Photométrie en photographie sous-marine


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La photométrie sous-marine

La composition spectrale de la lumière naturelle sous-marine

L'eau est un milieu plusieurs centaines de fois plus dense que l'air, et toujours porteur d'autres éléments que les molécules d'eau (sels dissous, particules de tailles diverses, microflore et microfaune...). Cette matière est donc, pour la lumière (naturelle comme artificielle) un filtre puissant, à effets variables en fonction de la longueur d'onde électromagnétique, de la composition locale du milieu, des distances impliquées : celle entre l'optique de prise de vue et le sujet, celle entre la source lumineuse et le sujet.

Dès que l'on franchit la surface de l'eau (et même si elle nous semble absolument transparente, comme sous les tropiques), le spectre lumineux naturel, qui est présent au même moment en surface, commence à être altéré, par élimination progressive de certaines de ses longueurs d'ondes et donc de ses couleurs. Tout d'abord : les infrarouges et l'ultraviolet, et aussi le rouge, en quelques mètres de profondeur à peine. Avec la continuation de la descente, c'est au tour de l'orange puis du jaune d'être progressivement " éteints ". Encore plus bas, le vert s'atténue graduellement, et seul le bleu subsiste ensuite, mais en s'assombrissant petit à petit, pour finir par disparaître là où commence la nuit abyssale éternelle.

Du coup, même le sujet le plus multicolore, selon la profondeur à laquelle il se trouve, devient de plus en plus d'un ton uniforme bleu-grisâtre, tant qu'il reste suffisamment de lumière pour l'éclairer. Mais avant d'en arriver là, il subira une distorsion progressive de son rendu, les tons bleus, s'il en a, virant progressivement au blanc sale, par exemple. Comme dans un laboratoire de développement éclairé par une ampoule rouge, où les objets de cette même couleur (le rouge) paraissent alors blancs ou gris clairs. Le plongeur débutant, qui ne connaît pas bien cet effet de filtre, a tendance à penser que la faune et la flore sont intrinsèquement de moins en moins colorées, avec la profondeur. Et, il faut lui montrer, au moyen d'une torche électrique étanche, qu'en réalité, à toutes les profondeurs, les espèces vivantes arborent des couleurs souvent intenses, particulièrement dans les rouges.

Jusqu'ici, nous avons lié cet appauvrissement de la palette colorimétrique à l'augmentation de la profondeur. Mais, en réalité, seule l'épaisseur de la lame d'eau entre en jeu, que cette dernière soit verticale, oblique, ou horizontale. Autrement dit, la " qualité " de la lumière sera très similaire, que l'on photographie un sujet situé à un mètre de distance, alors que l'on opère par dix mètres de profondeur ; ou bien, que l'on photographie un autre sujet distant de dix mètres, tandis que l'on travaille sous à peine un mètre d'eau. Comme cet exemple le fait deviner, la lumière naturelle sera filtrée à la fois par son parcours de la surface au sujet, et aussi par son parcours du sujet à l'appareil de prise de vue. Pour bien illustrer cette notion, une prise de vue effectuée à dix mètres de profondeur, d'un sujet placé à onze mètres de distance de l'opérateur, captera une lumière (réfléchie par ce sujet) qui sera identique en composition à celle que l'on aurait obtenue, à vingt mètres de profondeur, d'un autre sujet, placé à un mètre de distance.

La lumière artificielle sous-marine

Elle fut longtemps fournie par des flashs magnésiques, et même par des torches incandescentes basées sur ce même métal (surtout pour le cinéma sous-marin). L'emploi de phares de voitures et autres projecteurs en basse tension (pour éviter les risque d'électrocution) eut aussi son heure. Désormais, seul le flash électronique continue à régner, en maître. Pourtant, le flash magnésique avait un avantage : la possibilité d'utiliser des ampoules claires (au lieu des ampoules à verre bleuté, donnant une lumière adaptée aux films dits " lumière du jour "). Ainsi, l'on pouvait illuminer un sujet avec une lumière plus riche en composantes rouges et orangées, et donc compenser partiellement l'effet de filtre bleu de l'eau. Par contre, les flashs électroniques ne sont disponibles qu'en version " lumière du jour ", et l'on ne peut plus jouer de cette astuce.

De nouveau, et comme avec l'éclairage naturel, le phénomène de filtrage se produit sur la totalité de la lame d'eau impliquée. Si le flash est situé à un mètre du sujet, et placé au niveau de l'appareil photographique, la composition spectrale de son éclair est affectée par une distance de deux mètres de liquide (un mètre du flash au sujet plus un autre mètre du sujet à l'optique de prise de vue). Dans le cas général, il faut ainsi cumuler la distance du flash au sujet et celle du sujet au boîtier (qui peuvent être différentes si ce flash n'est plus solidaire de l'appareil photographique).

Le contraste sous-marin

Parallèlement à cet appauvrissement de la palette colorimétrique, se produisent d'autres phénomènes, liés à la diffusion de la lumière (moléculaire et microparticulaire). Principalement, une baisse rapide des contrastes (différences maximales entre les hautes et les basses lumières) présentés par les scènes photographiées, avec l'augmentation de la distance séparant chacun de leurs éléments, de l'appareil de prise de vue. S'y ajoute une perte parallèle de la définition de l'image donnée par ce sujet. Cette fois-ci, c'est uniquement la distance entre lui et l'appareil photographique qui est en jeu. Comme nous en sommes témoin, pour des prises de vues terrestres d'objets lointains qui se perdent dans la brume atmosphérique, même par très beau temps. Mais, sous l'eau, ce n'est pas en fonction de kilomètres que se produit cet " estompage ", mais en quelques dizaines de mètres, souvent en mètres, voire moins encore (si l'eau est très chargée en particules).

Cela impose de travailler le plus près possible du sujet, chaque fois, sauf à vouloir volontairement jouer de cet effet qui fait vite se fondre les divers détails présents en des masses aux densités uniformes et aux contours incertains. C'est la raison pour laquelle, en prises de vues subaquatiques, l'on privilégie les optiques à très grand angle (28 mm, 24 mm, 20 mm, 17 mm, etc.) pour pouvoir travailler au plus près, tout en pouvant faire entrer la totalité de la scène voulue dans le champ.

Un autre point, auquel il convient d'être très attentif, lors de l'usage de flashs sous-marins : l'emploi systématiquement excentré de la source artificielle (ou des sources). Il s'impose pour éviter le problème d'un renvoi en plein dans l'optique des reflets lumineux produits au niveau des particules en suspension (dans l'épaisseur d'eau présente entre le sujet et l'appareil), qui sont alors illuminées et qui vont noyer la scène dans leurs éclats cumulés. Comme pour le cas de l'aquarium, la règle de base à respecter (puis à moduler avec l'expérience) est celle de l'angle de 45° entre l'axe optique et le flash (le sujet étant le sommet du dit angle).

Parfois, l'eau est tellement " chargée " en particules que l'on ne voit plus rien à quelques centimètres de distance de son masque, et donc parallèlement, de son optique photographique. Il existe alors une solution, uniquement valable à courte distance (moins de un mètre), et pour des objets de dimensions raisonnables (moins de un mètre), sauf grosses complications matérielles. C'est celle de la lame d'eau claire, autrement dit : une enceinte fermée, le plus souvent en forme de pyramide ou de cône tronqué, et pourvue de deux plaques en verre de très bonne qualité et rigoureusement parallèles, à chaque bout. Avant la plongée, cet instrument est rempli d'eau claire, et utilisé pour créer artificiellement une zone transparente entre le sujet et l'optique de prise de vue en prenant ainsi la place du liquide ambiant.

L'intensité lumineuse sous-marine

Elle diminue très vite, avec la distance à la surface, et même par un bel été dans les Caraïbes, l'on se retrouve dans une ambiance crépusculaire, en dessous de la cinquantaine de mètres. Inutile de préciser qu'en Bretagne, et au mois de novembre, l'on peut être dans la même situation en bien moins de profondeur, même en milieu de journée. Cette atténuation est à la fois liée au phénomène de filtrage de l'eau qui, en amputant la lumière de certaines de ses composantes spectrales, diminue conjointement l'intensité globale ; et aussi, à l'effet d'écran des particules en suspension, toujours présentes, en plus ou moins grande quantité.

Le choix de la pellicule

Pour toutes les raisons invoquées précédemment, le monde subaquatique est rarement saturé de lumière naturelle, et il convient de porter son choix sur des pellicules de sensibilité suffisante, donc d'au moins 200 ISO, et parfois de 400 ISO, selon les circonstances. Ce n'est que dans les tropiques et par très faible profondeur (moins de cinq mètres) que l'on pourra travailler avec de moindres sensibilités, sans être gêné.

D'autant plus que, du fait des mouvements rapides de la faune, de ceux involontaires du plongeur, de ceux induits par la houle et les vagues (qui peuvent parfois se faire sentir même par dix ou vingt mètres sous la surface), il est préférable de travailler avec la vitesse la plus élevée possible. Comme, d'un autre côté, l'on a également besoin d'une profondeur de champ suffisante (particulièrement en macro), le seul degré de liberté est bien la sensibilité du film. Le recours au flash électronique, permet évidemment de se libérer de la contrainte d'une lumière insuffisante, sous l'eau.

Quel type de pellicule choisir ? Toujours de la pellicule de type " lumière du jour ", afin de ne pas augmenter encore plus la dominante bleue, comme ce serait le cas avec de la pellicule de type " lumière artificielle ". Mais, sauf mobilisation de l'éclairage artificiel (à basse température de couleur), cette dominante sera toujours présente. Une solution plus efficace a existé, mais elle ne semble plus distribuée (en tout cas, être disponible en France) : une pellicule spécialement adaptée au monde aquatique, et corrigée pour compenser l'excès de lumière bleue. Fabriquée par Kodak, de nom : Ektachrome Underwater, de sensibilité nominale de 50 ISO (exploitable à 100 ISO avec un développement poussé). Sa sensibilité augmentée dans le rouge, par rapport aux autres couleurs, lui permet de lutter contre le bleu excessif avec suffisamment de vigueur pour n'être utilisable qu'en dessous de cinq à dix mètres. Plus près de la surface, elle compense alors trop et donne une dominante rouge. De même qu'utilisée avec un flash électronique, pour des objets proches (macrophotographie).

Avec du film normal, il reste la solution du filtre correcteur de couleur, comme un CC 30R ou un CC40R de Kodak, mais un tel filtre fera encore baisser l'intensité de la lumière disponible et impliquera de travailler à diaphragme plus ouvert ou à vitesse plus basse, en lumière naturelle comme artificielle.

Suite de l'article : la pratique concrete de la photo sous-marine.

Article réalisé d'après une contribution d'hyperfocale.


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