Photographie – Le flash : principe de fonctionnement, puissance et vitesse de synchronisation

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Lorsque la quantité de lumière est trop faible pour obtenir une photographie bien exposée, le flash électronique reste une source d’éclairage artificielle incontournable. L’obtention d’une photographie avec un éclairage homogène et un respect des reliefs peut s’avérer être un exercice périlleux nécessitant une bonne technicité.

Fonctionnement d’un flash

700-par-352-le-flashPar un jeu de charge et de décharge de condensateurs, une très haute tension (environ 10.000V) est délivrée dans un tube contenant un gaz rare, le Xenon. Les molécules de ce gaz sont alors ionisées, ce qui provoque un éclair lumineux très intense et très bref (entre 1/300s et 1/25000s), à une température de couleur d’environ 5500K (soit la couleur de la lumière du soleil).

La majorité des appareils Reflex sont équipés d’un flash intégré (ou flash d’appoint) se déclenchant automatiquement ou manuellement selon le mode de prise de vue. Les appareils photographiques Reflex disposent aussi d’une griffe ou d’un rail porte-flash permettant la fixation d’un flash externe (ou flash cobra). Un flash additionnel, de type flash cobra, dispose de son propre système de mesure d’exposition et sa puissance intrinsèque peut se régler directement sur le flash. 

Puissance et portée d’un flash

Un flash donne un éclair d’une puissance connue, en fonction de ses caractéristiques de conception. Pour faire varier l’éclairement (lumière reçue par l’objet), ce n’est pas l’intensité de l’éclair qui varie mais sa durée. Pour obtenir un éclairement moins important (ou un flash moins puissant), la durée de l’éclair du flash est réduite par le flash lui-même et inversement. Par exemple, alors qu’un flash à pleine puissance M1/1 émet un éclair d’une durée de 1/880s, un flash à puissance réduite M1/8 émet un éclair d’une durée de 1/5000s.

La puissance d’un flash est indiquée par son Nombre Guide (NG). Plus ce nombre est important, plus le flash est puissant. Les flash intégrés sur les Reflex ont généralement un nombre guide d’environ 10-12. Ce nombre guide permet d’estimer la portée du flash :

portée du flash copie

Avec les facteurs de sensibilité ISO suivants :

facteur-et-sensibilité-ISO www.police-scientifique.com

[quote_box_left]La valeur du nombre guide indiquée par les fabricants est généralement donnée pour une sensibilité de 100 ISO et pour une focale de 35mm.[/quote_box_left]

Le flash intégré des appareils Reflex peut s’avérer trop peu puissant pour certaines scènes trop vastes et peu éclairées.  Par exemple, pour un flash intégré ayant le nombre guide de 12, une photographie réalisée avec un réglage de sensibilité de 400ISO et une ouverture de f/11 permettra d’obtenir une portée d’environ 2m. La puissance de ces flashs est assez faible et la portée maximale à 1600 ISO est d’environ 13m pour une ouverture à f/3,5.

Pour les flashs externes, les nombres guides sont 2 à 6 fois plus puissants que ceux des flash intégrés. Pour un flash externe, le nombre guide dépend de la focale utilisée. Cela vient du fait que les flashs modernes ont des têtes capables d’effectuer des “zoom” ce qui empêche une propagation inutile de la lumière sur les zones latérales et favorise la portée frontale (voir ci-dessous, source : Nikon). 

portee-flash

Plus la focale est courte, plus l’énergie du flash (asservi à la focale) se dissipera sur un grand angle et plus la portée du flash sera faible. Pour le Flash Nikon SB600 le nombre guide donné par Nikon est de 30. A 100 ISO, cela permet d’obtenir une portée maximale d’environ 20m.

Tableau de la portée maximale d’un flash SB600 à 100ISO (source : Nikon)

portée-du-flash-www.police-scientifique.com

Plus l’ouverture est importante, plus la portée du flash est grande. Avec le flash SB600, pour obtenir une bonne exposition d’un sujet placé à 4m, l’ouverture doit être égale ou supérieure à f/5,6.


portée du flashSource : © Tous Photographes  

Le temps de pose de l’appareil photographique est sans effet sur la puissance du flash, mais peut avoir une incidence sur l’homogénéité de l’exposition de la photographie. Ci-dessous l’influence du réglage de sensibilité sur la puissance du flash :

Puissance-du-flash-et-ISO

Vitesse de Synchronisation du Flash

Pour que le capteur soit insolé durant toute la durée de l’éclair, la vitesse d’obturation devra être réglée pour que l’obturateur de l’appareil photographique soit complètement ouvert lors du déclenchement du flash, c’est ce que l’on appelle la vitesse de synchronisation du flash.

En considérant que l’on utilise un appareil Reflex muni d’un obturateur à plan focal (obturateur à rideaux) ce sont les deux rideaux qui doivent être ouverts depuis le déclenchement du flash jusqu’à la réception de la lumière sur le capteur après réflexion par les objets éclairés. Lorsque l’on déclenche la photographie, le miroir du boîtier se lève et le premier rideau découvre le capteur. Le deuxième rideau vient ensuite recouvrir le capteur comme on peut le constater sur cette vidéo :

Lorsque la vitesse d’obturation est très rapide, le deuxième rideau commence à se fermer alors que le premier n’a pas complètement découvert le capteur. L’éclair du flash étant très bref, il doit se déclencher lorsque le capteur est totalement découvert sous peine de n’éclairer qu’une partie de la photographie.

Les fabricants indiquent pour chaque appareil photographique Reflex la vitesse de synchronisation maximale. Les boîtiers numériques récents ont des vitesses de synchronisation variables comprises généralement entre 1/60s à 1/500s. Les flashs externes et internes sont synchronisés avec le boîtier pour envoyer un éclair au moment de l’ouverture complète de l’obturateur. En photographie judiciaire, le photographe ne doit donc pas aller au delà de la vitesse maximale de synchronisation. Il peut en revanche réduire la vitesse de prise de vue pour permettre au capteur d’enregistrer la lumière environnante ou le fond lumineux. Pour une vidéo d’explication complète (en Anglais) :

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