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RÉalisation de StÉnopÉs, Prise de Vue et DÉveloppement ::..

Nous connaissons maintenant le fonctionnement de l'argentique et du numérique ainsi que le couple ouverture/temps de pose déterminant le fait que la photo soit correctement exposée.

Nous supposons que le principe est le même pour toute prise de photographie, et nous souhaitions le démontrer, c'est pourquoi nous avons décidé de faire un comparatif entre la technique de photographie numérique, grâce à un reflex numérique, et la technique de prise de vue à l'aide d'un appareil ancien, qui est le sténopé.

L'intérêt du sténopé est la possibilité de le fabriquer entièrement par nos propres moyens et ce avec peu de matériel, et avoir au final une image correcte.

 

 

I) PROTOCOLE :

 

Le matériel nécessaire se limite à :

    - une boite
    - du papier aluminium
    - de la peinture noire
    - une aiguille
    - du papier de verre
    - du papier (ou pellicule) photo

Le trou, "diaphragme", qui en réalité n'en est pas un à proprement parler puisqu'il ne peut pas s'ouvrir ni se fermer plus ou moins, est calculé par la formule décrite dans la partie sténopé :

D=diaphragme (en mm) et F=focale (en mm).

Ce trou a donc au final une très petite taille, nous rencontrons donc un premier problème : la réalisation du trou. La seule possibilité est de réaliser une "bosse" avec une aiguille dans de l'aluminium (sans percer) puis de limer avec du papier de verre doucement pour "ouvrir" cette "bosse" pour avoir un diamètre au plus près de ce que nous souhaitons. En appliquant ce principe avec soin il est donc possible d'avoir un trou propre et bien rond, ce qui est déjà un premier point important pour la qualité des photos.

Un bout de ruban adhésif épais de couleur noire fera office d'obturateur.

Il est impératif que le sténopé soit totalement étanche a la lumière, pour ne pas abîmer la surface sensible, en quel cas la photo serait entièrement noire lors de son développement (car nous utilisons un négatif). Il faudra donc que la boite soit totalement peinte en noir et étanchéifiée.

Une fois l'appareil construit, il nous faudra attacher une feuille de papier sensible dans le fond de notre sténopé et ceci dans une pièce noire pour ne pas provoquer une exposition du papier et refermer la boite pour qu'elle soit étanche à la lumière extérieure.

Alors, nous pouvons nous positionner face à notre sujet, et poser le sténopé de façon stable. Pour calculer le temps de pose qui va être nécessaire à la photo, nous positionnons à côté du sténopé et dans la direction du même sujet un appareil photo possédant une cellule avec un objectif à une certaine ouverture (exemple : N(diaphragme)= f/22) et nous multiplions pour chaque fermeture de diaphragme le temps de pose par la racine de 2.

Une fois le temps de pose calculé, on peut retirer le ruban adhésif du sténopé. Ce laps de temps écoulé, il faut refermer le diaphragme avec le ruban adhésif.

La photo est prise il ne reste plus qu'à la faire développer !

 


II) FABRICATION :



Voilà la boite de départ : un boitier de CD.



Nous découpons la colonne centrale qui maintient les CD.



Nous bouchons le trou de la colonne avec du ruban adhésif puis nous peignons la boite en noire afin que celle-ci soit totalement étanche à la lumière.


Nous découpons un carré dans la boite (environ 3x3cm)



Nous calculons, d'après la focale (qui est de 125mm), le diamètre optimal du sténopé. Nous utilisons donc la formule citée précédemment :



Nous rencontrons le problème de la réalisation du trou (taille exacte impossible à obtenir expérimentalement, rotondité du trou), auquel nous avons répondu plus haut. Nous peignons donc de l'aluminium alimentaire en noir (des deux côtés) puis nous appuions dessus légèrement avec une aiguille, et à l'aide du papier de verre nous frottons doucement pour ouvrir la bosse formée et faire un trou. Si le trou ne convient pas, nous recommençons jusqu'à obtenir un résultat convenable.


Nous arrivons à la dernière étape de la fabrication, où il ne nous reste plus qu'à fixer avec de l'adhésif noir cet aluminium au niveau du trou découpé. Nous vérifions alors que le boitier ne laisse pas passer de lumière excepté au niveau du trou, auquel cas nous l'étanchifions. Dans le cas du boitier-ci, nous n'avons pas eu ce problème car le boitier était étanche. Nous obtenons ainsi notre premier sténopé, prêt à être chargé en papier.

 

 

III) SYSTEMES ETUDIES :

 Nous avons réalisé le modèle ci-dessus, ainsi que trois autres avec des tailles et formes différentes pour tester différentes focales, et pour retenir le modèle réalisant les meilleurs clichés. Pour calculer l'ouverture du diaphragme, nous utilisons la formule : diaphragme =  focale (en mm) / diamètre trou (en mm).

- Boite n°1 (Maxime) :
Forme : ronde
focale : 125mm
diametre optimal : 0.4025 mm
diaphragme : f/311


- Boite N°2 (Boris) :
Forme : rectangulaire
focale : 130mm
diametre optimal : 0.4105mm
diaphragme : f/317


- Boite N°3 (Maxime) :
Forme : rectangulaire
Focale : 55mm
Diametre optimal : 0.27mm
Diaphragme : f/203





- Boite N°4 (Maxime) :
Forme : rectangulaire
Focale : 205mm
Diametre optimal : 0.515
Diaphragme : f/398





Pour que nos appareils soient opérationnels, il nous faut du papier sensible et une pièce noire pour les charger. Un nouveau problème vient s'ajouter : la difficulté pour charger le papier nous-même, le décharger et le placer dans un endroit exempt de lumière pour l'amener à développer à un photographe. En effet, à la moindre exposition à la lumière extérieure excepté lors de la prise de vue, la photographie devient totalement blanche (sur-exposée) et donc inexploitable. Nous avons donc décidé d'exposer notre problème à un photographe professionnel afin que celui-ci puisse nous aider si possible dans notre démarche (charger la papier dans le sténopé puis le décharger et le développer) et bien sûr nous donner des conseils.

 

 

IV) INTERVIEW :

Nous avons donc pris contact avec M. BALDELLI, photographe situé à Metz. Après présentation de notre projet, nous lui proposons de répondre à quelques questions :

 

- Que pensez de la maniere dont nous traitons notre sujet?
- Parfait. Le plan est cohérent, les choses sont claires pour moi et je suppose que pour quelq'un qui n'a aucune notion elles le sont aussi. C'est très clairement présenté. 

- Avez-vous déjà pratiqué la photographie au sténopé ?
- Non, c'est une photographie de loisirs. C'est une tendance qui s'est développée contre le progrés technologique, c'est essentiellement un systeme permettant de représenter le principe de la "Camera obscura".
Il est intéressant pédagogiquement car c'est la facon la plus eficace de montrer les principes de l'optique et de l'exposition des surfaces.
Il est utilisé pour ses déformation artistiques. Par bon calcul on peut obtenir une image tres nette on peut avoir une tres belle image, cependant en pratique il y a toujours des problèmes qui persistent, comme vous l'avez expliqué. Il y a également un intérêt artistique pour le stenopé grace à ses effets aléatoires.

- Quelle pellicule (ou papier photo) pouvez-vous nous conseiller pour réalier l'expérience de la chambre noire ?
- Prenez du papier noir et blanc. La sensibilité peut être tres aléatoire toutefois prendre une pellicule trop sensible peut vous empecher d'avoir des temps de pose vraiment normaux. Prenez donc du papier et non une pellicule, et assurez vous de la bonne planéité du support. Suivant la sensibilité du papier les temps de pose varient.

- Quelles sont les points qui pourraient nous poser problème lors de l'expérience ?
- Tous aussi bien les calculs que la précision. La photo, bien qu'une discipline très scientifique et de haute technologie, ne peut pas parfaitement être maitrisée. Vous aurez donc constament des difficultés à résoudre.

- Quelle focale conseillez vous pour réussir au mieux notre experience ?
- Peu importe. 

- Avez-vous une solution pour garder le papier à l'abri de la lumière lors du déchargement et du transport du papier photo ?
- Vous pouvez vous munir d'un sac de chargement ou d'un sac de toile épaisse. 

- Quelle autre expérience pourrions-nous réaliser afin de mieux cerner la problématique de notre TPE ? - Avec du petit matériel je ne vois pas trop. Pour votre TPE le sténopé est idéal.

- Avez vous des conseils quelconques pour le TPE et l'experience ?
- Vous m'avez l'air très avancé, vous avez trouvé toutes les formules, toutefois je vous le répète, la photographie au sténopé est quelque chose qui échappe aux conseils, il y a un total empirisme dans la matiere. Je reste a votre disposition pour le reste de l'expérience.

- Avez-vous la possibilité de nous aider à développer nos essais ?
- Non, nous n'avons malheureusement pas de laboratoire de développement photographique. Cependant, je peux vous fournir du papier et des bac ainsi qu'une lumiere rouge pour vous permettre de tout développer vous même. L'avantage du sténopé est que vous n'aurez pas besoin d'agrandisseur.

- Merci beaucoup d'avoir répondu à nos questions. Un mot pour la fin ?
- Il faut comprendre qu'il n'y a pas de supériorité argentique ou numérique. Chaque type d'appareil a ses avantages et ses inconvénients, et ils ne peuvent pas se substituer.

 

V) PRISES DE VUE ET DEVELOPPEMENT

1) Préparation du développement

Nous avons décidé d'acheter le matériel nécessaire, faire le développement et tous les essais nous-même.

Matériel nécessaire :

- une lumière rouge dite "inactinique"
- trois bacs (un pour le révélateur, un pour le lavage et un pour le fixateur)
- du révélateur
- du fixateur
- du papier photo
- deux béchers
- une éprouvette graduée


Précautions nécessaires :

- port de la blouse
- port de gants
- port de lunettes de protection

Nous préparons une pièce totalement étanche à la lumière. Nous nous éclairons à l'aide de la lumière rouge inactinique. Nous diluons le révélateur dans la première bassine au pourcentage indiqué (1 dose de révélateur pour 9 doses d'eau), remplissons d'eau la deuxième bassine (bain d'arrêt) et diluons le fixateur au même pourcentage que le révélateur.


Protocole :

- Après avoir pris les précautions nécessaires décrites ci-dessus, disposer les 3 bassines nettoyées préalablement sur une table dégagée.

- Verser dans deux béchers du révélateur et du fixateur.

- Mesurer 20mL de révélateur dans une éprouvette graduée puis les verser dans la première bassine

- Mesurer 180mL d'eau distillée et les verser dans la première bassine puis rincer l'éprouvette

- Mesurer 20mL de fixateur dans une éprouvette graduée puis les verser dans la troisième bassine

- Mesurer 180mL d'eau distillée et les verser dans la troisième bassine

- Remplir la deuxième bassine d'eau distillée




2) Prises de vue


Notre chambre noire est donc opérationelle, il ne reste plus qu'à charger la boite, prendre la photo puis la développer.

Nous devons donc maintenant éteindre la lumière et ne s'éclairer qu'à l'aide de la lumière rouge.

Nouveau problème : il faut découper le papier en un rectangle très petit afin que celui-ci rentre dans la boite n°1 et ceci dans le noir, tout en le pliant et le fixant, et ce à chaque photo que l'on voudra prendre, ce qui n'est pas très pratique...

Après plusieurs essais nous n'avons pas réussi à fixer le papier correctement, donc nous préférons utiliser la boite (N°4, la boite à chaussure, avec un support pour la papier et un obturateur amovible, la plus "high tech" de nos boites). Avec cette boite, nous aurons juste a prendre une feuille de papier sensible, la glisser dans la fente et refermer la boite.

Voilà un rappel de ses caractéristiques :

- Boite N°4 (Maxime) :
Forme : rectangulaire
Focale : 205mm
Diametre optimal : 0.515
Diaphragme : f/398


Nous reprenons donc les essais, dans le noir avec la lumière inactinique. Nous chargeons la boite N°4 en papier, nous la refermons puis nous pouvons ré-allumer la lumière étant donné que la boite est étanche à la lumière. Nous choisissons notre sujet à photographier, en l'occurrence un jardin pour les premiers essais. Nous posons notre appareil disposant d'une cellule fermant à f/22. L'appareil indique un temps de pose de 1/2 seconde, nous faisons donc le calcul :
Différence entre les 2 diaphragmes x racine de 2 x temps de pose déterminé par la cellule à f/22 = temps de pose de notre sténopé
Application numérique :
268,9 / 60 = 4,43 minutes
Nous devons donc prendre la pause pendant 4 minutes et 43 secondes.

Nous enlevons l'obturateur, puis nous déclanchons le chronomètre. Le décompte écoulé, nous repositionnons l'obturateur puis nous repartons dans la chambre noire. Nous sommes donc à nouveau éclairés uniquement à l'aide de la lumière inactinique. Nous ouvrons la boite, sortons le papier puis à l'aide de la pince de développement nous plongeons le papier dans le révélateur. Au bout d'une demi-minute, nous voyons des parties de la photographie foncer : l'expérience a fonctionné. Une fois la réaction finie (quand le papier ne vire plus au noir), nous mettons le papier dans le bain d'arrêt pour mettre fin aux réactions chimiques du révélateur, puis nous mettons la photographie une minute dans le troisième bac : le fixateur. Ensuite pouvons allumer la lumière, le papier ne réagira plus grâce au fixateur.

Nous faisons couler doucement de l'eau du robinet sur la photographie pour enlever les derniers produits chimiques restants. Voilà, nous avons notre premier négatif !



Le tirage obtenu étant donc un négatif, tout ce qui est noir sur le papier est blanc en positif et tout ce qui est resté blanc est noir en positif et donc sous exposé. Or notre première photo est peu noire, donc sous exposée. Ceci est du au fait que le trou ne fait pas exactement la taille "idéale" calculée, qui avec nos moyens est impossible à obtenir. Donc le diaphragme "f" n'a plus la même valeur et donc le temps de pose obtenu par multiplication de celui de la cellule de notre appareil n'est pas forcément le temps de pose optimal.

Voilà la photographie après avoir été scannée, en ayant subi un traitement pour la passer en positif et une inversion pour voir la photographie sans inversion de l'image :

On voit clairement que la photographie est sous-exposée.


Nous décidons donc de doubler ce temps de pose, donc 10 minutes (en arrondissant), voilà le négatif obtenu, et en dessous le positif (scanné et avec le même traitement que la photo précédente) :



Donc dans les conditions extérieures de l'expérience (temps gris avec peu de soleil), l'appareil N°4 a un temps de pose optimal de 10min.
Nous effectuons un dernier essai avec cette boite mais cette fois-ci avec des conditions extérieures différentes, le soir lorsque la luminosité commençait à baisser (en restant à 10 min de pause) :


La photo est donc évidement sous-exposée.

Nous avons donc confirmé avec la boite N°4 que 3 paramètres font varier l'exposition de la photo : l'intensité de la lumière extérieure et le temps de pose.

Nous allons maintenant essayer avec la boite N°2 de Boris 2 diamètres de sténopés différents :

3 minutes de pose avec un trou d'environ 0,5mm :


Nous voyons que la photo est sous exposée

Avec un trou légèrement plus large nous refaisons un essai avec le même temps de pose :


La photographie est sur-exposée.

Donc dans les conditions de l'expérience, pour avoir une photo réussie et correctement exposée, il aurait soit fallu :
1) Avec le trou le plus petit choisir un temps de pose plus long
2) Avec le trou le plus gros choisir un temps de pose moins long

Nous avons donc prouvé qu'il y avait trois facteurs variants pour une exposition correcte : l'intensité de la lumière (conditions de la prise de vue), le temps de pose, et le diamètre du trou.

Nous avons choisi de prendre une photo avec une focale plus petite pour montrer la différence d'angle de champ entre deux focales. Nous utilisons donc la boite N°3 (une boite d'allumettes) :


Nous voyons nettement que avec cette focale de 55mm l'angle de champ est plus large qu'avec l'appareil N°4 par exemple et sa focale de 205mm.

En effet, la formule permettant de calculer l'angle de champs est :

Angle de Champs = 2*tan-1(diagonale capteur ou film / (2* focale))

Par exemple pour notre boîte d'allumettes N°3, l'angle de champs est : 2*tan-1(70/(2* 55)) = 65°

Alors que pour notre boîte N°4, l'angle de champs est : 2*tan-1(150/(2* 205)) = 40°

Donc l'angle de champs est plus important avec la boîte d'allumettes.


Remarques :

1) Sur la boîte d'allumettes (N°3), on peut remarquer que les bords latéraux sont restés noirs, ils n'ont pas été exposés, ceci est justement du à la focale trop faible ce qui explique que la lumière n'a pas pu atteindre les extrémités de la photo.
 
2) Des imperfections sont visibles sur les photos prises avec l'appareil N°2, ceci est du au fait que le trou ne soit pas exactement rond.

 


VI) CONCLUSION :


En conclusion, nous pouvons constater que nous avons rencontré un certain nombre de problèmes (taille et rotondité du trou, calcul du temps de pose, développement, garder le papier à l'abri de la lumière) auxquels nous avons finalement réussi à pallier, et que du fait que nous ne puissions pas percer un trou du diamètre exact voulu, nos calculs ne menaient généralement pas au meilleur résultat (cependant celà nous donnait une indication).

 

 


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