TECHNIQUE HAUTE VITESSE

Cet onglet est surtout destiné aux photographes débutants. J’explique ici la méthode permettant de faire de la photographie haute vitesse.

I - LA PHOTOGRAPHIE HAUTE VITESSE :

La photographie haute vitesse (ou "high speed photography") permet de photographier des phénomènes trop rapides pour être perçus à l'œil nu, tels que l'éclatement d'un ballon, l'explosion d'une ampoule ou d'un verre percutés par un petit projectile, la collision de 2 gouttes de liquide etc...

Les clichés réalisés peuvent sembler spectaculaires et pourtant, contrairement aux idées reçues, ce type de prise de vue n'est pas réservé aux photographes chevronnés. C'est à la portée des photographes amateurs, même débutants, et il n'est pas nécessaire de posséder un appareil photo haut de gamme.

Attention, quand on commence à maîtriser la haute vitesse, on veut aller toujours plus loin, plus rapide, plus spectaculaire, plus... Bref, c'est addictif !

Néanmoins, il y a deux choses importantes à prendre en compte quand on souhaite se lancer dans la photographie haute vitesse :

La première concerne la photographie en général : il faut tout de même maîtriser à minima son boîtier et l'éclairage du sujet.

La deuxième chose, c'est parvenir à déclencher la prise de vue au bon moment (notion de synchronisation).

C'est ce que nous allons voir dans les lignes qui vont suivre, en partant du principe qu'on utilise du matériel photo "grand public", donc du matériel pas seulement destiné aux photographes professionnels.

II - MAITRISER SON BOITIER ET SON ECLAIRAGE :

Puisque l'on parle de phénomènes "rapides", on va parler de vitesse, donc de la vitesse d'obturation de notre appareil photo...

En effet, plus un objet en mouvement est rapide, plus il faut utiliser une vitesse d'obturation élevée pour figer ce mouvement.

La vitesse d'obturation d'un appareil reflex récent atteint 1/4000^ème de seconde (soit 0,25 millisecondes, ou 250 microsecondes), voire 1/8000^ème de seconde (125 microsecondes) pour les reflex des gammes "expert" ou "pro".

Considérant que la vitesse d'obturation correspond en réalité à la durée pendant laquelle le capteur reçoit de la lumière, le terme "vitesse" apparaît impropre. Nous utiliserons donc plutôt les termes « temps de pose » ou « durée d'exposition », car même si c'est la même chose, il s'agit bien d'une notion de "temps"... la nuance me parait très importante, notamment pour faciliter la compréhension des explications qui vont suivre.

Assez parlé rhétorique... Revenons à nos phénomènes rapides... Les temps de pose les plus courts énoncés précédemment sont largement suffisants pour figer, par exemple, la colonne d'eau résultante de la chute d'une goutte dans un verre d'eau. En effet, la chute d'une goutte d'eau et son "rebond" sont des phénomènes relativement lents qui, eux, sont tout à fait visibles à l'œil nu.

En plein jour, on fige facilement les gouttes d'eau provenant d'une fontaine ou d'un jet d'eau. En plein jour, on arrivera également à figer l'eau contenue dans un ballon qui éclate.

Sauf que… tout cela se passe en plein jour… Car effectivement, pour utiliser des temps de pose de l'ordre du 1/4000 ou 1/8000^ème de seconde, cela implique l'apport d'une quantité importante de lumière, que seule une belle journée ensoleillée peut apporter...

Prenons un exemple : vous gonflez avec de l'air un ballon que vous souhaitez photographier en train d'éclater.

Vous réglez votre temps de pose à 1/8000^ème, vous percez le ballon et déclenchez la pose en même temps. La photo apparaît alors sur l'écran de votre appareil : le ballon est là, mais la photo est légèrement floue, ou plutôt l'enveloppe du ballon est légèrement floue : la déchirure d'un ballon en caoutchouc est un phénomène infiniment plus rapide que la chute d'une goutte d'eau. Le mouvement de l'enveloppe est un peu trop rapide pour être parfaitement figé à 1/8000ème de seconde.

Il va donc falloir réduire le temps de pose. Problème : les appareils photo récents ne descendent pas au-delà de 1/8000ème de seconde… Alors, comment faire pour descendre en dessous de 1/8000ème de seconde ?

La solution, c'est la technique de « l'Open-Flash ». 

Pour appliquer cette technique, on va se retrouver face à 2 paradoxes :

J'ai dit plus haut qu'il fallait beaucoup de lumière pour utiliser des temps de pose de 1/8000ème de seconde et au-delà. Eh bien là, à l'inverse, on va travailler avec une absence totale de lumière dans notre studio !

Ensuite, je vous ai dit que pour photographier la déchirure d'un ballon, il fallait un temps de pose encore plus court que 125 microsecondes (moins de 1/8000ème s). Eh bien là, on va faire tout le contraire, on va faire de la longue pose (plusieurs secondes, même) avec notre boîtier photo !

Mais alors, comment peut-on photographier un ballon qui éclate en faisant de la longue pose dans le noir total ??? Cette technique ayant pour nom « l'open-flash », on va logiquement utiliser… un flash !

En photographie, on utilise généralement un flash pour apporter de la lumière à une scène. On peut régler la puissance de son éclair (donc la quantité de lumière délivrée) en fonction des besoins : puissance maxi pour éclairer une scène ou puissance mini pour simplement déboucher une ombre…

Mais ce qu'il faut surtout retenir, c'est que plus on réduit la puissance du flash, plus la durée de l'éclair est courte, durée tellement courte que celle des flashes-cobra actuels atteint les 1/40.000ème de seconde, soit 25 microsecondes… soit une durée 5 fois plus courte que les 1/8000ème de seconde de notre appareil photo. Voilà la solution à notre problème !

Allez, on retente la photo de notre ballon en train d'éclater :

Après avoir installé notre boîtier photo sur un trépied, on va régler le temps de pose du boîtier sur 5 secondes par exemple (c'est de la longue pose). On fait la mise au point, on plonge le studio dans l'obscurité, on déclenche la pose de 5 s, on perce le ballon et on déclenche le flash à ce moment précis (et à sa puissance minimale, pour avoir l'éclair le plus court possible), puis on attend la fin de la pose de 5 s pour rallumer la lumière. La photo apparaît sur l'écran et là… ô miracle… la déchirure de l'enveloppe du ballon est parfaitement nette !

Explications : on déclenche une pose de 5 secondes dans le noir total : le capteur du boîtier photo ne reçoit donc aucune lumière, il n'enregistre absolument rien. Lorsque le flash se déclenche, son éclair va émettre de la lumière pendant seulement 25 microsecondes.

Finalement, en 5 secondes de pose, le capteur n'aura reçu de la lumière que pendant seulement 25 millionièmes de seconde : dans ce cas précis, notre temps de pose est égal à la durée de l'éclair du flash.

Ce "temps de pose équivalent" de 25 millionièmes de seconde est suffisamment court pour figer le mouvement de l'enveloppe d'un ballon qui éclate.

A savoir également : lorsque l'on appuie sur le déclencheur de l'appareil photo, on lance toute une suite de mécanismes débouchant sur la prise de vue : mise au point, mise en mouvement des pièces mécaniques constituant l'obturateur etc... Toute cette séquence, qui correspond au "délai de déclenchement" de l'appareil photo ("shutter lag" ou "shooting time lag"), peut prendre plusieurs  dizaines de millisecondes. Pour nous, c'est du temps perdu : en effet, le temps que l'appareil déclenche la pose, les phénomènes durant moins de 10 millisecondes seront déjà terminés.

A titre d’exemple, lorsqu’un ballon gonflé avec de l’air éclate, son enveloppe est complètement disloquée en moins de 2 millisecondes. Il est donc impératif d’employer l’open-flash pour ce type de cliché.

Pour résumer, la technique de l'open flash remplace efficacement l'obturateur mécanique trop lent de notre appareil photo en exploitant la capacité d'un flash à produire un éclair dont la durée est extrêmement brève. Elle permet également de s'affranchir du temps nécessaire au déroulement de la séquence de mise en mouvement des pièces mécaniques de l’obturateur.

Voilà le secret de la photographie haute vitesse.

Vous l'aurez compris, n'importe quel appareil photo permettant de réaliser des poses de quelques secondes suffit, même un appareil photo compact (pourvu qu'il permette de faire des poses d'au moins 3 secondes)... L'élément le plus important, c'est le flash et sa capacité à produire un éclair le plus court possible !

Mais ça, c'était la partie la plus facile...

Car maintenant que l'on sait comment figer des mouvements extrêmement brefs, il reste encore un paramètre à maîtriser, et pas des moindres : la synchronisation ! Comment déclencher le flash au bon moment !

III - SYNCHRONISER LE DECLENCHEMENT DU FLASH :

C'est probablement la partie la plus difficile à mettre en oeuvre. Pour certains phénomènes assez "lents",  tels que la chute d'une goutte dans un récipient contenant de l'eau ou la chute d'un fruit dans du lait, on peut se passer de l'open-flash et déclencher la prise de vue de façon traditionnelle (avec une télécommande manuelle), mais pour un ballon qui éclate ou l'impact d'un plomb sur un verre à pied ou une ampoule électrique, là, ça va se compliquer sérieusement...

Concrètement, et d'une manière générale en haute vitesse, il va falloir faire appel à l'ingéniosité et à l'électronique pour déclencher le flash au bon moment, car il est impossible de déclencher un flash "à la main" dans des laps de temps aussi brefs. Selon le sujet à photographier, un micro, une barrière infrarouge, une barrière laser ou encore un capteur de contact électrique sont autant de dispositifs électroniques permettant la détection du "bon moment" pour déclencher le flash.

Ces capteurs vont alors transmettre l'information à un boîtier électronique qui va lui-même déclencher le flash après un délai que le photographe peut programmer, assurant une synchronisation et une "répétabilité" de la prise de vue. Ainsi, après avoir trouvé le bon délai, on fait mouche à tous les coups, plus besoin de multiplier les essais pour parvenir à LA photo souhaitée.

Alors oui, certains puristes qui aiment travailler à l'ancienne, de manière empirique, sans électronique ni autres gadgets, ils vous diront que l'usage de boîtiers électroniques "rend la photo trop facile à faire, il y a moins de mérite" etc... Ok, oui, c'est vrai, c'est plus facile... mais tentez donc de tirer sur une ampoule avec une carabine à plomb d'une main et de déclencher le flash de l'autre... et dans le noir...

Pour débuter en photographie haute vitesse, nul besoin de matériel perfectionné ni d'open-flash. Rien de tel qu'une goutte d'eau tombant dans un récipient contenant également de l'eau (eau colorée ou n'importe quel autre liquide). Cela produit toujours de belles images.

En percutant la surface liquide, la goutte va provoquer une "couronne", puis une "colonne" en haut de laquelle on retrouvera une autre goutte d'eau, avant que cette colonne et la goutte ne retombent. Ce phénomène de "rebond", visible à l'œil nu, dure un peu moins de 200 ms (millisecondes).

Il est tout à fait possible de déclencher la chute de la goutte d'une main et de déclencher la prise de vue de l'autre. Avec un peu d'entraînement, on y arrive très rapidement.

De même, figer l'éclaboussure provoquée par la chute d'un fruit dans une cuillère contenant du lait ou du yaourt est tout à fait réalisable manuellement.

Il est également possible de déclencher la prise de vue manuellement pour photographier l'éclatement d'un (gros) ballon gonflé avec de l'eau car il mettra beaucoup plus longtemps à se déchirer qu'un ballon gonflé à l'air. Pour cet exemple, il faudra travailler la synchronisation "main droite / main gauche" :  répéter, à vide, le mouvement "percer le ballon d'une main tout en déclenchant l'appareil photo de l'autre main un bref instant après", avant de lancer la prise de vue.

Photographier des collisions de gouttes de liquide semble également possible en déclenchant manuellement, mais cela reste tout de même beaucoup plus hasardeux et engendrera beaucoup de "déchets". L'obtention du cliché parfait sera bien méritée ! 

Il est donc tout à fait possible de faire de la photographie haute vitesse sans avoir recours à du matériel spécifique, mais le risque de "gâcher de la pellicule" est très élevé puisqu'on n'a pas ces avantages que sont la synchronisation et la "répétabilité" apportées par les boîtiers électroniques. En même temps, une belle photo, ça se mérite...

Reprenons l'exemple du ballon : vous avez gonflé un ballon avec de l'air, posé votre appareil photo sur un trépied après l'avoir réglé pour déclencher une pose de quelques secondes, le flash est réglé sur sa puissance minimale afin de délivrer l'éclair le plus court possible et vous tenez en main l'aiguille qui va provoquer une déchirure et faire éclater votre ballon. Le studio est maintenant plongé dans le noir... Vous déclenchez l'appareil photo en pose longue et percez le ballon... BAAANG ! C'est à cet instant précis qu'il faut déclencher le flash, au moment où l'enveloppe se déchire, c'est à dire PENDANT l'éclatement... ni avant (trop tôt), ni après (trop tard)...

Dans ce cas de figure, la technique vue précédemment "on perce d'une main et on déclenche de l'autre" ne fonctionnera pas, ou alors vous prenez le risque de remplir votre carte mémoire avant de figer la déchirure du ballon.

Pour être certain de déclencher le flash pendant la déchirure, on va se servir du "bang" comme point de référence.

On va donc utiliser un micro (capteur sonore). Ce micro va détecter le "bang" (tout début de l'éclatement du ballon), transmettre cette information à un boîtier électronique qui va alors déclencher instantanément le flash.

Voilà... le flash s'est déclenché. Vous attendez la fin de la pose de 5 secondes, rallumez la lumière et vérifiez l'écran de l'appareil photo : la voilà, LA photo que vous attendiez ! un ballon de baudruche bien arrondi, encore gonflé, avec une belle déchirure de haut en bas sur plusieurs centimètres de large.

Vous venez de figer l'éclatement d'un ballon de baudruche, un phénomène qu'il est impossible d'observer à l'œil nu... C'est cool, non ???

Allez, on recommence la manip avec un deuxième ballon, en gardant les mêmes réglages. Vous obtenez le même cliché que précédemment ! C'est l'avantage de l'électronique : la répétabilité ! Si votre mise au point n'était pas parfaite, on gonfle un ballon et on refait la photo, pas de perte de temps dans de nouveaux réglages.

Je vous entends déjà dire "Oui mais moi je n'ai pas envie de faire toujours le MEME cliché" ! Eh bien justement, l'autre avantage de ces petits boîtiers électroniques, c'est que le délai avant déclenchement du flash est réglable. Refaites la même photo en déclenchant le flash après 60 us (microsecondes) : vous obtiendrez un ballon éclaté avec une déchirure un peu plus large que sur la photo précédente... Retardez encore un peu le flash d'une soixantaine de microsecondes et vous obtiendrez une déchirure encore plus large que sur le cliché précédent... Et ainsi de suite... Vous voyez, vous cherchez déjà à aller encore plus loin... Je vous avais prévenu, c'est addictif. Quand on a commencé, on ne veut plus s’arrêter !

En plus de pouvoir figer l'éclatement du ballon de baudruche, la photographie haute vitesse permet également de "voyager" dans ce phénomène, en photographiant la déchirure à divers stades de sa progression.

Regardez maintenant le cliché d'un peu plus près : vous apercevez même les ridules, dues à l'onde de choc qui se propage le long de l'enveloppe du ballon !

Dans l'exemple précédent, on a utilisé un micro, mais pour les phénomènes n'émettant aucun son particulier, il existe d'autres types des capteurs : les barrières infrarouge (pour les gouttes de liquides...), les barrières laser (pour la chute d'un fruit...), les capteurs à contact électrique (ballons gonflés avec de l'eau), des capteurs de choc etc... Tous ces capteurs doivent être reliés à un boîtier électronique qui sera le "cerveau" du dispositif : ce boîtier, indispensable, récupère le signal émis par le capteur et déclenche le flash avec un temps de retard (délai) programmé par le photographe. 

Ce type de matériel est fabuleux, mais comme tout ce qui est fabuleux, c'est aussi très coûteux...

Pour les bidouilleurs :

Vous pourrez vous confectionner un boîtier électronique avec 1 ou 2 capteurs pour commencer. En fouinant sur internet, vous trouverez tous les montages électroniques nécessaires, la plupart fonctionnant sur la base d'un module "arduino".

Pour ceux qui aiment la vraie bidouille, en vous promenant sur le net (notamment sur Youtube), vous trouverez également des déclencheurs "mécaniques" bricolés par des photographes amateurs qui ont su faire preuve d'ingéniosité. Sans être aussi performants que les boîtiers électroniques, ces déclencheurs  ont le mérite de fonctionner et de permettre de faire de la photographie haute vitesse. Je pense notamment à un dispositif permettant de déclencher le flash après passage d'un plomb de calibre 4,5, dispositif constitué de deux feuilles d'aluminium séparée par un cadre en carton. Lorsque le plomb traverse les feuilles d'alu, la première feuille vient toucher la seconde, établissant un contact électrique qui va déclencher le flash.

Pour les non-bidouilleurs :

Google est votre ami... Si vous lancez une recherche avec "sound trigger", vous verrez qu'il existe de nombreux produits sur le marché, dont le tarif débute aux environs de 100 euro mais peut rapidement s'envoler selon la qualité et surtout selon les possibilités offertes par le produit. A la fin de l'onglet "MATERIEL", j'ai récapitulé quelques sites internet proposant à la vente du matériel de ce type, tel que "Flash System", "Cognisys", "Camera Axe" ou encore "Miops" (la liste est non-exhaustive !). La plupart de ces kits fonctionnent avec des capteurs sonores, barrières laser ou infrarouge, par contact électrique etc...

Il existe également une solution intermédiaire : les applis pour smartphone ou tablette.

Pour débuter en haute vitesse, je citerai notamment TriggerTrap, une appli gratuite à installer sur un smartphone ou une tablette. Elle comporte, entre autre, une fonction "sound trigger" : c'est le micro du téléphone qui fait office de capteur sonore et c’est la sortie casque qui déclenche l'appareil photo. Il vous restera tout de même à acheter le kit comportant les câbles compatibles avec votre modèle d'appareil photo...

Ne pas déclencher une pose de 1/4000 ou 1/8000ème de seconde dans le noir en déclenchant le flash pour éclairer la scène et geler le phénomène : on dépasse la vitesse de synchro-flash, appelée Synchro-X, qui est de 1/250^ème de seconde maxi selon le modèle du boîtier photo. Le cliché ne serait exposé que sur une infime partie de l'image (je ferai volontairement l’impasse sur les notions de synchro au premier ou second rideau, hors propos pour ce qui nous concerne !).

Réaliser une prise de vue en lumière continue (comme en plein jour par exemple) en déclenchant directement l'appareil photo à l'aide du boîtier électronique : cette technique fonctionnera parfaitement pour des phénomènes assez lents tels que les chutes de gouttes ou de fruits dans des liquides, les éclaboussures, l'éclatement d'un ballon gonflé avec de l'eau etc... Attention toutefois aux réglages de l'appareil photo :  il faudra s'assurer de la présence de suffisamment de lumière pour shooter à 1/2000, 1/4000 voire 1/8000ème de seconde, et si on veut travailler au flash, là encore il ne faudra pas dépasser la vitesse de synchro-X.

Mais pour les phénomènes les plus rapides, le risque est d'être confronté au problème du "shutter lag" (voir plus haut) et de prendre la photo après l'apparition du phénomène.

Voilà... Maintenant, c'est à vous de jouer... Bonnes photos !