Le sténopé, qu’est-ce que c’est ?

 

Le terme, dérivé du grec, se traduit par « petit trou ».

Il s'agit du dispositif optique le plus élémentaire qui soit dans son principe : Dans un volume étanche à la lumière (comme par exemple l'intérieur d'une boite fermée), on pratique un trou de dimensions très réduite. Il se produit alors dans la boite, sur la face opposée au trou, une image inversée de ce qu'il y a devant la boite.

 

Il vous est peut­-être même arrivé de l'observer par hasard, dans une pièce très sombre et par un temps très ensoleillé : si un petit trou existe dans un volet de la chambre, il se peut que vous ayez vu se former l'image inversée du dehors sur le mur du fond de la pièce...

 

Ce principe est connu depuis l'antiquité. Il a été utilisé, à partir de la renaissance, comme procédé de reproduction par les peintres, les topographes. Très vite, l'ajout d'une lentille ouvrira de nouvelles perspectives dans toutes les applications optiques. Astronomie d'abord et, beaucoup plus tard... la photographie.

 

Il ne restait plus, avec l'invention des surfaces sensibles à partir de la première moitié du XIXème, qu'à capturer, « enregistrer » en quelque sorte sur une surface photosensible, l'image qui se forme au fond de la boîte : plaque de verre, papier, film, et enfin capteur.

 

Rien de plus simple, donc : un petit trou (avec un moyen de le fermer), une chambre noire (et peu importe sa forme, ses dimensions, son matériau...), et une surface sensible disposée à l'intérieur...

 

Nous avons un appareil photo parfaitement fonctionnel, sans objectif ni dispositif compliqué.

 

Pourquoi se servir d’un sténopé

 

On comprend aisément l'intérêt que peut susciter le sténopé chez tous ceux qui souhaitent produire des images différentes, et/ou concevoir eux-­même leur appareil photo. Ce n'est sans doute pas un hasard si cette pratique se diffuse beaucoup, jusque chez le grand public, comme une sorte de contre-pied à l'heure de l'accélération de l'information, de l'informatique et de l'image numérique.

 

Avec le sténopé, on expérimente.

On prend son temps.

On fait trois photos plutôt que des centaines, on reprend le contrôle de son outil de prise de vue.

Et on savoure ses images, forcément radicalement différentes de ce que l'on produit avec des appareils photo classiques. C’est l’outil parfait pour les artistes qui veulent construire des images poétiques, oniriques, au fort caractère graphique.

Que faire (et ne pas faire) avec un sténopé ?

 

Cette famille d'appareils ouvre des champs immenses à l'expérimentation, avec des caractéristiques que seul ce principe peut apporter, mais aussi des limites liées à sa simplicité et à sa lenteur.

 

­-Pas de mise au point sur ces appareils, l'image ayant la même netteté du très proche à l'infini, en raison de son très faible diaphragme : le trou par lequel passe la lumière est très petit, la profondeur de champ est donc extrême.

-Des possibilités étonnantes sur la géométrie de l'image. On peut obtenir facilement de très grands angles, des panoramiques, des déformations géométriques, des images multiples grâce à plusieurs trous, etc.

 

-­Une image sténopé peut être minuscule ou immense. Les seules limites sont la taille de la boite noire que vous serez capable de construire, et la taille de la surface sensible que vous pourrez mettre dedans et exploiter ! Les expériences les plus folles existent en la matière...

 

­-Dans l'immense majorité des cas, ne comptez pas figer un mouvement, les temps de pose sont généralement trop longs, de quelques secondes à quelques minutes le plus souvent. On ne fait pas de reportage sportif ou animalier au sténopé, (du moins pas au sens classique du terme) ! En revanche, on pourra utiliser toutes les possibilités du flou de bougé et des poses longues.

 

-­Au sténopé, on travaille sur pied !

 

­-Pas de viseur précis, même si on peut concevoir des viseurs approximatifs si on le souhaite.

 

-­Le sténopé produit des images de fort caractère, mais ne cherchez pas le fameux « piqué » avec un sténopé. La netteté et la résolution peuvent être visuellement correctes, mais ne passeront pas les tests techniques des magazines spécialisés !

 

-­On peut choisir sa surface sensible en fonction de son projet artistique : pellicule classique, en rouleau ou en plan film, noir et blanc ou couleur, polaroid, capteur d'appareil numérique de votre boitier, et même produire soi­-même ses surfaces sensibles.

 

Bienvenue sur ce formidable terrain de jeu et d'expérimentation que constitue le sténopé !

Concevoir son appareil

 

Quelques notions à bien comprendre pour concevoir son appareil à sténopé.

 

­le cercle image

 

Si on se représente en volume l'intérieur de la boite et le faisceau de lumière qui passe par le trou, on réalise que ce dernier prend la forme d'un cône. S'il est projeté à l'intérieur sur une surface plane, on obtient donc un cercle, que l'on appelle le CERCLE­-IMAGE.

 

Il existe une relation entre la distance focale (f, qui est en fait la distance entre le trou et la surface sensible) et le diamètre du cercle image C :

 

C = 3,5 x f

 

par exemple, pour une focale de 5cm, le cercle image aura un diamètre d'environ 17,5cm.

 

­la taille de la surface sensible

 

Dans toutes les étapes de la conception, il faudra s'assurer que toute la surface sensible soit incluse dans ce cercle image si l'on veut qu'elle soit entièrement couverte. (mais on peut aussi décider d'avoir une image ronde si la surface sensible est de dimensions supérieures à celles du cercle image).

 

Généralement, on choisit d'abord le type de surface sensible que l'on va utiliser. Ce peut être du film 24x36cm, 6x6, 6x9, 6x12, du plan film (film en feuilles de dimensions variables), du papier photosensible noir et blanc, également de dimensions variables, etc.

 

La conception du sténopé dépend de ces choix que vous ferez, et de la combinaison de la distance focale et de l'angle de champ souhaité.

 

­la distance focale

 

Cette distance du film à la surface sensible fera partie de vos choix de conception. Que se passe-­t­-il lorsqu'elle varie ? Pour se le représenter, imaginez ce qu'il se passe si vous éclairez un mur avec une lampe de poche la lampe est le trou du sténopé, et le rond lumineux sur le mur éclairé est le cercle image.

 

Si j'augmente la distance focale (que je recule la lampe de poche du mur) :

 

-J'augmente la taille du cercle image, et donc la taille de la surface sensible qu’il est possible de couvrir.

 

-pour une taille de surface sensible donnée, je diminue également l'angle de champ utile.

 

-Je diminue l'intensité lumineuse.

 

Et inversement.

 

­l'angle de champ

 

En photographie, à force d'abus de langage, on confond souvent les notions de focale et d'angle de champ. C'est la différence classique entre la différence de focale « apparente » d'un même objectif utilisé sur des films ou capteurs de taille différente. La focale de l'objectif ne change pas, et le cercle image produit par cet objectif au fond de l'appareil photo non plus. On en a l'impression seulement parce que l'on réduit la taille du capteur. Celui-­ci ne capte qu'une plus petite partie du cercle image.

 

La portion du cercle image prise en compte a donc diminué, mais la focale non.

 

Calcul de l'angle de champ

 

Angle de champ = A

Diagonale de la surface sensible : d

distance focale = f

 

A=2 x arctan(d/2f) x 180/pi

Calculer le diaphragme de ma boîte

 

Connaître le diaphragme de mon boîtier est essentiel, c'est ce qui va me permettre d'exposer correctement lorsque je ferai des prises de vue. Rien de plus simple, il faut seulement connaître la distance focale f (distance trou-surface sensible) et le diamètre du trou D.

Mon diaphragme est le résultat de la division de f par D.

Par exemple, j'ai une distance film-trou de 50mm, et un trou de 0,26mm. Mon diaphragme est de 50/0,26 = 190 (environ).

 

Comment fabriquer ma boîte noire ?

 

Une fois maîtrisées ces quelques bases, vous allez devoir construire le boîtier. Il n’y a pas vraiment de méthode figée, c’est votre imagination qui va s’exprimer ici, et vos seules limites seront vos qualités de bricoleur et la précision de votre outillage.

Une seule règle : réaliser une chambre noire, totalement opaque à la lumière, et que l'on peut ouvrir et refermer pour installer la surface sensible (papier photo, négatif...). Sur cette boite, on disposera le sténopé, ainsi qu'un système pour l'ouvrir et le fermer.

 

Toutes les méthodes et formes sont possibles : Réutilisation d’une épave d’appareil photo (cette méthode présente l'avantage de récupérer le système d'entraînement du film), fabrication ou récupération de matériaux existants. Boites de conserve, d’allumettes, cartonnages. L’intérêt de faire vous-même est de concevoir la géométrie de votre appareil à sténopé, de réaliser les expériences les plus folles comme par exemple installer plusieurs trous, prévoir d’utiliser des papiers photos courbés, pliés, de réaliser des appareils à sténopés de très grand format, etc.

 

Les qualités d'un bon sténopé

­il doit être pratiqué dans une matière aussi fine que possible.

­le trou doit être rond, régulier, avec des bords francs.

­Idéalement, il ne doit pas provoquer de reflets, notamment sur la tranche et à l'intérieur du trou.

­Pour obtenir une résolution et une netteté optimales, le diamètre doit être adapté à la focale de l'appareil auquel il est destiné.

 

Lorsque l'on connaît la focale de son appareil, on calcule le diamètre optimal de son sténopé grâce à la formule suivante :

 

Do = C x racine carrée de f

où Do est le diamètre optimal

f est la focale

C est une constante égale à 0,036.

(on trouve souvent des valeurs légèrement différentes de cette constante, selon les choix faits par les opticiens qui l'auront calculée, puisqu'elle dépend de la longueur d'onde moyenne prise en compte pour définir le spectre visible. Elle est le plus souvent comprise entre 0,035 et 0,037).

 

Comment percer mon sténopé ?

L’équipement nécessaire au perçage de sténopés parfaits et calibrés tels que ceux produits par Spiralcamera n’est vraiment pas courant. Il est néanmoins possible de percer un sténopé utilisable avec les moyens du bord.

Voici la méthode la plus couramment utilisée

Matériel :

-feuille métallique très fine (morceau de canette alu, feuille d’alu…)

-Aiguille fine

-abrasifs fins.

Découper une petite surface de 1 ou 2 cm2 dans la feuille métallique.

En prenant appui sur une surface dure, appuyer avec l’aiguille pour percer l’alu. En fait,on perce à peine.

On obtient alors un alu percé d’un côté, avec une très légère bosse sur la face arrière.

On va ensuite poncer cette bosse jusqu’à l’aplanir et agrandir le trou. On va procéder par cycles aiguille/ponçage successifs, par les deux côtés de l’alu si nécessaire.

Avec cette méthode, on ne prévoit pas la taille du trou : on en réalise plusieurs, et on les mesure à la fin pour choisir celui qui est le plus adapté à votre projet.

Pour mesurer et vérifier la qualité du trou, la méthode la plus répandue est de le scanner en haute définition, et d’utiliser les outils de mesure de votre logiciel de traitement d’image. Vous verrez s’il est bien rond ou pas, vous connaîtrez son diamètre. Il est plus difficile en revanche d’évaluer sa planéité.

 

Guide d'exposition au sténopé

 

Vitesse, ouverture, sensibilité

Ce sont les trois valeurs qu'il faut connaître pour comprendre l'exposition en photographie. Toutes trois sont normalisées. Ce sont elles qui servent de base à tous les appareils photos pour mesurer la lumière.

 

La Vitesse

C'est le temps pendant lequel l'obturateur va s'ouvrir pour laisser entrer la lumière dans le boitier. C'est une suite dans laquelle à chaque valeur, l'obturateur laisse passer le double de lumière que pour la valeur précédente (les valeurs sont parfois arrondies) :

1/1000éme de seconde - 1/500 - 1/125 - 1/60 - 1/30 - 1/15 - 1/8 - 1/4 - 1/2 - 1 seconde - 2 secondes etc.

au 1/125e, l'obturateur "laisse entrer" deux fois moins de lumière dans l'appareil qu'au 1/60e.

 

L'ouverture (diaphragme)

Cette valeur mesure la taille de l'ouverture par laquelle la lumière entre dans le boitier, et elle est divisée par deux à chacune de ces valeurs :

f:1,4 - 2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22 - 32 - 45 - 64 - 90 - 128 - 180 - 256 - 360 etc.

à f:5,6, on "laisse entrer" deux fois moins de lumière dans l'appareil qu'à f/4

(la suite a des valeurs bizarres, mais parfaitement logique. On mesure ici la surface d'un cercle, et pour la doubler on multiplie par racine de 2 (1,414 environ) et non par deux... )

 

La sensibilité

C'est la sensibilité de la surface sensible, quelle qu'elle soit, film ou capteur. Ici encore c'est normalisé et cela double à chaque valeur. Elle se mesure en ISO.

3 iso - 6 - 12 - 25 - 50 - 100 - 200 - 400 - 800 - 1600 - 3600 - 6400 etc.

Une pellicule de 100 iso est deux fois plus sensible qu'une de 50.

 

La mesure de la lumière se fait en faisant varier ces trois grandeurs

 

 

 

 

 

 

Mesurer la lumière.

Au moyen d'une cellule, d'un appareil photo, ou simplement à l'expérience, on détermine le couple Temps d'exposition ("vitesse") - ouverture ("diaphragme") adapté à votre surface sensible ("Iso") dans une situation de lumière donnée.

En prise de vue normale, on a par exemple par temps bien ensoleillé à 100 iso un couple de f:16 - 1/125.

 

On expose au sténopé selon le même principe qu'en photographie classique, mais avec quelques particularités.

 

Première spécificité : Votre sténopé a une ouverture fixe.

 

Mon sténopé a une ouverture de f:180.

Je l'ai chargé avec un papier photo d'une sensibilité de 3 iso, que faire par ce même temps ensoleillé qui me faisait exposer du 100 iso 1/125 à f:16 ?

Avec 3 iso, le 1/125 - f16 devient 1/125 - f:2,8

 

de f:2,8 à f:180, il y a 12 diaphragmes d'écart. Je vais donc devoir rallonger le temps en le multipliant par deux douze fois de suite. 1/125 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2= 30 seconde.

 

En pratique, on acquiert vite la petite gymnastique de calcul mental qui permet de déterminer le temps d'exposition. Mais on peut aussi s'aider d'un disque ou d'une règle d'exposition, qui permet de voir d'un coup d'oeil les corrections à apporter.

 

Et c'est tout ? Pas tout à fait...

 

L'effet Schwarzschild (ou écart à la loi de réciprocité) est un phénomène que l'on doit prendre en compte lorsque l'on a des temps de pose très courts (inférieurs à 1/1000 s) ou très longs (supérieurs à la seconde). Et en sténopé, ils sont généralement très longs.

Lorsque la pose est longue, une pellicule se comporte comme si elle était moins sensible, et cela augmente avec la durée.

Pas de panique, il suffira de rallonger un peu le temps de pose. cette correction à apporter dépend de la pellicule et du temps de pose. Les fabricants de pellicule fournissent dans leurs documents techniques des informations sur les corrections à apporter, sous forme de tableau ou de graphique.