LuzPhotos – Blog et formations photo Apprendre et progresser en photo
L’ouverture du diaphragme s’exprime à l’aide d’indices d’ouvertures normalisés. La notion de focale et d’ouverture réelle permet de comprendre la logique de cette échelle d’indices.
Le diaphragme : définition et principe de fonctionnement
Situé dans l’objectif, le diaphragme est un dispositif mécanique permettant de faire varier la quantité de lumière pénétrant dans l’appareil. C’est le trou, l’ouverture par laquelle passe la lumière au travers de l’objectif pour aller impressionner la surface photosensible de l’appareil photo (le capteur pour les appareils numériques). Le plus courant est le diaphragme à iris composé de lamelles métalliques en éventail.
Lors du déclenchement, le diamètre de ce trou varie en fonction de l’ouverture choisie manuellement par le photographe (mode manuel ou priorité ouverture) ou automatiquement par l’appareil. L’ouverture est un des 3 paramètres ayant un impact sur l’exposition avec la vitesse et la sensibilité.
- Le diaphragme laisse toujours passer la lumière, il ne se ferme jamais totalement : son diamètre modifie simplement la quantité de lumière qui peut passer.
- A l’inverse, l’obturateur s’ouvre ou se ferme pour laisser passer ou non la lumière : au moment où l’on appuie sur le déclencheur pour prendre une photo, l’obturateur va s’ouvrir pour laisser passer la lumière au travers du diaphragme.
D’ailleurs, par abus de langage on parle souvent de « fermer » le diaphragme, mais il s’agit en fait de réduire le diamètre d’ouverture du diaphragme, jamais de le fermer complétement.
Ouverture réelle et nombre d’ouverture
L’ouverture réelle (parfois appelée ouverture absolue) représente le diamètre mesurable de l’ouverture du diaphragme par laquelle passe la lumière. On parle également de pupille d’entrée. Elle se mesure généralement en millimètres.
Pour un photographe, l’important est de connaître l’impact du diaphragme sur l’exposition de sa photo. Or pour un même diamètre d’ouverture et un temps de pose donné, la quantité de lumière qui va atteindre le capteur va varier en fonction de la longueur de la focale : plus la focale sera longue moins la quantité de lumière atteignant le capteur sera importante.
Vous comprenez mieux pourquoi les longues focales ont généralement un diamètre très imposant : il faut compenser la perte de lumière par une plus grande ouverture. Connaître l’ouverture réelle d’un objectif ne va pas aider le photographe à régler l’exposition de son appareil puisque s’il change d’objectif il faudrait qu’il change de référentiel (les ouvertures varient).
Pour éviter ce problème et appliquer la même échelle quels que soient les objectifs, on utilise la notion de nombre d’ouverture qui intègre la distance focale dans l’équation et permet donc d’oublier ce paramètre.
- Par exemple un objectif 50mm avec une ouverture réelle de 25mm, aura un nombre d’ouverture de 50/25 = 2 noté 1:2 ou f:2 ou f/2.
- Inversement, lorsque l’on parle d’un objectif de 50mm qui ouvre à f:2, on peut aisément en déduire son ouverture réelle : 50 mm / 2 = 25 mm.
L’avantage de cette notion de nombre d’ouverture, c’est que pour un indice d’ouverture donné, la quantité de lumière qui rentrera sera toujours la même quel que soit l’objectif monté sur l’appareil. Peu importe la focale de vos objectifs et leurs ouvertures réelles, l’échelle des nombres d’ouverture (cf. plus loin) est commune.
Diaphragme à f:4 sur un objectif de 40 mm
Diaphragme à f:4 sur un objectif de 85 mm
Un petit exemple théorique, voici 6 objectifs de focale différente mais avec le même nombre d’ouverture :
| Focale de l’objectif | Ouverture réelle | Nombre d’ouverture f/2 |
|---|---|---|
| 50 mm | 25 mm | 50/25 |
| 100 mm | 50 mm | 100/50 |
| 200 mm | 100 mm | 200/100 |
| 300 mm | 150 mm | 300/150 |
| 400 mm | 200 mm | 400/200 |
| 500 mm | 250 mm | 500/250 |
On voit bien que plus la focale sera élevée, plus l’ouverture réelle devra être importante : la longueur et aussi le diamètre de l’objectif va augmenter avec la focale.
Dans le tableau, on constate que pour avoir une ouverture de f/2, un diamètre de 2,5 cm est suffisant sur une focale de 50 mm alors qu’il faudrait une lentille d’un diamètre d’environ 25 cm pour objectif de 500 mm ! C’est pourquoi les longues focales lumineuses (à grande ouverture) seront particulièrement volumineuses lourdes et chères !
Comparaison des tailles et diamètres de 2 objectifs 70-200 mm. Le plus petit a une ouverture maximale de f/4 et le second de f/2.8 – vue de profil et de haut
Les nombres d’ouverture normalisés
Dans le langage courant des photographes lorsque l’on utilise le terme d’ouverture, on parle du nombre d’ouverture.
Lorsque l’on a compris que le nombre d’ouverture représente le rapport de la focale sur le diamètre réel de l’ouverture, on comprend pourquoi plus le chiffre est petit plus l’ouverture est grande (on divise une focale donnée par une ouverture réelle variable). A longueur focale égale, plus le diamètre réel d’ouverture sera important et plus le nombre d’ouverture sera petit.
- Ouverture réelle de 20mm : 80/20 = f/4
- Ouverture réelle de 40mm : 80/40 = f/2
L’échelle des nombres d’ouverture normalisés présente une suite de chiffres croissants :
1 – 1,4 – 2 – 2,8 – 4 – 5,6 – 8 – 11 – 16 – 22 – 32 – 45 – 64 – 90 – 128
- les petits chiffres correspondent aux grandes ouvertures qui laissent entrer beaucoup de lumière
- les grands chiffres représentent les petites ouvertures qui laissent passer très peu de lumière
Entre 2 indices successifs la quantité de lumière atteignant le capteur est doublée (de droite à gauche, grand chiffre vers petit chiffre) ou diminuée de moitié (de gauche à droite petit chiffre vers grand chiffre).
La suite de chiffres peut paraître étrange à première vue mais elle suit une logique toute mathématique : En fait l’éclairement de l’image (la quantité de lumière qui traverse le diaphragme) diminue de moitié à chaque fois que l’aire (la surface) d’ouverture du cercle (le trou circulaire du diaphragme) se réduit également de moitié. Et comme l’aire d’un cercle diminue de moitié lorsqu’il est divisé par √2 (soit 1,4142), on passe donc d’un indice au suivant en multipliant par √2 (et pour simplifier l’échelle, les indices sont arrondis).
Certes, savoir que le nombre d’ouverture représente le rapport entre la focale et l’ouverture réelle n’est pas indispensable à la pratique photographique, mais à mon sens, cela permet de mieux comprendre l’échelle des ouvertures utilisée quotidiennement par les photographes et notamment pourquoi celle-ci semble inversée par rapport à la logique (un petit chiffre correspond à une grande ouverture).
Et vous ? A vos débuts avez-vous rapidement maîtrisé cette notion d’ouverture et son échelle normalisée ou comme beaucoup, vous avez essayé de la retenir globalement sans vraiment comprendre la logique derrière les chiffres ? Si certaines parties ne sont pas très claires n’hésitez pas à m’en faire part dans les commentaires…
Téléchargez le guide gratuit du blog
Vous souhaitez faire de plus belles photos sans nécessairement avoir à investir dans un nouvel appareil plus performant que celui que vous avez actuellement... bonne nouvelle, c'est tout à fait possible ! Et oui, heureusement la valeur d’un photographe ne se mesure pas à la valeur de son matériel photo !
Quel que soit votre équipement photo actuel, si vous souhaitez passer à la vitesse supérieure dans votre pratique photographique ("faire de la photos" et non "prendre des photos"), il faudra nécessairement savoir reprendre la main sur les automatismes de votre appareil ; c’est un des conseils que je développe dans le guide « Les 10 commandements pour progresser en photo ».
Si vous avez l'impression de faire du sur place dans votre pratique photographique, si vous cherchez de bons conseils, une démarche globale pour véritablement progresser en photo, vous pouvez télécharger gratuitement le guide simplement en vous inscrivant à la newsletter du blog !
Je viens d’acheter un 150-500 mm sigma monture Pentax il sera associé a un boitier PENTAX K10 qu’en pensez vous ???
Doit je changer de boitier pour être plus perfomant ???
Pour infos je débute dans la photo a 64 ans et c’est la photo animalière qui m’intéresse, auparavant j’utilisais un 70-300 mm
Très cordialement
Oui le 150-500 sur votre capteur APS-C vous donnera un 225-750 mm en équivalent 24×36. Ce qui pour de l’animalier sera en effet beaucoup plus confortable que votre 70-300 mm qui devait souvent se révéler trop court. D’autre part cet objectif a plutôt bonne presse.
Côté boîtier, le Pentax K10D commence à dater un peu (2006) : monté en iso a priori un peu faible (pouvoir monter en iso sans trop dégrader l’image est intéressant quand on fait de l’animalier avec des téléobjectifs peu lumineux comme dans notre cas), son capteur de « seulement » 10,2 millions de pixels : je ne suis pas particulièrement pour la course aux pixels mais il faut avouer que dans l’animalier il n’est pas rare de « croper » dans l’image (on redécoupe dans l’image initiale). Dans ce cas le nombre un peu faible de pixels peut être un handicap.
Par exemple un K5 plus récent, limitera tous ces désavantages : capteur 16 Mpx, meilleur monté en iso, meilleur AF (11 collimateurs dont 9 en croix), rafale plus efficace…
Un ami, s’il fait peu de photos animalière fait par contre de belles photos de surf avec un K5 et le sigma 150-500 : si vous avez un FaceBook, en lui demandant d’être ami vous pourrez voir notamment quelques photos sur son FaceBook :
https://www.facebook.com/vincent.prat.56/media_set?set=a.1534492910098993.1073741831.100006148951821&type=1
https://www.facebook.com/vincent.prat.56/media_set?set=a.1534498996765051.1073741832.100006148951821&type=1
Dans tous les cas pour tirer le meilleur de vos images je vous conseille de shooter en raw si vous ne le faites pas déjà (par contre cela demande un peu d’apprentissage côté post-traitement).
N’hésitez pas à vous informer aussi directement auprès de spécialistes Pentax notamment sur le forum Pentax K par K: http://www.pentaxkpark.com/
Bonjour,
Je possède un canon 77d et je souhaite acheter un objectif pour de l’animalier: le Tamron 150-600 g2 .
Pensez vous que l’association du boiter et de l’objectif est bonne .?
Oui l’objectif (version Canon) sera parfaitement compatible avec votre boîtier à capteur APS-C. Cela vous donnera un zoom 240-960 mm en équivalent plein format (coefficient multiplicateur de 1,6) !
vous confondez nombre d’ouverture et ouverture relative : l’ouverture relative est l’inverse du nombre d’ouverture (dont nous avons tous en tête la progression : 1, 1.4, 2, 2.8…
Oui, vous avez raison et je n’ai pas tort non plus 🙂
Dans cet article, j’estime que l’ouverture relative est synonyme du nombre d’ouverture. C’est admis par certains et cela a l’avantage de simplifier la démonstration pour comprendre la logique.
Comme le dit Wikipedia dans sa page sur l’ouverture (photographie) :
« L’ouverture relative est tantôt définie de façon identique au nombre d’ouverture, tantôt comme son inverse, alors exprimée sous la forme du rapport « 1 : N » où N est le nombre d’ouverture. »
J’entends parfaitement que quelques auteurs, dont le champ de compétence n’est pas la physique, ont pu à l’occasion faire cette confusion et la retranscrire dans leurs écrits. Il n’en demeure pas moins qu’ils se trompent et trompent leurs lecteurs pour plusieurs raisons :
– les grandeurs physiques se définissent de manière univoque. Si deux grandeurs sont l’inverse l’une de l’autre et qu’il est possible d’effectuer les calculs en utilisant l’une ou l’autre de ces grandeurs, il faut prendre garde de ne pas utiliser l’une pour l’autre, sinon les calculs seront abérants.
– il existe certes une part d’arbitraire dans le nom donné aux grandeurs. Mais une fois celles-ci nommées et définies (par la communauté scientifique), il est impératif de s’y tenir. Chacun se doit de parler le même langage.
– concernant l’ouverture relative, il faut bien comprendre le sens opérationnel de la définition : rapporter l’ouverture (le diamètre de la pupille d’entrée) à la distance focale image du système optique (qui est la caractéristique première de celui-ci : le photographe ne s’intéresse-t-il pas d’abord à la focale de l’objectif ?) Il s’agit bien d’une ouverture relative (« relatif à » indique le nombre que l’on met au numérateur et celui qu’on met au dénominateur) à la focale. Dans le cas inverse (distance focale image sur ouverture), on dirait en toute logique focale image relative à l’ouverture
– Wikipedia, parfois…
Cordialement.
Merci pour toutes vos précisions. Après réflexion, j’estime que vous aviez « plus raison » que moi 😉
Pour éviter toute ambiguïté et le risque de répandre une approximation (voire, selon le point de vue, une erreur), j’ai donc décidé de modifier l’article en utilisant le terme de « nombre d’ouverture » plutôt que celui d’ « ouverture relative » que j’avais utilisé en première écriture.
Encore merci pour votre retour avisé.
Bonjour
Ce que je ne comprends pas c’est pourquoi à nombre f égal la quantité de lumière reste la même que ce soit une petite focale ou une grande puisque le diaphragme est plus ouvert avec la grande focale ?
Merci de votre réponse
En fait, plus la focale est longue, plus l’objectif est long et donc plus il y a perte de lumière. Car plus la lumière doit parcourir une longue distance pour atteindre le capteur, plus son intensité va diminuer (c’est une loi physique de propagation de la lumière). Il est donc nécessaire de compenser cette perte en augmentant le diamètre réelle d’ouverture. C’est ce que j’ai essayé d’expliquer dans la seconde partie de cet article.
Considérons deux objectifs, l’un de 50 mm et l’autre de 100 mm, tous deux réglés à une ouverture de f/2. Pour le 50 mm, le diamètre du diaphragme est de 25 mm (50 mm / 2). Avec le 100 mm, le diamètre est de 50 mm (100 mm / 2). Bien qu’à f/2, le 100 mm permette à plus de lumière de pénétrer par sa lentille frontale, la perte d’intensité lumineuse (résultant de la plus grande distance à parcourir à l’intérieur de l’objectif) fait que la quantité de lumière atteignant le capteur est au final la même que pour le 50 mm.
Merci pour votre réponse
maintenant j’ai compris.
Bravo pour la rapidité de la réponse