Quand, en photographie, on parle de réciprocité, on fait référence à la relation par laquelle l’énergie lumineuse totale détermine l’effet de la lumière sur le matériau photosensible.

L’énergie lumineuse totale est proportionnelle à l’exposition totale, soit le produit de l’intensité lumineuse et du temps d’exposition, contrôlés respectivement par l’ouverture et la vitesse d’obturation.

En clair, dans des circonstances normales, il y a une proportion réciproque entre la taille d’ouverture et la vitesse d’obturation pour une exposition donnée.

Par exemple, si une scène demande une ouverture de diaphragme de f:8 et un temps d’exposition de 1/125e pour un résultat optimal, doubler la taille de l’ouverture (f:5.6) nécessitera de réduire de moitié le temps d’exposition, donc à 1/250e  et vice-versa. Dans les deux cas, la réaction du film sera la même.

C’est le triangle classique “ouverture – temps de pose – sensibilité iso/asa”

Échec de cette réciprocité

Pour la plupart des matériaux photographiques, que ce soit du film ou du papier, la réciprocité est valable avec une grande précision, pour une plage de durées d’exposition données.

Mais dès que l’on s’éloigne de cette plage, la réciprocité devient de plus en plus imprécise : c’est l’échec de la loi de réciprocité, encore appelé effet Schwarzschild, du nom du scientifique allemand, qui a tenté de quantifier cette déviation, au moyen d’une équation mathématique.

Au fur et à mesure que le niveau de lumière diminue, le temps d’exposition doit être augmenté pour compenser cette diminution.

Temps mesuré: 4 secondes, compensé à 16 secondes

Cela peut nous amener à des valeurs, qui se situent en dehors de la plage de réciprocité « normale » du matériau photographique. C’est dû au fait que pour des effets de lumière très faibles, le film ou le papier devient moins réactif.

Explication simplifiée : La lumière peut être considérée comme un flux de photons, et une émulsion photosensible est composée de grains photosensibles. Chaque grain doit absorber quelques dizaines de photons, pour que la réaction induite par la lumière se produise, et que l’image latente se forme.

Comme la durée de vie des photons est limitée, au plus le « bombardement » de la surface sensible par des photons est espacé dans le temps, l’effet des premiers arrivés sera trop instable pour survivre. Il faudra donc prolonger le temps d’exposition au-delà de la réciprocité normale ,pour atteindre le nombre de photons suffisants.

Cette rupture du compromis habituel entre l’ouverture et la vitesse d’obturation est connue sous le nom d’échec de la réciprocité.

Chaque type de film a une réponse différente à de faibles niveaux de lumière. Certains films sont très sensibles à l’échec de la réciprocité, et d’autres beaucoup moins.

L’échec de réciprocité devient généralement significatif à des expositions de plus de 1 seconde pour le film et de plus de 30 secondes pour le papier.

Cet effet n’est pas linéaire, et le coefficient de correction nécessaire pour compenser cette perte de réactivité augmentera au fur et à mesure que le temps de pose se prolonge.

En général, chaque fabricant publie des tables pour chaque type d’émulsion, reprenant les coefficients de correction en fonction des temps de pose mesurés par une cellule photo.

Voici deux exemples pour du film Fomapan 100 et Ilford FP4+

La réciprocité se détériore également à des niveaux d’éclairage extrêmement élevés avec des expositions très courtes. C’est rarement un problème pour la photographie classique, étant donné que cet effet ne se manifeste généralement  qu’à partir de vitesses d’exposition au-dessus de 1/10 000 s .

F.Jacobs

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