Notions de sensitométrie
 
Caractéristiques sensitométriques du papier photographique
 
 
Elles diffèrent nécessairement de celles de l'émulsion négative, mais les quelques principes de sensitométrie évoqués au niveau du négatif restent valables au tirage. Comme les films négatifs, les papiers photographiques sont constitués d'un support recouvert d'une émulsion sensible où les différentes luminations de l'image du négatif induisent les densités de l'épreuve. On peut donc comparer le tirage à une prise de vue et – de la même façon – représenter graphiquement la relation log H / densité.
 
 
Figure 1 : Courbe caractéristique d'une émulsion positive. Comparativement à l'émulsion négative, la pente de la corde joignant les deux points délimitant la portion utile est très prononcée. La gradation utile du papier est directement liée au choix de ces deux points limites. Remarquons aussi que la densité minimum = 0. Habituellement, en effet, avant de mesurer les densités d'une épreuve, on détermine le zéro sur un échantillon de papier non exposé mais traité. La marge de l'épreuve, par exemple, peut constituer cette surface blanche de référence. Contrairement à la courbe d'une émulsion négative, celle de l'émulsion positive n'exprime donc pas ordinairement la densité réelle du support + voile.
 
 

La courbe caractéristique de l'émulsion positive : une pente très prononcée

Bien qu'ayant aussi la forme d'un S allongé, la courbe caractéristique du papier a – contrairement à celle du négatif – une partie rectiligne médiale étendue et une pente très prononcée (figure 1).

Le petit calcul du tableau 1, surtout théorique, est simplement destiné à nous faire comprendre la raison d'un CCD (1) plus élevé pour le positif. Nous avons considéré un sujet de contraste moyen (1,80), un effet de flare moyen à la prise de vue et, pour le négatif, un CCD de 0,50. Afin de disposer d'une grande latitude d'exposition, le CCD du négatif reste toujours inférieur à 1, ce qui a pour conséquence une perte de contraste. La valeur de contraste de l'image du sujet 1,50 tombe à 0,75 pour le négatif. Négligeons les effets de flare et Callier au tirage. Puisque l'on désire habituellement sur l'épreuve un contraste maximum – disons, d'une valeur de 1,50 pour un papier brillant –, il est facile de déterminer le CCD du positif par la formule suivante qui ressemble beaucoup à celle utilisée pour le calcul du CCD du négatif : contraste de l'épreuve / contraste de l'image du négatif = 1,50 / 0,75 = 2. Ainsi, le CCD du positif est beaucoup plus élevé que celui du négatif. Sa valeur peut aller jusqu'à 3 et même au-delà.

 
Contraste
Prise de vue
Traitement
du négatif
Tirage
Exposition
Traitement du positif
Effet de flare
CCD
Effets de flare et Callier
CCD
1,80
x 0,83
1,50
x 0,50
0,75
x 1,00
0,75
x 2,00
1,50
 
Tableau 1 : Le CCD du positif est toujours plus élevé que celui du négatif.
 
 

Latitude d'exposition réduite

C'est la conséquence logique de la pente très prononcée de la courbe du papier photographique. La latitude d'exposition définit l'intervalle des luminations que le papier photographique est capable d'enregistrer dans la portion utile de sa courbe. Notons que la portion utile comprend la région centrale rectiligne mais aussi une grande partie des régions curvilignes de la courbe du papier (figure 1). La latitude d'exposition est également appelée étendue utile et plus couramment gradation utile ou simplement gradation.


Stabilisation obligatoire de la courbe à sa pente maximum

Au niveau du positif, il s'agit avant tout de satisfaire l'œil de l'observateur. Les détails dans les ombres et les hautes lumières ne suffisent pas. On souhaite aussi une densité suffisamment élevée pour les ombres (des ombres grisâtres sont en effet inesthétiques) et une densité proche de D min. pour les hautes lumières, ce qui signifie, répétons-le, un contraste maximum correspondant aux caractéristiques nominales du papier.

Pour répondre à cette dernière exigence, l'émulsion positive doit toujours être développée à son CCD infini de manière à atteindre la densité maximum utile, noir profond illustrant les ombres et légèrement inférieur à la densité maximum nominale de l'émulsion considérée. D'ailleurs, le CCD du positif se stabilise très rapidement à sa valeur maximum (1 à 2 minutes suivant les conditions de développement). Vu la rapidité de son évolution, il n'est donc pas question de le contrôler comme celui du négatif.

Si le développement est poursuivi au-delà du CCD infini, on observe (figure 2) un déplacement de la courbe caractéristique vers la gauche, ce qui indique un accroissement de sensibilité de l'émulsion pouvant « compenser » dans une certaine mesure une sous-exposition du papier.

 
 
Figure 2 : Si le développement est poursuivi au-delà du CCD infini, on observe un déplacement de la courbe caractéristique vers la gauche.
 
 

Autres caractéristiques du papier photographique

Elles découlent de la précédente. Cette stabilisation obligatoire de la pente de la courbe caractéristique immobilise l'ensemble du « mécanisme » (figure 3). Puisqu'ils sont fixes, CCD, densité maximum utile, contraste et gradation deviennent des critères du papier. L'observation de la courbe d'une émulsion positive associée aux réflexions précédentes nous suggère en outre trois règles élémentaires :

1 - Afin d'obtenir une épreuve agréable à regarder, les luminations extrêmes de l'image du négatif doivent être traduites en densités extrêmes : densité maximum utile pour les ombres et densité minimum utile pour les hautes lumières. Cela signifie que le contraste de l'image du négatif doit être égal à la gradation du papier (figure 4). Les deux autres règles sont liées à celle-ci.

2 - La gamme des luminations de l'image du négatif doit s'inscrire sur la totalité de la portion utile de la courbe. L'exposition du papier ne tolère par conséquent aucun écart (figure 5). Cependant, nous avons noté qu'une prolongation du temps de développement de base permet de corriger les effets d'une légère sous-exposition du papier. Nous devinons aussi que plus la valeur de gradation est faible, plus la détermination de l'exposition exige de précision.

3 - Un papier de gradation donnée ne peut enregistrer qu'un seul niveau de contraste de l'image du négatif. Nous comprenons désormais la nécessité de disposer de plusieurs gradations de papier pour faire face à la diversité de contraste habituelle – mais, hélas, souvent injustifiée – des clichés.

Les caractéristiques sensitométriques essentielles du papier photographique sont résumées et comparées à celles du négatif au tableau 2.

 
 
Figure 3 : Contrairement à l'émulsion négative (en bas), le CCD de l'émulsion positive (en haut) se stabilise très rapidement à sa valeur maximum ce qui entraîne corollairement une étendue utile (gradation) et un contraste fixes.
 
 
 
Figure 4 : Le contraste de l'image du négatif doit être égal à la gradation du papier (A). Si le contraste de cette image est inférieur à la gradation (B), les ombres et les hautes lumières ne seront pas représentées par les densités utiles extrêmes du papier, l'épreuve sera « plate ». Inversement, si le contraste de l'image du négatif est supérieur à la gradation du papier (C), les ombres et les hautes lumières de l'épreuve manqueront de détails, ce qui signifie des plages uniformément noires ou blanches correspondant à D max. ou D min.
 
 
 
Figure 5 : L'exposition du papier ne tolère aucun écart, celle-ci doit assurer la parfaite coïncidence entre la gamme des luminations de l'image du négatif et la portion utile de la courbe (A). Des hautes lumières sans détails sont la conséquence d'une sous-exposition (B). Une surexposition (C) entraîne le même effet sur les ombres de l'épreuve.
 
 
   
Emulsion négative
 
Emulsion positive
         
Fonction
 
Enregistrement et traduction en valeurs de gris de l'image polychrome du sujet.
 
Enregistrement et traduction en valeurs de gris de l'image achrome du négatif.
 
 

Sensibilité
chromatique

 
Emulsion panchromatique.
 
Emulsion non chromatisée.
 
 
Sensibilité
générale
 
Grande : l'exposition se détermine le plus souvent en fractions de seconde.
 
Faible : l'exposition se détermine en secondes.
 
 
CCD
 
Très faible et variable.
 
Très élevé et fixe (infini).
 
 
Caractéristiques
découlant de la
précédente
 
Temps de développement variable, est fonction de nombreux paramètres.
 
Temps de développement suffisant pour amener la courbe à sa pente maximum (CCD infini).
 
 
 
Latitude d'exposition très élevée (jusqu'à 3000 : 1) et variable.
 
Latitude d'exposition faible (maximum pour les papiers doux, 50 : 1) et fixe. Critère principal du papier.
 
 
 
Grande tolérance d'exposition (pour un sujet de contraste moyen).
 
Aucune tolérance d'exposition.
 
 
 
La densité utile des hautes lumières peut varier sans inconvénient, le négatif étant un intermédiaire.
 
La densité utile des ombres est fixe et légèrement inférieure à la densité maximum nominale de l'émulsion considérée.
 
 
 
Le contraste du négatif peut donc varier également.
 
Le contraste de l'épreuve ne varie pratiquement pas pour une surface donnée.
 
 
 
Un seul type de film peut enregistrer divers contrastes de l'image du sujet.
 
Un papier donné ne peut enregistrer qu'un seul niveau de contraste de l'image du négatif.
 
Tableau 2 : Résumé des caractéristiques sensitométriques essentielles du papier photographique en comparaison de celles du négatif.
 
 
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1. Le terme coefficient de contraste de développement (CCD) est utilisé ici par analogie à celui du négatif et dans un but de simplification pour le lecteur. Il se rapporte à la pente de la corde joignant les deux points délimitant la portion utile de la courbe caractéristique du papier.
 
 
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