Photographie: technique: le diaphragme: rendement optique

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Aux petites ouvertures, il y a un phénomène optique qui joue: c'est la diffraction. Elle réduit la netteté des images. Son effet dépend de l'appareil photo (dimension du capteur). La diffractio ne peut pas être éliminée.

Réduire le diaphragme

Une optique ne donne généralement pas le meilleur piqué à l'ouverture maximale. Selon l'objectif, il faut réduire le diaphragme d'un stop ou plus pour obtenir un meilleur piqué. Certains objectifs comme le EF 24-105 ƒ/4, le EF 70-200 ƒ/4 et EF 100 ƒ/2.8 MACRO ont déjà un très bon piqué à l'ouverture maximale, mais il s'agit d'optiques de très haut niveau.

Dans l'autre sens, un diaphragme très petit produit une diffraction, qui réduit la netteté de l'image (acutance). C'est une réduction purement mathématique (lois de la physique), et il n'est pas possible d'éliminer la diffraction par des procédés de construction.

Plus l'optique est de bonne qualité, et plus l'effet de la diffraction se fait sentir rapidement. Une optique de moyenne qualité profite de la réduction du diaphragme et atteint sa plus grande netteté vers ƒ/8 ou ƒ/11. Une très bonne optique donne une image si nette, que l'effet de la diffraction commence déjà à jouer à partir de ƒ/5.6.

La diffraction est bien visible à ƒ/22 (quelle que soit la qualité de l'optique): l'image n'est plus très nette. Là où il est possible de jouer sur l'éclairage (photographie en studio), on règlera les flashes pour que l'appaeil photo puisse utiliser son diaphragme le plus favorable (“sweet spot”).

Comme vous le savez, le diaphragme est une valeur relative.

Les appareils à petit capteur ont un diaphragme plus petit et qui ne ferme qu'à ƒ/4 (qui correspond en mm à un diaphragme de ƒ/22 chez un reflex). Un diaphragme plus petit produirait une image inacceptable. Notre appareil compact a donc un diaphragme qui van de ƒ/2 à ƒ/4, donc un rapport de 1:4 seulement. Jouer sur la profondeur de champs n'est donc pas possible avec un compact.
Et de l'autre coté, les appareils à moyen format ferment à du ƒ/64 sans causer de diffraction notable (correspond en valeur absolue à du ƒ/11 sur un reflex)..

Modèle	CF	Sensor	Pixel Size	Pixels/Megapixels		DLA
Canon PowerShot G1 X	1.9x	18.7 x 14.0mm	4.3µm	4352 x 3264	14.3	ƒ/6.9
Canon PowerShot G12	4.7x	7.4 x 5.6mm	2.7µm	3648 x 2048	10.0	ƒ/4.3
Canon PowerShot G9	4.7x	7.6 x 5.7mm	2.5µm	4000 x 3000	12.1	ƒ/4.0
Canon EOS M	1.6x	22.3 x 14.9mm	4.3µm	5184 x 3456	18.0	ƒ/6.8
Canon EOS Rebel T4i / 650D	1.6x	22.3 x 14.9mm	4.3µm	5184 x 3456	18.0	ƒ/6.8
Canon EOS Rebel T3i / 600D	1.6x	22.3 x 14.9mm	4.3µm	5184 x 3456	18.0	ƒ/6.8
Canon EOS Rebel T2i / 550D	1.6x	22.3 x 14.9mm	4.3µm	5184 x 3456	18.0	ƒ/6.8
Canon EOS Rebel T1i / 500D	1.6x	22.3 x 14.9mm	4.7µm	4752 x 3168	15.1	ƒ/7.5
Canon EOS Rebel T3 / 1100D	1.6x	22.2 x 14.7mm	5.2µm	4272 x 2848	12.0	ƒ/8.3
Canon EOS Rebel XSi / 450D	1.6x	22.2 x 14.8mm	5.2µm	4272 x 2848	12.2	ƒ/8.3
Canon EOS Rebel XS / 1000D	1.6x	22.2 x 14.8mm	5.7µm	3888 x 2592	10.1	ƒ/9.1
Canon EOS Rebel XTi / 400D	1.6x	22.2 x 14.8mm	5.7µm	3888 x 2592	10.1	ƒ/9.1
Canon EOS Rebel XT / 350D	1.6x	22.2 x 14.8mm	6.4µm	3456 x 2304	8.0	ƒ/10.2
Canon EOS 300D Digital Rebel	1.6x	22.7 x 15.1mm	7.4µm	3088 x 2056	6.3	ƒ/11.8
Canon EOS 60D	1.6x	22.3 x 14.9mm	4.3µm	5184 x 3456	18.0	ƒ/6.9
Canon EOS 50D	1.6x	22.3 x 14.9mm	4.7µm	4752 x 3168	15.1	ƒ/7.5
Canon EOS 40D	1.6x	22.2 x 14.8mm	5.7µm	3888 x 2592	10.1	ƒ/9.1
Canon EOS 30D	1.6x	22.5 x 15.0mm	6.4µm	3504 x 2336	8.2	ƒ/10.2
Canon EOS 20D	1.6x	22.5 x 15.0mm	6.4µm	3504 x 2336	8.2	ƒ/10.2
Canon EOS 10D	1.6x	22.7 x 15.1mm	7.4µm	3088 x 2056	6.3	ƒ/11.8
Canon EOS 7D	1.6x	22.3 x 14.9mm	4.3µm	5184 x 3456	18.0	ƒ/6.9
Canon EOS 6D	1.0x	35.8 x 23.9mm	6.54µm	5472 x 3648	20.2	ƒ/10.5
Canon EOS 5D Mark III	1.0x	36.0 x 24.0mm	6.25µm	5760 x 3840	22.3	ƒ/10.1
Canon EOS 5D Mark II	1.0x	36.0 x 24.0mm	6.4µm	5616 x 3744	21.1	ƒ/10.2
Canon EOS 5D	1.0x	35.8 x 23.9mm	8.2µm	4368 x 2912	12.8	ƒ/13.2
Canon EOS 1D X	1.0x	36.0 x 24.0mm	6.9µm	5184 x 3456	18.1	ƒ/11.0
Canon EOS 1D Mark IV	1.3x	27.9 x 18.6mm	5.7µm	4896 x 3264	16.1	ƒ/9.1
Canon EOS 1D Mark III	1.3x	28.1 x 18.7mm	7.2µm	3888 x 2592	10.1	ƒ/11.5
Canon EOS 1D Mark II N	1.3x	28.7 x 19.1mm	8.2µm	3520 x 2336	8.2	ƒ/13.2
Canon EOS 1D Mark II	1.3x	28.7 x 19.1mm	8.2µm	3520 x 2336	8.2	ƒ/13.2
Canon EOS 1DS Mark III	1.0x	36.0 x 24.0mm	6.4µm	5632 x 3750	21.1	ƒ/10.2
Canon EOS 1DS Mark II	1.0x	36.0 x 24.0mm	7.2µm	4992 x 3328	16.6	ƒ/11.5

Chaque système a une valeur limite (DLA ou Diffraction Limited Aperture) à partir de laquelle la diffraction commence à jouer. Cela ne veut pas dire qu'il ne faut pas utiliser l'objectif à une valeur plus petite, mais simplement que la netteté commence à décroitre. L'image la plus nette est atteinte à la valeur DLA.

Un appareil compact "bridge" a un petit capteur (crop factor: 4.7×). Si le nombre de pixels est de 10 millions (une valeur 'moyenne'), la limite est atteinte pour une valeur de diaphragme de ƒ/4.3. C'est pour cela que tous les appareils compacts et la plupart des appareils bridges n'ont plus de bouton de réglage PASM (Program-Aperture-Shutter-Manual): il n'y a souvent plus que deux valeurs de diaphragme: "soleil" et "couvert"... Comme les petits appareils photo à jeter!

Pour un reflex a taille de capteur normale (crop factor 1.0×) et 22 megapixel, nous atteignons la limite à ƒ/10. Pour un reflex à capteur de taille réduite (crop factor 1.6×) et 18MP, la limite est atteinte à ƒ/6.9.

Diaphragme et diffraction

De nombreux photographes me disent que les optiques donnent les images les plus nettes à l'ouverture la plus petite. C'est ce qu'on apprenait à l'école avant la guerre, quand les optiques étaient moins bonnes que maintenant, mais certains mythes ont vraiment la vie dure. Ces photographes travaillent donc avec l'ouverture la plus petite possible et utilisent des flashes super-puissants (il faut environ 2000J à ƒ//16, tandis qu'environ 250J sont suffisants à ƒ//5.6). Il faut croire qu'ils utilisent des optiques qui ne valent rien.

La résolution optique de trois optiques qui sont classées "très bonnes". Passé ƒ/5.6 la résolution optique n'augmente plus, au contraire.

Si le ”sweet spot“ d'une optique haut de gamme se situe aux environs de ƒ//5.6 pour un reflex, pour une optique superzoom ou une optique basique, cette valeur augmente à ƒ//8 ou même ƒ//11.

J'entend encore et toujours des photographes qui travaillent en studio avec l'ouverture la plus petite possible, disant que l'image est la plus nette à cette ouverture. C'est totalement faux, l'image devient moins nette et moins contrastée à cause de la diffraction.

Vous ne me croyez pas?

Un cas où la diffraction est bien visible, c'est quand il y a une ou plusieurs sources de lumière ponctuelles dans l'image: le point lumineux ne forme pas un point, mais une tâche ou même des rayons (diffraction de Fraunhofer). On voit directement qu'un point lumineux se dégrade fortement parce que son contraste est extrème en comparaison du reste de l'image. Mais le restant de l'image se dégrade tout autant, cela se remarque simplement moins.

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