Ou 8 secondes à F/2,8. Cela dit, une valeur de 0 IL est peu fréquente.

Une valeur de 4 IL implique qu’il y a 16 fois plus de lumière. Cela peut correspondre à F/1,4 et 1/8 sec., ou F/4 et 1 sec.

Le tableau ci-dessous résume les différents indices de lumination.

image indices de lumination

L'écart de 23 IL entre la première et la dernière ligne du tableau ci-dessus peut paraître relativement modéré, mais il faut se rendre compte il y a environ 8 millions fois plus de lumière dans un cas que dans l’autre.

Conséquences de la variation de la vitesse sur le rendu de la photo

Tous ces couples de valeurs donnent la même exposition (une exposition de 11 IL). Pourquoi alors voudrait-on choisir l’un de ces couples de valeurs plutôt que celui d’origine? Nous avons vu l’une des raisons possibles dans la partie sur l’ouverture: modifier l’ouverture pour faire varier la profondeur de champ. Si mon sujet est un paysage étendu avec des éléments intéressants au premier plan, je désirerais peut-être une très grande profondeur de champ, afin d’avoir tout net entre le premier plan et le dernier plan, , qui sont alors très éloignés l’un de l’autre. Dans ce cas, je choisirai une petite ouverture, par exemple F/11 ou F/16 et adopterai la durée de pose correspondante. Inversement, si mon sujet est un portrait, je vais peut-être vouloir une profondeur de champ courte, pour avoir le visage net et l’arrière-plan bien flouté. Je choisirai alors une grande ouverture, par exemple F/2 (et donc une vitesse de 1/500 sec.)

Mais faire varier la vitesse d’obturation a également des conséquences directes sur le rendu de la photo. Par exemple, il faut une durée d’exposition très courte pour figer un mouvement rapide, éviter le flou de bougé du sujet. Donc, si je désire figer le mouvement d’un sportif en action pour documenter la précision de son geste, je vais devoir choisir une vitesse d’obturation élevée (un temps de pose très court), par exemple 1/500 sec.; dans ce cas, il me faudra une ouverture de F/2 dans l’exemple ci-dessus (si mon objectif le permet). Inversement, je peux vouloir évoquer la sensation de mouvement par une impression de flou. Par exemple, il est très bizarre de voir la photo d’un avion en vol dont les pales de l’hélice sont parfaitement nette; on préfère voir les hélices floues, parce qu’elles sont floues à l’œil nu quand l’hélice tourne. Il faut alors éviter une durée d’exposition trop brève (par exemple 1/500 sec.) qui risquerait de figer le mouvement l’hélice, et retenir une durée d’exposition un peu plus longue, par exemple 1/125 sec. La technique du filé est un autre exemple d’utilisation du flou (donc de vitesse relativement lente) pour suggérer une impression de mouvement.

On peut alors se retrouver dans certains cas avec des contraintes contradictoires. Par exemple, si l’on désire une grande profondeur de champ et un mouvement figé, il faudrait alors une faible ouverture et une courte durée de pose. Mais si chacun des deux paramètres d’exposition examinés jusqu'à présent contribuent tous les deux à réduire la quantité de lumière arrivant sur le capteur, ce ne sera peut-être pas possible avec la lumière ambiante, on risque peut-être une forte sous-exposition. Il faudra alors faire un compromis et trouver la moins mauvaise solution. Le compromis entre des contraintes contradictoires est très fréquent en photographie. Ou alors, il faudra ajouter de la lumière (utilisation d'éclairages complémentaires ou d’un flash). Mais on pourra aussi jouer sur le troisième paramètre que nous avons un peu laissé de côté dans ces derniers paragraphes, la sensibilité, sur laquelle nous reviendrons un peu plus loin.

Les filtres gris neutres (ND)

Nous venons de voir un cas où la lumière ambiante est insuffisante pour permettre les réglages souhaités par le photographe. Inversement, si l’on veut utiliser une vitesse lente pour obtenir un filé et que l’on désire en outre une grande ouverture pour réduire la profondeur de champ, il peut arriver que l’on ait trop de lumière, que l’on risque de se retrouver avec une photo surexposée.

L’exemple le plus classique est le filé sur une cascade ou une fontaine en plein jour. Pour obtenir un beau filé soyeux sur l’eau en mouvement, il faut employer des poses longues, typiquement de l’ordre de quelques secondes. Toujours avec l’exemple précédent, on voit que c’est impossible. Pour obtenir une pose de 2 secondes, par exemple, il faudrait réduire l’ouverture de 4 IL par rapport au couple F/16 et 1/8 sec., ce qui correspondait à une minuscule ouverture de F/64, qui n’existe pas sur les appareils photos les plus courants; de plus, nous avons vu qu’il n'était pas généralement souhaitable de choisir des ouvertures inférieures à F/13 ou F/16 en raison de la perte de piqué associée aux faibles ouvertures. Les seules solutions sont alors soit d’attendre la tombée de la nuit, pour bénéficier d’une lumière beaucoup moins abondante, soit d’utiliser un filtre gris neutre (ND pour neutral density en anglais) suffisamment sombre pour réduire fortement la quantité de lumière entrant dans l’appareil. Ce genre de filtres se visse généralement à l’extrémité de l’objectif. On les appelle "neutres" parce qu’ils sont conçus pour le pas altérer (en principe) la couleur de la scène photographiée (dans la pratique les filtres ND les plus puissants ont souvent une légère dominante colorée qu’il faudra éventuellement corriger).

Il existe des filtres ND2 (moins 1 IL, divise par 2 la quantité de lumière, et permet donc de doubler la durée de la pose), ND4 (moins 2 IL, quadruple le temps de pose, ND8 (moins 3 IL, pose multipliée par huit), ND64, ND400, ND1000, etc. Dans l’exemple que nous venons de voir, il faudrait utiliser au moins un filtre ND64 (moins 6 IL, également appelé ND106 par certains fabricants). Ce filtre permet de passer du couple F/16 et 1/8 sec. à F/16 et 8 sec. (8 secondes, c’est bien 64 fois plus long que 1/8 sec.), ou éventuellement F/11 et 4 secondes. En fait, dans un tel cas, un filtre un peu plus puissant (ND400 qui, par une bizarrerie de marketing, permet de multiplier par 500, et non 400, le temps de pose) serait sans doute plus pratique. Il va sans dire que ce genre de filtres destinés à obtenir des poses longues nécessite l’emploi d’un trépied.

Nous ne reviendrons pas sur ces filtres gris neutres dans ces chapitres consacrés l’exposition.

Flou de bougé et "règle" de l’inverse de la focale

La vitesse d’obturation a également une grande importance pour éviter le flou de bougé du photographe. Si, dans la liste de mes couples de valeurs ci-dessus, je choisis F/16 et 1/8 sec., je vais peut-être avoir un problème si je photographie à main levée: la photo ne sera peut-être pas assez nette. Il y a toujours, au moment du déclenchement, de légers mouvements du photographe qui appuie sur le déclencheur. Ces mouvements risquent d’entraîner un flou de bougé. Par exemple, à 1/8 sec. à main levée, il est très difficile, voire presque impossible, de faire une photo bien nette. Donc, si je n’utilise pas un trépied, je vais devoir adopter une durée de pose plus brève pour assurer que ma photo soit nette (sauf peut-être si mon appareil ou mon objectif est stabilisé). On voit qu’il apparaît ici une nouvelle contrainte dont il va falloir tenir compte.

Ce phénomène de mouvement du photographe (ou de l’appareil) est d’autant plus marqué que la focale utilisée est longue. Ainsi, par exemple, une durée d’exposition de 1/60 sec. suffit généralement avec une focale de 35 ou de 50 mm pour éviter le flou de bougé du photographe (à condition que celui-ci fasse un minimum attention à ne pas bouger), mais, avec cette même vitesse d’obturation, il est pratiquement impossible de faire une photo nette avec un objectif ayant une focale de 200 ou 300 mm.

Une "règle" empirique classique donne une approximation de ce que l’on peut faire. Elle dit qu’il ne faut pas prendre de photo avec une durée de pose supérieure à la focale de l’objectif. Par exemple, avec un 50 mm, on ne choisira pas de durée d’exposition supérieure à 1/50 sec.; on prendra donc au moins 1/60 sec., et on évitera 1/30 sec. ou à plus forte raison des durées plus longues. Avec un 200 mm, la durée ne devra pas dépasser 1/200 sec., il faudra donc prendre par exemple 1/250 ou une durée plus brève (1/500 par exemple). Cette "règle" fixe les idées, mais elle est très approximative car beaucoup dépend des conditions de prise de vue: si le photographe est très stable et peut s’appuyer sur un support fixe (un muret, un parapet, un arbre, une voiture, etc.), il pourra sans doute obtenir la netteté malgré des durées d’exposition plus longues (voir par exemple la photo du pont de Bratislava ci-dessous, prise sans trépied avec une pose longue de 4 secondes). De même, la stabilisation de l’objectif ou de l’appareil peut faire gagner deux ou trois crans de vitesse (voir 4).

photo du pont de Bratislava

En sens inverse, l’utilisation d’un appareil à petit capteur (APS-C) entraîne un facteur de recadrage qui fait qu’avec ce type de capteur, une focale donnée cadre comme une focale 1,5 (Nikon, Pentax, Sony) ou 1,6 (Canon) fois plus longue qu’en format 24x36. Or, la règle de l’inverse de la focale a été énoncée pour le format 24x36. En toute logique, avec un petit capteur, il faut relever les seuils de vitesse, car c’est vraiment l’angle de champ obtenu avec la focale donnée qui compte pour ce type de problèmes. Un 200 mm cadre comme un 300 mm en plein format, il faudrait donc éviter une durée de pose supérieure à 1/300 sec, et donc choisir de préférence 1/320 ou 1/400 sec.

image illustration durées d’expositions maximales indicatives

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Ce cours a été rédigé par Laurent Rosenfeld