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Eviter les particules en photos sous-marines de nuit

Gérer son éclairage en plongée de nuit.

Préambule: ne pratiquant quasiment que le film de nuit en éclairage LEDs, je ne parlerai ici que de ce mode d’éclairage et pas du tout de l’usage des flashs, un domaine qui est déjà traité ailleurs de très bonne façon.

Beaucoup des photos que je publie ici sur le blog ou encore sur ma page Facebook peuvent surprendre les habitués de la plongée au bassin d’Arcachon. En effet, la plupart donnent l’impression de conditions idéales pour de la photo avec semble-t-il une eau très limpide. Pourtant tout au long de l’année la visibilité oscille de 30 cm seulement à 7 ou 8 mètres maximum, avec une moyenne d’1,5 mètres. Alors comment puis-je arriver à produire des clichés aussi peu encombrés de particules ?

Les particules

Il est évident que je n’ai pas de baguette magique pour faire disparaître les particules véhiculées par le courant des marées ( d’ailleurs, si j’en avais une, je l’utiliserais pour bien autres choses…). Au fait, elles sortent d’où toutes ces particules ?

L’origine des particules marines.

Plusieurs origines sont possibles pour expliquer la présence des particules marines.

Tout d’abord il y a la présence naturelle du plancton. Celui-ci est particulièrement important lors de la période hivernale au cours de laquelle la température oscille entre 7 et 11°C.

La période hivernale est traditionnellement celle où certaines villes côtières du bassin louent les services du Syndicat Intercommunal du Bassin d’Arcachon (le SIBA) pour dévaser les ports et leurs chenaux d’accès ou bien pour réensabler certaines plages. Ces opérations soulèvent évidemment d’énormes quantités de vases ou de boues sédimentaires qui se diffusent très rapidement dans les eaux et qui sont véhiculées aux grès des marées un peu partout dans le bassin.

A certaines périodes de l’année les conditions météos peuvent favoriser également l’apparition de flocons de boues. Ce phénomène biologique apparait lors de conditions particulières ou le mélange des eaux douces et salines donne naissance à certains développements bactériens produisant des assemblages cellulaires vivants ou morts d’environ 250 microns de diamètre mais qui s’agglomèrent pour former d’innombrables flocons opaques de l’ordre du millimètre. La grande quantité de ces flocons donnent l’impression d’un nuage de neige virevoltant dans tous les sens.

Les fortes marées enfin, parfois associées aux tempêtes, brassent considérablement les rivages et soulèvent quantités de particules qui viennent opacifier les eaux.

Gérer sa lumière pour éviter les flux de particules.

Dans certaines circonstances, même avec la meilleure volonté, il est impossible d’empêcher l’apparition des particules sur une photo. La visibilité est si réduite que les images en sont inexploitables.

Mais alors, comment faire ?

Tout d’abord, il faut bien se rendre à l’évidence, il sera impossible avec une eau chargée de faire des photos d’ambiance. La seule façon pour espérer faire de belles photos sera de se lancer dans la macrophotographie.

En effet, pour faire de la macro il est nécéssaire d’approcher l’objectif du caisson étanche au plus près de la cible. La faible distance réduit considérablement le nombre de particules. Pour autant ce n’est pas suffisant.

En photo de nuit, une lapalissade implacable serait de dire que pour ne pas voir les particules sur une photo prise en eau chargée, le mieux serait de ne pas les éclairer. Et bien c’est exactement ce qu’on va essayer de faire justement.

Plus on est près de la cible et plus il est difficile de l’éclairer frontalement, ça tombe bien, c’est justement ce qu’il ne faut pas faire. La seule solution est alors de positionner l’éclairage latéralement avec un angle presque perpendiculaire à l’axe de la prise de vue et de chaque côté de la cible.

Autre avantage de cette technique, elle fait ressortir très bien le relief de l’image. Cet effet est encore plus accentué si on positionne l’appareil photo au même niveau que la cible, voire même légèrement en dessous si c’est possible.

Ok pour les particules, mais que fait-on pour éliminer les zones d’ombres ?

L’astuce consiste à utiliser une lampe d’appoint de plus faible puissance ou de puissance équivalente et de la positionner à la perpendiculaire au dessus de la cible, presque à contre-jour. Cette lumière va effacer les zones nombres créées par les lampes latérales. On peut même disposer si on est riche deux lampes positionnées à environ 75°C de par et d’autre de la cible, toujours sur un plan vertical perpendiculaire à l’axe optique de l’appareil photo. La lumière est alors homogène et cela donne de la puissance à l’image.

Et ça suffit ?

Et bien non malheureusement, si l’eau est chargée, que voulez-vous elle est chargée un point c’est tout !! Donc vous n’éviterez pas les particules sur la photo. Par contre, bonne nouvelle, elles seront en très petites quantités normalement.

Du coup, il suffira de faire un petit traitement d’image sur ordinateur pour effacer les points ou les traits de lumières disgracieux. Assombrir un tout petit peu l’image permet normalement de vaincre les zones résistantes.

Le problème de la technique macro.

En technique macro, La profondeur de champ est malheureusement réduite. C’est pourtant plutôt intéressant car les particules seront floutées, et donc moins gênantes. Par contre, du fait de la fermeture du diaphragme, peu de lumière pénètrera dans l’appareil photo et les clichés vont avoir tendance à être sous-exposés, à moins de travailler en tout automatique, mais nous avons vu dans un article précédent que ce n’est pas une bonne solution.

Pour redonner de la vivacité à la photo, il suffira de jouer avec la sensibilité ISO de l’appareil. En augmentant la sensibilité on obtient des vitesses d’obturation plus rapides. Plus la vitesse d’obturation est grande, et moins les particules véhiculées par le courant donneront des traits de lumières désagréables qui viennent gâcher la photo.

Evidemment, la maîtrise de tous ces paramètres n’est pas facile, c’est l’expérience seule qui vous montrera les bons choix. Alors n’hésitez pas à faire plusieurs photos d’un même sujet en variant la position ou le nombre des lampes, en réglant les ISO ou le diaphragme, c’est le meilleur gage d’avoir dans le tas, au moins un cliché qui vaudra la peine d’être gardé.

Puissance lumineuse des lampes et phares pour la plongée.

Puissance des lampes et des phares de plongée. Partie 1

Lorsqu’un plongeur débutant cherche à s’équiper d’une lampe ou d’un phare de plongée, il doit souvent faire un choix cornélien du fait de l’éventail extrêmement large qui lui est offert en magasin ou sur les divers sites internet de vente par correspondance.

Sans expérience il est vraiment difficile de savoir quelle puissance, quel type de lampe ou de phare conviendra le mieux à son besoin. Et coté choix, il ne faut pas trop se tromper car le matériel d’éclairage étanche représente un investissement non négligeable qui s’étend très vite à plusieurs centaines d’euros, et parfois même au-delà du millier.

Les grandeurs lumineuses.

Dans mon précédent article sur les différentes grandeurs lumineuses, nous avons vu ce qu’est un flux lumineux, un éclairement ou une luminance. Je vous invite à relire ce texte pour bien vous imprégnez de ces notions très importantes.

Pour autant, je n’avais pas abordé la notion de puissance, je devrais même dire les notions de puissance car effectivement il règne sur les descriptions du matériel de plongée un vrai flou artistisque qui rend incompréhensible au néophyte les repères qui devraient pourtant l’aider à faire un choix judicieux.

La puissance électrique.

La puissance électrique est une grandeur exprimée en watt (W). Elle représente le produit de la tension disponible (U) aux bornes d’une pile ou d’un accumulateur par l’intensité (I) du courant qu’il débitera à travers un récepteur. Pour calculer cette puissance on fait donc l’opération très simple: P= U x I.

Prenons l’exemple d’une ampoule halogène alimentée sous une tension de 12 volts et consommant un courant de 4 ampères. On aurait donc P = 12 x 4 = 48 watts. Cette expression très intéressante n’a pourtant que peut d’intérêt pour le plongeur car ce n’est pas la puissance consommée qui est importante mais plutôt la capacité de l’appareil à maintenir cette consommation pendant une longue durée.

La capacité électrique et autonomie.

Lorsque vous achetez une pile ou un accumulateur, vous pouvez remarquer que ces sources de courant sont identifiées par une inscription du type 1500 mAh. Qu’est-ce que cela peut bien vouloir dire ?

Avoir une capacité électrique de 1500 mAh signifie que le courant que votre source d’énergie est capable de produire sera de 1,5 ampères au maximum pendant 1 heure. Au-delà de cette durée, la source ne pourra plus débiter de courant et si vous utiliser une lampe, elle va s’éteindre faute d’énergie. Evidemment si vous avez une consommation de seulement 0,5 A (soit le tiers de 1,5 A) la pile ou l’accumulateur pourra vous fournir ce faible courant pendant 3 heures. Par contre la quantité de lumière que vous aurez sera bien moins importante.

Cette caractéristique est intéressante puisqu’elle est évoquée dans les notices des vendeurs par le terme autonomie. Pour notre exemple de 1500 mAh vous aurez donc une autonomie d’1 heure si votre lampe consomme un courant de 1500 mA. Il ne faut donc pas se laisser abuser par des autonomies annoncées fantaisistes de plusieurs heures car cela veut simplement dire que vous ne disposerez d’aucune puissance lumineuse.

On peut donc retenir que l’autonomie d’une lampe ou d’un phare ne doit être un élément de choix que s’il est représentatif d’une utilisation à 100% de la puissance annoncée.

Puissance et efficacité lumineuse.

La puissance lumineuse est un élément crucial dans le choix d’une lampe ou d’un phare de plongée. La percée fulgurante des technologies d’éclairage à base de composants à LED (diodes électroluminescentes) a introduit une nouvelle notion de puissance qui ne s’exprime plus en watt mais en lumens (lm).

Nous l’avons déjà vu dans mon article précédent sur les grandeurs photométriques, le lumen exprime un flux lumineux, c’est à dire une intensité lumineuse à travers un cône d’ouverture défini. En pratique on peut traduire qu’une lampe de 1000 lumens par exemple dont le faisceau sera de 10° d’ouverture sera plus puissante que la même lampe avec un faisceau cette fois de 90°.

Plutôt que de puissance lumineuse on parlera plus pratiquement d’efficacité lumineuse. L’efficacité lumineuse s’exprime en lumens par watt (lm/w).

A titre de comparaison on peut prendre l’exemple d’une lampe qui fournirait un flux de 1600 lm. elle consommerait environ 100 w en version ampoule à incandescence, 80 w en ampoule halogène, 28 w en tube fluocompact et seulement 20 w en technologie LED.

On comprend mieux pourquoi les lampes et phares à LED jouissent d’une grande autonomie. Malheureusement, notre oeil n’a pas une sensibilité à la lumière identique à toutes les longueurs d’ondes de la lumière. Le maximum de sensibilité se trouve autour de 555 nanomètres (nm, voir mon article sur la température de couleur). Une lampe sera donc d’autant moins efficace pour notre vision que la longueur d’onde de sa lumière émise s’éloignera de la valeur 555 nm. Le meilleur choix en terme d’efficacité pour un éclairage à LED sera un blanc neutre, il ne produira ni dominante jaune, ni dominante bleu.

Les LED de grande puissance lumineuse on une efficacité de l’ordre de 130 lm/w, c’est presque 10 fois plus que celle d’une lampe à filemment de tungstène et presque 4 fois plus qu’une lampe halogène. C’est donc un choix technologique très intéressant, d’autant plus que les accumulateurs Li-On on fortement réduit l’encombrement nécessaire à puissance électrique égale.

Seul inconvénient, les lampes à LED surpuissantes produisent une grande quantité de chaleur et nécessitent donc l’usage d’un système de refroidissement très efficace. Utilisées hors de l’eau ces lampes vont rapidement surchauffer et sans coupure rapide, elle vont subir très vite des domages irréparables. Il sera donc judicieux de veiller à ne jamais les utiliser hors de l’eau.

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Voilà ce que je voulais vous dire pour cette première partie d’un article qui aurait été sinon beaucoup trop long. Ne vous inquiétez pas, vous n’aurez pas trop de temps à attendre pour lire la deuxième partie d’ici à quelques jours.

Les grandeurs photométriques de base.

Terminologies en photo.

Beaucoup de plongeurs qui débutent en photo sous-marine peuvent se sentir perdus dans une espèce de jungle des terminologies, un peu spécifiques il est vrai, des documents propres aux appareils photo ou aux instruments d’éclairage artificiels comme les lampes ou les flashs.

J’ai déjà évoqué dans plusieurs articles comment la lumière est absorbée par l’eau et les particules sous-marines, en décrivant les principes de la température de couleur ou bien encore en expliquant comment l’homme et les poissons voient les couleurs. Je vous recommande de découvrir ces articles si ce n’est déjà fait. Aujourd’hui, je ne vais pas revenir sur ces explications mais nous allons parler un peu plus technique.

Je vous propose donc de faire un point des différents termes que l’on rencontre assez souvent finalement sans vraiment les comprendre. Voyons donc de quoi il s’agit.

Le flux lumineux.

La sensation de lumière est quelque chose de très subjectif. Notre système de perception limite la lumière visible dans une frange très courte du spectre lumineux fourni par notre étoile le soleil.

En effet nous ne pouvons percevoir que des longueurs d’ondes comprises entre 350 et 750 nanomètres (nm). La sensibilité de notre vision se situant la nuit aux environs de 500 nm et 580 nm le jour.

Le flux lumineux, le lumen.

Le flux lumineux (symbole Φ, Phi ) décrit la quantité de lumière émise par une source lumineuse. Pour quantifier ce flux on utilise le lumen (symbole lm).

Si on prend la définition de Wikipedia, 1 lumen correspond au flux lumineux émis dans un angle solide de 1 stéradian par une source lumineuse isotrope (ponctuelle uniforme) située au sommet de l’angle solide et dont l’intensité lumineuse vaut 1 candela. Aie aie aie !! Ne partez pas tout de suite !! on va essayer de faire plus simple.

A une approximation près, le stéradian est l’angle d’ouverture d’un cône de longueur 1 mètre qui définit à cette extrémité un cercle de surface 1 mètre carré. Ouff on y voit plus clair. On conçoit tout de suite que plus on dispose de lumens et plus le flux lumineux sera intense et donc la cible plus éclairée. Par conséquent, à flux lumineux constant, plus l’angle d’un faisceau lumineux sera grand, et moins on disposera de puissance lumineuse utile.

Il est parfois plus intéressant de parler d’efficacité lumineuse car on fait alors apparaitre le rapport entre le flux lumineux et la puissance électrique exprimée en watt qu’il faudra fournir pour le créer.

Côté pratique il faut donc retenir que le flux annoncé en lumens par les fabriquants de lampes par exemple doit être rapporté à l’angle d’éclairement pour se donner une idée de la puissance réelle du matériel.

L’intensité lumineuse, la candela.

L’intensité lumineuse (symbole cd)décrit la quantité de lumière émise dans une direction donnée. Elle est dépendante en grande partie des éléments de guidage du flux lumineux comme les réflecteurs par exemple ou la qualité de transparence d’une vitre.

L’intensité lumineuse se définit en Candela (cd). La candela est par définition le flux lumineux d’1 lumen qui passe à travers un angle de 1 stéradian. Pas très intéressant tout ça, voyons plutôt ce qu’est l’éclairement.

L’éclairement, le lux.

L’éclairement décrit la densité du flux lumineux sur une surface donnée. Il sera intéressant de se rappeler qu’il diminue avec le carré de la distance qui sépare la source lumineuse de la zone éclairée.

L’éclairement (symbole E) se mesure en lux (symbole lx). 1 lux est donc le flux lumineux de 1 lumen qui éclaire une surface S de 1 m². par conséquent on aura donc E = Φ/S. Tout ça nous rappelle simplement qu’à flux lumineux constant, plus une surface à éclairer est importante et moins on aura un éclairement efficace.

Sous l’eau, même en eau limpide, on comprendra aisémant qu’il faudra disposer d’une source de lumière puissante, donc avec beaucoup de lumens, pour éclairer des surfaces comme des pans de murs ou le plafond d’une grotte. Si en plongée de nuit des lampes moyennement puissantes feront l’affaire, en plein jour elle ne serviront quasiment à rien sauf si leur faisceau est très étroit.

La luminance.

La Luminance (symbole L) est en fait une grandeur photométrique subjectiveperçue par l’oeil humain. Elle définit la sensation de luminosité sur une surface. La luminance dépend donc fortement de l’indice de réflexion de l’objet éclairé (l’état de sa surface ainsi que sa couleur).

Par définition la luminance est le rapport entre l’intensité lumineuse et la surface éclairée, on aura donc L = cd/S. Une unité de mesure finalement peu utile pour nous plongeurs.

Critères de choix de l’éclairage en plongée.

Torches et lampes.

A une époque où l’efficacité des batteries n’était pas vraiment très importante, on parlait plus souvent de la puissance d’une lampe ou d’une torche en se référant à une puissance électrique consommée, par exemple un phare de 50 w. Aujourd’hui, la technologie des accumulateurs électrique a bien évolué et on parlera plus de lumens que de watts.

Si le lumen est une unité de mesure de mieux en mieux comprise, il faudra regarder d’autres critères techniques pour faire un bon choix technologique. Un évantail en fait assez réduit s’offre au plongeur. Les fabriquants proposent des sources lumineuses à base de source Halogène, HID ou LED. Pour choisir il faut regarder les caractéristique de chaque technologie. A mon avis, la plus fiable est la technologie des LED (diode électroluminescente).

Les LED présentent une température de couleur élevée, un rendement important, sont moins sensibles aux chocs mécaniques et présentent un encombrement réduit ainsi qu’une grande durée de vie. Quant au budget, là on voit de tout. Il vaudra mieux consulter différents forums pour se faire une opinion avant de faire un choix spécifique.

Les flashs.

Je connais assez peu la technologie des flashs car je n’en utilise pas du fait que je destine mon matériel plus à la vidéo qu’à la photo. L’élément essentiel qui me semble intéressant de savoir est que le flash produit une intensité lumineuse beaucoup plus importante que celles des lampes et des phares. Pour tenir compte de ce fait il vaudra mieux les associer par deux plutôt que de chercher à tout faire avec simplement un diffuseur pour casser les ombres crues.

Conclusion.

J’espère que ce petit topo vous aura éclairé un peu sur des terminologies un peu barbares parfois.

Si cet article vous a intéressé, n’hésitez pas à en faire la promotion ainsi que celle de mon blog de plongée.

A très bientôt pour d’autres articles et bonnes plongées si vous avez la chance de mettre prochainement la tête sous l’eau.