Notions de sensitométrie
 
Latitude et tolérance d'exposition
 
 

Pareillement à celle de contraste à laquelle elles sont directement liées, ces deux nouvelles notions, souvent floues, nécessitent une précision. C'est l'objet de cette page.


Définition de la latidude d'exposition

Elle désigne l'intervalle entre les luminations qui induisent lors du traitement les densités extrêmes utiles nominales de l'émulsion considérée. En d'autres termes, la latitude d'exposition concorde avec la portion utile (zone médiale) de la courbe caractéristique représentant l'émulsion et se mesure en valeurs logarithmiques sur l'axe log H du graphique. La latitude d'exposition est ainsi illustrée en A à la figure 1.

 
 
Figure 1 : Illustration de la latitude (A) et de la tolérance d'exposition (C). Cas d'exposition exacte.
 

En prise de vue noir et blanc, le contraste de l'image du sujet est souvent inférieur à la latitude d'exposition du film et, de ce fait, il est relativement facile de l'enregistrer sur la portion utile de la courbe. Sur la même figure, le contraste de l'image du sujet est schématisé par le rectangle B. Ce dernier, nous l'observons, s'inscrit à l'intérieur de la latitude d'exposition, ce qui constitue la condition sine qua non pour conserver les détails dans tous les tons du négatif.

Selon cette règle élémentaire, le rectangle B a théoriquement la possibilité de se déplacer jusqu'à la limite droite de la latitude d'exposition illustrée sur le graphique. Une translation horizontale du rectangle B traduit tout simplement une variation du niveau de l'exposition (1). Pour cet exemple, un surcroît d'exposition (translation du rectangle B vers la droite) peut être toléré. Nous pouvons parler par conséquent d'écart maximum admis dans le réglage de l'exposition ou plus exactement de tolérance d'exposition.


Définition de la tolérance d'exposition

Nous l'avons deviné, elle est égale – si l'on opte pour une expression logarithmique – à la latitude d'exposition moins le contraste de l'image du sujet. Il est ensuite très commode de transformer cette valeur logarithmique en divisions de l'échelle des diaphragmes, expression plus familière pour le photographe.

Calculons de cette manière la tolérance d'exposition (C) de l'exemple de la figure 1 : A - B = C soit 3 - 1,8 = 1,2. Transformons en divisions de l'échelle des diaphragmes (ou de l'échelle des temps d'exposition) en divisant par 0,3 (log décimal de 2). Nous obtenons ainsi pour cet exemple une tolérance d'exposition de 4 divisions dans le sens de l'ouverture du diaphragme.

 
 
Figure 2 : Illustration de la latitude (A) et de la tolérance d'exposition (C). Cas d'exposition correcte.
 

A la figure 2, les conditions de prise de vue (sujet, matériel, film, éclairage) sont identiques. Seul diffère l'étalonnage du posemètre. Conséquence immédiate, le rectangle B (image du sujet) change de place. Aussi, la tolérance d'exposition – bien que gardant la même valeur globale – se répartit d'une autre façon autour de l'exposition préconisée par le posemètre. Celle-ci est de 4 divisions dans le sens de la fermeture du diaphragme au cas 1 et de plus ou moins 2 divisions au cas 2.

Si l'écart dans le réglage de l'exposition dépasse la tolérance d'exposition – si le rectangle B sort des limites de la latitude d'exposition – nous sommes en présence d'une sous ou surexposition car une perte de détails se manifeste dans les ombres ou les hautes lumières.

Dans les deux cas supposés à la figure 2, le contraste de l'image du sujet s'inscrit dans la portion utile de la courbe caractéristique ; nous disons que l'exposition est correcte puisque les détails sont maintenus dans tous les tons du négatif. Mais on aurait tort, sous prétexte d'une simplification du travail à la prise de vue, de compter systématiquement sur la tolérance d'exposition (lorsque celle-ci existe). En effet, on connaît au tirage les inconvénients d'un négatif empreint d'une plus-value inutile et gênante quant à la densité générale. Même si l'on peut trouver réconfortant l'existence d'une "certaine" souplesse d'action dans le choix de l'ouverture du diaphragme ou du temps d'exposition, mieux vaut abandonner l'idée d'une tolérance d'exposition-panacée et rechercher le plus souvent possible l'exposition minimum correcte. L'image du sujet s'enregistre alors à partir de la densité minimum utile qui témoigne de la densité des ombres sur le négatif. Cette exposition, représentée dans l'exemple de la figure 1, se nomme exposition exacte (2).

Cela dit, on peut regretter le classement de la latitude et de la tolérance d'exposition parmi les termes nébuleux de la profession ! L'expression latitude d'exposition peut être en effet employée pour désigner, tantôt la tolérance d'exposition, tantôt la latitude d'exposition, telles que nous venons de les définir. Le plus souvent, on lui confère le sens de tolérance d'exposition ! Aussi, pour désigner deux choses différentes, n'est-il pas plus aisé d'utiliser deux termes distincts et appropriés ? Latitude et tolérance nous ont semblé les plus adaptés : latitude (du latin latitudo, largeur) d'exposition s'apparente mieux à l'idée d'intervalle, d'étendue utile et tolérance d'exposition, à l'écart maximum admis dans le réglage de l'exposition. Nous en sommes persuadés, le photographe soucieux d'apprendre non seulement la signification de tous ses gestes mais aussi celle des termes professionnels qu'il emprunte, souscrira volontiers à cette précision de terminologie.


Latitude et tolérance d'exposition à la prise de vue


Films négatifs noir et blanc ordinaires

Ils ont une latitude d'exposition très grande, jusqu'à 3,5 (3 200 : 1). N'oublions pas que pour une émulsion négative, la latitude d'exposition varie en fonction du CCD. Plus la valeur choisie pour ce dernier est élevée, plus le temps de développement doit être prolongé, plus la pente de la courbe caractéristique s'accentue et plus la latitude d'exposition diminue et inversement.

En matière de latitude d’exposition, notons en passant que les capteurs numériques, pendant longtemps, n’ont pu prétendre se mesurer aux films négatifs argentiques… la faible étendue dynamique des premiers capteurs ne pouvant notamment rivaliser avec la généreuse latitude d’exposition des films négatifs noir et blanc !

La tolérance d'exposition, quant à elle, dépend de deux facteurs : la latitude d'exposition et le contraste de l'image du sujet. Lorsqu'une information spécifie la tolérance d'exposition d'un film, par exemple, plus ou moins deux divisions de diaphragme, sachons que celle-ci est calculée par référence à la latitude d'exposition nominale de l'émulsion (le CCD est alors normal : 0,55 - 0,65) et à un contraste d'image du sujet, moyen.


Films inversibles couleur

Toujours très élevé (1,60 - 1,70 pour un film de sensibilité moyenne) afin d'obtenir une bonne saturation des couleurs, le CCD d'une émulsion inversible se rapproche nettement des valeurs habituelles rencontrées en sensitométrie appliquée aux papiers photographiques noir et blanc. On comprend que la latitude d'exposition des films inversibles – comme celle des papiers photographiques – est considérablement réduite par rapport à celle des films négatifs. Il s'agit là d'une particularité souvent méconnue par les débutants en photographie qui s'étonnent parfois de l'absence de détails dans les ombres et hautes lumières de leurs diapositives.

La latitude d'exposition des films inversibles couleur dépasse rarement 1,60 (40 : 1) ce qui constitue un facteur limitant à la prise de vue des sujets fortement contrastés. Supposant un léger flare à la prise de vue, on veillera donc à éviter les sujets de contraste supérieur à 1,80 (64 : 1). La tolérance d'exposition, quasiment nulle pour les sujets moyennement contrastés implique une précision rigoureuse dans la détermination de l'exposition, exigence fondamentale des films inversibles couleur.

Nous avons vu au tirage que le contraste de l'image du négatif devait être égal à la latitude d'exposition (gradation) du papier. De même, en appliquant la version de cette règle à la prise de vue sur films inversibles couleur, à savoir, contraste de l'image du sujet = latitude d'exposition, nous sommes assurés d'obtenir des diapositives détaillées dans les ombres et hautes lumières et de contraste maximum (l'exposition étant parallèlement supposée exacte). Heureusement, la latitude d'exposition des films inversibles concorde généralement avec le contraste de l'image de la majorité des sujets photographiques (contraste moyen).

Vis-à-vis des sujets fortement contrastés, nous allons voir qu'il est plus sage de choisir des films négatifs couleur à la latitude d'exposition plus généreuse. Sinon, il faut s'attendre immanquablement à une perte de détails dans l'une ou l'autre partie de la gamme des tons des diapositives (figure 3) !

 
 
Figure 3 : La faible latitude d'exposition des films inversibles couleur constitue un facteur limitant à la prise de vue des sujets fortement contrastés. Le contraste de l'image du sujet (schématisé par un rectangle) excédant la latitude d'exposition – quelque soit le niveau de l'exposition – il faut s'attendre pour cet exemple à un manque de détails dans l'une ou l'autre partie de la gamme des tons de la diapositive : à la fois dans les ombres et hautes lumières pour l'exposition A, dans les ombres pour l'exposition B et dans les hautes lumières pour l'exposition C. Par rapport à celles rencontrées précédemment, nous remarquons que la courbe caractéristique d'une émulsion inversible est inversée latéralement.
 
En résumé, cette catégorie de films sollicite de la part du photographe beaucoup de vigilance au moment de la prise de vue :
– Vu l'absence de négatif intermédiaire et la standardisation des traitements, le contrôle du contraste ne peut s'effectuer qu'à cette étape.
– L'exposition demande une grande précision.
– En photographie couleur, le contrôle de la qualité de la lumière devient une nécessité. Avec les films inversibles, il est uniquement possible à la prise de vue (filtrage approprié).
– Le cadrage se réalise aussi entièrement à ce moment décisif.

Aussi, une bonne "diapo" est avant tout l'aboutissement d'un "certain" travail de prise de vue. On ne mettra jamais suffisamment en exergue cet aspect particulier du processus photographique inversible couleur.


Films négatifs couleur

Jouant le rôle d'intermédiaires au cours du processus photographique, développés à un CCD voisin de 0,70, ils ressemblent beaucoup aux négatifs noir et blanc. Par contre, leur traitement presque toujours standardisé par le fabricant annule toute variation éventuelle du CCD (ce qui élimine la possibilité d'un contrôle du contraste au développement du négatif) et de la latitude d'exposition. Cette dernière, de l'ordre de 2,00 (100 : 1) n'atteint pas la latitude d'exposition des films négatifs noir et blanc mais dépasse (avantageusement pour les sujets fortement contrastés) celle des films inversibles couleur. On peut estimer la tolérance d'exposition des films négatifs couleur à environ 0,50 (presque 2 divisions de diaphragme).


Films lithographiques

A présent, considérons la prise de vue d'objets photographiques entièrement dépourvus de demi-teintes tels que le dessin au trait de la figure 4. Dans ce cas, les hautes lumières (surface blanche pour le positif) et les ombres (trait noir) du document photographié sont exemptes de détails (de nuances). Une reproduction devant être avant tout fidèle, il y a donc nécessité de bannir ces détails sur le négatif, puis sur le positif.

Les émulsions photographiques sont alors exploitées uniquement pour leurs densités minimum et maximum, densités représentant respectivement les ombres et les hautes lumières sur le négatif et l'inverse sur le positif (figure 4). L'exclusion obligatoire des densités intermédiaires (gris moyen) rend "inutile" la portion centrale de la courbe caractéristique ; une grande latitude d'exposition ne se justifie plus ici. On exige principalement une densité maximum très élevée (jusqu'à 4) et une densité minimum proche de zéro signifiant un voile imperceptible et un support ayant la transparence du verre.

 
 
Figure 4 : Pour la reproduction du trait, seules les densités minimum et maximum de l'émulsion sont mises en valeur tant pour le négatif que pour le positif (graphisme de Patrick Bouchot).
 

Parmi les surfaces sensibles utilisées par les arts graphiques, les émulsions lithographiques apportent (apportaient) précisément ces conditions requises pour la reproduction du trait. Appelées aussi émulsions "lith" ou "litho", "lithofilms" ou encore films "trait", elles ont un CCD (3) dépassant généralement 5, une latitude d'exposition (4) le plus souvent inférieure à 0,70 (5 : 1) et leur développement s'effectue dans un révélateur énergique (révélateur lith). Les émulsions lith – dont le nombre était considérable si l'on compte les différents types proposés par chaque marque – étaient toujours présentées en boite de plan-films ou en rouleau de grande surface.

Nous observons à la figure 5 un exemple de courbe caractéristique d'émulsion lith. Le calcul de la tolérance d'exposition théorique, bien que différent, n'est pas plus compliqué qu'auparavant avec les films demi-tons (5) ordinaires. Puisqu'on demande aux luminations des ombres et hautes lumières de l'image de l'objet d'engendrer sur le film, D min. et D max., les extrémités du rectangle B (représentant successivement de gauche à droite, les ombres et hautes lumières de l'image de l'objet) doivent rester de part et d'autre de la latitude d'exposition (A). Pour l'exemple choisi à cette figure, une translation horizontale du rectangle B est néanmoins possible, aussi bien à gauche qu'à droite. Une tolérance d'exposition (C) existe donc. Elle se calcule cette fois de la façon suivante : contraste de l'image de l'objet - latitude d'exposition = B - A = 2,00 - 0,50 = 1,50 ou plus ou moins 2,5 divisions de l'échelle des diaphragme.

 
 
Figure 5 : Courbe caractéristique d'une émulsion lith. Détermination de la tolérance d'exposition : C = B - A.
 

Signalons enfin une autre particularité des films lith : leur grande tolérance de développement. Comme pour certains papiers photographiques, une prolongation du temps de développement de base n'augmente pas le CCD mais accroît significativement la sensibilité de l'émulsion. La courbe caractéristique se déplace ainsi vers la gauche (une flèche symbolise ce déplacement à la figure 5). Nous conseillons toutefois aux photographes utilisant cette catégorie d'émulsions de ne pas trop tirer avantage des tolérances d'exposition et de développement. Selon les conditions de prise de vue et de développement, on risque en effet d'obtenir quelquefois sur le négatif un empâtement des traits ou inversement, une disparition des fines délinéations.

Destinées essentiellement aux arts graphiques, les émulsions lithographiques – mais aussi, bien d'autres émulsions graphiques – constituent par ailleurs un "matériel sensible" idéal (6) notamment pour le photographe désireux de réaliser des masques ou des effets spéciaux à partir de ses négatifs demi-tons.


Récapitulation en quelques chiffres

Pour les différentes catégories de films employés à la prise de vue, rassemblons dans un même tableau les valeurs habituelles (citées précédemment au cours du texte) se rapportant successivement à la densité maximum, au CCD, à la latitude et à la tolérance d'exposition. Basées sur des moyennes calculées à partir des données sensitométriques (7) fournies par les fabricants, ces valeurs sous-entendent évidemment des conditions de prise de vue et de traitement normales.

 
D max.
CCD
Latitude d'exposition
Tolérance d'exposition
Films négatifs noir et blanc
2,3 - 2,6
0,55 - 0,65
3,00 - 3,50
1,50 - 2,00
Films inversibles couleur
3,2
1,65
1,60
0,10
Films négatifs couleur
2,0
0,70
2,00
0,50
Films lithographiques
4,0
5,00 - 17,00
< 0,70
Très grande
 
 

Latitude et tolérance d'exposition au tirage


Papiers photographiques noir et blanc

Nous nous attardons sur la latitude d'exposition ou gradation utile des papiers photographiques noir et blanc dans une page dédiée. Aussi, contentons-nous ici de répêter les valeurs limites courantes de l'échelle des gradations : 0,40 et 1,70.


Papiers photographiques couleur

En tirage couleur, seule une gradation de papier est disponible par marque. Il s'agit d'une gradation normale : 1,00 à 1,20. Le tireur a cependant le choix entre plusieurs qualités de surface. Comme au tirage noir et blanc, le contraste de l'image du négatif doit être égal à la latitude d'exposition du papier. Donc, aucune tolérance d'exposition ; la lumination des papiers photographiques couleur doit aussi être rigoureusement calculée.

Notons qu'en matière de contrôle du contraste au tirage des négatifs couleur, les ressources du tireur sont particulièrement limitées. La confection de masques de contraste constitue le principal recours possible mais cette opération longue et délicate requiert une grande maîtrise du laboratoire couleur.


Tirage des négatifs au trait

Ce n'est qu'une simple application parmi les nombreuses bien connues de l'imprimeur, pouvant être réalisée à partir de négatifs au trait. Signalons que l'on peut effectuer ce tirage par contact au moyen d'un chassis-presse (spécialement dans le cas de reproduction à tel) ou par projection sur une émulsion à support transparent (même type ou non d'émulsion graphique qu'à la prise de vue) ou sur un papier de gradation dure. Il existe des papiers spécifiquement conçus pour la reproduction du trait. De même qu'à la prise de vue, la tolérance d'exposition au tirage est généralement très grande.


Tolérance d'exposition et tolérance de développement

Il ne peut y avoir de tolérance de développement (écart maximum admis quant au temps de développement) que si celle-ci n'implique pas de modification du CCD. A la prise de vue noir et blanc, nous l'avons souligné, la tolérance d'exposition peut être notable. Par contre, au traitement du négatif, aucune tolérance de développement n'est, théoriquement, possible. Se donner une tolérance de développement signifie l'acceptation d'une certaine fluctuation du CCD par rapport à la valeur choisie initialement ce qui va évidemment à l'encontre d'un travail sérieux. Cependant, lorsque l'on développe en révélateur dilué, du fait du temps de développement plus long, un petit écart à ce temps devient tolérable car la modification du CCD en résultant est souvent négligeable.

Au tirage noir et blanc, nous avons démontré l'absence de toute tolérance d'exposition. Mais en contrepartie, une prolongation du temps de développement de base des papiers photographiques (notamment des papiers à base de chlorure d'argent) demeure possible puisque nous savons qu'au-delà de ce dernier, le CCD n'évolue plus. Néanmoins, afin de conserver la qualité technique de l'épreuve, il faut bien saisir que l'on ne peut tirer parti de cette tolérance de développement qu'en cas de sous-exposition du papier et que la prolongation du temps de développement de base (convertie en gain de sensibilité) doit correspondre au degré de la sous-exposition (8). De plus, l'apparition d'un voile plus ou moins précoce selon les papiers limite la tolérance de développement.

Enfin, en ce qui concerne la reproduction de documents au trait, rappelons qu'une certaine tolérance à l'exposition et au développement sont admises mais au risque cependant d'une dégradation de la qualité du trait.

 
 
__________
1. Nous entendons par exposition, la lumination globale signifiant l'ensemble des multiples luminations constitutives de l'image du sujet.
2. Dans son ouvrage intitulé La photographie moderne (Ed. Paul Montel, 1973), René Bouillot différencie clairement et justement l'exposition exacte de l'exposition correcte.
3. Etant donné la forme rectiligne de la partie centrale de la courbe caractéristique d'une émulsion lith, nous pouvons parler de gamma.
4. Par souci de simplification pour le lecteur, définissons également ici la latitude d'exposition comme l'étendue correspondant à la portion centrale de la courbe caractéristique.
5. Les expressions "demi-tons" ou "à modelé continu" sont habituellement consacrées aux émulsions graphiques à latitude d'exposition normale par opposition aux autres émulsions graphiques à CCD élevé prévues pour la reproduction du trait. Toutefois, rien n'interdit de les appliquer aux émulsions panchromatiques noir et blanc et couleur ordinaires destinées, elles aussi, à différencier une multitude de tons.
6. Beaucoup d'émulsions graphiques sont orthochromatiques, autrement dit, non sensibles aux radiations rouges. Celles-ci peuvent donc être manipulées sous un éclairage inactinique rouge.
7. Elles-mêmes établies selon des moyennes de fabrication.
8. Strictement parlant, on ne peut pas considérer qu'il s'agit là d'une tolérance d'exposition.
 
 
Copyright © Claude Bouchot