L'ouverture du diaphragme : comprendre les nombres f

Si vous avez déjà vu un objectif marqué « 50 mm f/1.8 » ou « 18-55 mm f/3.5-5.6 », vous avez croisé le nombre f. Il intimide souvent les débutants, parce qu'il fonctionne à l'envers : plus le nombre est grand, plus l'ouverture est petite. Une fois cette idée digérée, tout devient simple. Cette leçon explique ce que mesure ce nombre, comment l'utiliser, et ce qu'il change à vos images au-delà de la simple luminosité.

Ce que mesure le nombre f

Le diaphragme est l'iris de l'objectif : un trou de diamètre variable, formé de lamelles. Pour que l'ouverture soit comparable d'un objectif à l'autre, on ne donne pas son diamètre en millimètres, mais le rapport entre la focale de l'objectif et le diamètre de l'ouverture. Ce rapport s'écrit f/N.

Par exemple, un objectif de 50 mm dont l'ouverture mesure 25 mm de diamètre est ouvert à f/2 (50 divisé par 25). Avec un diamètre de 6,25 mm, il serait à f/8. Le nombre se trouve au dénominateur : plus il est grand, plus le diamètre est petit. D'où l'impression d'un fonctionnement à l'envers.

L'avantage de cette convention est considérable. Quel que soit l'objectif, f/2 laisse passer la même quantité de lumière par unité de surface du capteur. Vous pouvez donc passer d'un objectif à l'autre sans recalculer l'exposition.

L'échelle des ouvertures, et les « crans »

Les ouvertures s'enchaînent selon une suite standard :

f/1.4 / f/2 / f/2.8 / f/4 / f/5.6 / f/8 / f/11 / f/16 / f/22

Chaque valeur est environ 1,4 fois plus grande que la précédente (c'est la racine carrée de 2), ce qui divise par deux la surface de l'ouverture, et donc la quantité de lumière. On appelle cela un cran (ou « stop » en anglais, « IL » pour indice de lumination).

• Passer de f/4 à f/2.8 : deux fois plus de lumière (un cran de gagné).
• Passer de f/4 à f/5.6 : deux fois moins de lumière (un cran de perdu).
• Passer de f/4 à f/8 : quatre fois moins de lumière (deux crans de perdus).

Les appareils modernes permettent aussi des réglages intermédiaires, par tiers de cran (f/3.2, f/3.5, f/4, f/4.5…). Vous n'avez pas besoin d'apprendre ces valeurs par cœur : le point important est de comprendre le sens, et de retenir qu'un cran correspond toujours à « deux fois plus » ou « deux fois moins » de lumière.

Trois effets de l'ouverture

1. Sur la lumière

C'est l'effet le plus évident. Dans une pièce sombre, il faut ouvrir en grand (f/1.8, f/2.8) pour que le capteur reçoive assez de lumière. En plein soleil, on peut fermer (f/8, f/11) sans problème. Sur un objectif, l'ouverture maximale est un indicateur de sa « luminosité » : un objectif qui ouvre à f/1.8 est dit lumineux. Il sera plus facile à utiliser en intérieur ou le soir.

2. Sur la profondeur de champ

C'est l'effet créatif principal. Une grande ouverture (petit nombre f) donne une zone nette très mince : le sujet est net, l'arrière-plan et l'avant-plan deviennent flous. C'est le fameux « fond flou » des portraits. Une petite ouverture (grand nombre f) étend la zone nette : le paysage est net du premier plan jusqu'à l'horizon. La leçon 6 y revient en détail, avec un schéma : la profondeur de champ et l'hyperfocale.

3. Sur la qualité optique

Un objectif n'est pas aussi bon à toutes les ouvertures :

• À pleine ouverture, l'image est souvent un peu moins nette, surtout dans les angles, et les bords peuvent s'assombrir (vignetage).
• Deux ou trois crans plus loin (autour de f/5.6 à f/8 pour beaucoup d'objectifs), la netteté est généralement à son maximum. C'est la zone « idéale » de l'objectif.
• Très fermé (f/16, f/22), un phénomène physique appelé diffraction adoucit l'image : la lumière se disperse en passant par un trou minuscule, et la netteté diminue, même si tout est dans la zone de netteté.

Ces effets varient selon les objectifs et la taille du capteur. En pratique, évitez les extrêmes quand rien ne vous y oblige, et testez votre matériel pour trouver ses meilleures ouvertures.

Quelle ouverture choisir selon le sujet ?

Voici des repères de départ, à adapter à votre matériel et à la lumière disponible :

• Portrait avec fond flou : f/1.8 à f/2.8, avec un fond éloigné du sujet. Pour un portrait plus net sur tout le visage, f/4 est plus prudent. Voyez aussi l'article sur le portrait près d'une fenêtre.
• Paysage : f/8 à f/11, pour obtenir une bonne netteté du premier plan à l'horizon. L'article lire le terrain en photographie de paysage développe cette approche.
• Architecture : f/8 environ, pour la netteté sur toute la façade.
• Rue et reportage : f/5.6 à f/8, qui donnent une marge d'erreur confortable sur la mise au point.
• Intérieur peu éclairé, soirée : la plus grande ouverture dont vous disposez, associée à une sensibilité ISO raisonnable.
• Macro : la profondeur de champ est très faible, même à f/8. On ferme souvent à f/11 ou plus, quitte à compenser avec plus de lumière.

Le « bokeh » : le beau flou

On entend souvent parler de bokeh, un mot d'origine japonaise qui désigne l'aspect du flou. Il dépend de la forme et du nombre de lamelles du diaphragme, et de la qualité de l'objectif. Un beau bokeh donne des flous doux, des petits cercles lumineux réguliers. Un bokeh nerveux a des contours durs. Une grande ouverture facilite le flou, mais n'en garantit pas la beauté. Ne cherchez pas le flou à tout prix : un fond légèrement flou, dans lequel on reconnaît encore le lieu, raconte souvent plus qu'un fond complètement effacé.

Les zooms à ouverture variable

Sur un objectif de kit, vous voyez souvent une indication comme f/3.5-5.6. Elle signifie que l'ouverture maximale diminue quand on zoome : f/3.5 à la plus courte focale, f/5.6 à la plus longue. Cela explique qu'en zoomant, l'appareil réduise parfois la vitesse ou augmente les ISO tout seul. Les zooms professionnels à ouverture constante (par exemple 24-70 mm f/2.8) gardent la même ouverture sur toute la plage, mais sont plus lourds et plus chers.

Les pièges fréquents

• Penser que « plus ouvert, c'est mieux » : pour un groupe de personnes ou un paysage, une grande ouverture laisserait une partie du sujet floue.
• Confondre ouverture et zoom : la focale (en mm) et l'ouverture (f/) sont deux choses distinctes.
• Fermer à f/22 pour « avoir tout net » : la diffraction fait perdre en netteté. f/8 à f/11 suffisent presque toujours.
• Oublier de compenser : si vous fermez de deux crans, la lumière diminue d'un facteur quatre. Il faut compenser avec une vitesse plus lente ou une sensibilité plus haute. C'est le jeu du triangle d'exposition.

À retenir

• Le nombre f est le rapport entre la focale et le diamètre du diaphragme : plus il est grand, plus l'ouverture est petite.
• Chaque cran (f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8…) double ou divise par deux la lumière.
• Grande ouverture : plus de lumière, arrière-plan flou. Petite ouverture : moins de lumière, zone nette étendue.
• La meilleure netteté d'un objectif se trouve souvent entre f/5.6 et f/8. Au-delà de f/16, la diffraction l'adoucit.

Exercice : une série à trois ouvertures

Choisissez un sujet posé (une tasse, un objet sur une table, une plante) devant un fond éloigné de quelques mètres. Placez l'appareil sur un support stable, passez en mode priorité ouverture (A ou Av, nous le verrons à la leçon 5), et prenez trois photos, sans bouger :

1. à l'ouverture maximale de votre objectif (f/2.8, f/3.5…) ;
2. à f/5.6 ;
3. à f/11.

Comparez sur un écran : la luminosité reste identique (c'est l'appareil qui compense), mais la netteté de l'arrière-plan change nettement. Notez aussi la vitesse choisie par l'appareil à chaque fois : plus vous fermez, plus elle ralentit.

Testez-vous

Essayez de répondre de tête, puis cliquez pour vérifier.

La suite du parcours

Dans la leçon précédente, on a vu comment fonctionne un appareil photo. La suivante s'intéresse au troisième réglage : la sensibilité ISO et le bruit.