Eclairage photo : Comprendre la loi du carré inverse

En termes techniques, la loi du carré inverse est définie en tant que “Loi physique postulant qu’une quantité physique (énergie, force, ou autre) est inversement proportionnelle au carré de la distance de l’origine de cette quantité physique.” Avec une telle définition scientifique (merci wikipedia), vous vous demandez certainement ce que cela peut avoir en commun avec la photographie. Cette loi s’applique à beaucoup de chose dans le monde, mais ici nous l’appliquerons uniquement au sujet qui nous intéresse : La lumière.

Comprendre le Concept

Pour ceux d’entre vous qui n’ont pas une connaissance importante en mathématiques (même les connaissances les plus simple en math vont être utilisées ici), la règle du carré inverse peut sembler terriblement complexe. Il existe des équations avec nombres et variables, des références à la physique et pas mal de choses qui peuvent paraître ennuyeuses. C’est pour cette raison  que nous allons essayer de comprendre cet article de façon ludique et visuelle, plutôt que de plonger dans la technique.

La loi en elle-même, dans la photographie s’applique à l’éclairage. Elle s’applique à n’importe quel éclairage, mais surtout avec de l’éclairage déporté. La loi du carré inverse nous apprends comment la lumière réagit en fonction de la distance de vos sources de lumière, et de votre sujet et pourquoi la distance entre votre source de lumière et votre sujet est si importante.

Disons que nous avons une source de lumière à pleine puissance, et notre sujet à 1 mètre de distance. Si nous doublons la distance entre notre source et notre sujet, soit 2 mètres, quelle quantité de lumière va atteindre notre sujet ? Naturellement vous allez penser à « la moitié », malheureusement, la lumière n’agit pas comme cela, elle suit la loi du carré inverse.

Selon cette loi, la puissance de la lumière sera inversement proportionnelle au carré de la distance. Par exemple si nous prenons une distance de de 2, si nous calculons son carré, nous obtenons 4, l’inverse sera donc 1/4 soit un quart de la puissance de départ, et non la moitié comme nous le pensions au départ.

Si nous bougeons notre sujet à 3 mètres de la source lumineuse (3×3 =9 donc 1/9) la puissance de la lumière descendra à 1/9 ème de sa puissance de départ.

Voici un petit schéma qui vous aidera à visualiser comment la lumière s’affaiblie de 1 à 10 mètres, en vous rappelant juste que chaque nombre correspond à 1/ la distance au carré.

carré inverse 01

La loi du carré inverse explique la baisse de puissance dramatique au fur et à mesure de l’éloignement. Nous pouvons alors utiliser cette information pour mieux comprendre comment la lumière agit sur notre sujet, et grâce à cela, comment mieux la contrôler.

Travaux pratiques

Savoir comment la puissance diminue, faire son scientifique et tout ça, c’est sympa … mais comment le mettre en pratique dans la photographie ? Et bien, tout est dans l’exposition et dans le positionnement de votre sujet. Quand la lumière est dirigée dans une direction particulière, la baisse de luminosité chute très rapidement, dans les premiers mètres, puis moins rapidement par la suite.

Souvenez vous qu’avec la loi du carré, le chiffre augmente de plus en plus rapidement, tandis qu’avec le carré inverse, le nombre diminue de moins en moins vite.

Si nous reprenons notre schémas de 1 à 10 mètres, en convertissant la puissance du flash en pourcentage, voici ce que nous obtenons :

carré inverse 02

On peut constater qu’entre 1 mètre et 2 mètres, il y’a une chute spectaculaire de 75% de la puissance, alors qu’entre 4 et 10 mètres nous perdons seulement 5% de puissance.

Exposition

En résumé, il y’a énormément de lumière à proximité de la source, mais seulement un tout petit peu dès qu’on s’éloigne. En partant de ce constat, pour avoir une exposition correcte (hors low-key et high-key ou tout autre effet de style), et en assumant le fait que nous utilisons une vitesse d’obturation constante, si notre sujet est proche il faudra une ouverture d’environ f/16, pour bloquer cette lumière profuse.

A l’inverse, si notre sujet est éloigné de la source de lumière, il faudra favoriser une grande ouverture de type f/4 pour laisser passer la lumière. Les deux photographie devraient avoir l’air identiques car nous avons réglé nos boîtier pour laisser passer la même quantité de lumière dans chaque cas.

carré inverse 03

Donc sur cette base, on peut estimer une échelle des ouvertures de diaphragme pour obtenir une exposition correcte. Souvenez-vous que la puissance de la lumière tombe très vite au départ, puis lentement. De la même manière, on va ouvrir très rapidement son diaphragme dans les premiers mètres, puis de moins en moins souvent, à mesure que le sujet s’éloigne.

carré inverse 04

Éclairer un sujet

Ajoutons cette charte d’ouverture de diaphragme en haut de notre diagramme, il sera utile pour garder la correspondance distance / ouverture. Si vous faites des photos de nature morte, ou d’objets, cela implique que votre sujet ne bouge pas. Vous pouvez donc placer votre objet, votre éclairage, régler votre exposition, et c’est tout, il ne reste plus qu’a travailler votre composition.

Si vous shootez une personne ou un zombie, surtout si elle est debout, elle aura tendance a bouger a se déplacer (plus ou moins vite) dans l’espace. Si votre modèle est proche de la source de lumière, un pas en avant ou en arrière, et vous vous retrouverez immédiatement sur-exposé ou sous-exposé.

carré inverse 05

Par contre si votre modèle est plus loin de la source, il pourra se déplacer de quelques pas, sans que vous n’ayez à changer les réglages de votre boîtier ce qui est bien plus confortable.

carré inverse 06

Éclairer un groupe de personnes

La règle précédente fonctionne de la même manière avec un groupe de personnes. Si toute les personnes se trouvent proche de votre flash, celui qui se trouvera un peu plus loin de la source de lumière sera sous-exposé par rapport à la personne la plus proche, vos sujets étant justement placés dans une zone entre f/22 et f/11. La première solution est de placer toute les personnes côte à côte afin d’être équidistant par rapport à la lumière.

carré inverse 07

Une autre méthode bien plus pratique, est d’éloigner votre groupe de la source de lumière. Ainsi chaque personne sera éclairée de manière redondante uniforme avec une ouverture de f/4.

carré inverse 08

Éclairer le fond

Bien sûr, vous aimeriez qu’un élément de votre photo soit lumineux, tandis que l’autre est sombre, comme votre arrière-plan par exemple. Donc si vous placez votre sujet proche de l’éclairage, et votre fond de studio ou votre décor assez loin, alors ( en assumant que votre sujet est correctement exposé) le fond de l’image sera sous exposé.

carré inverse 09

A l’inverse si vous souhaitez un éclairage homogène, il faut que votre sujet et votre fond soient assez proche l’un de l’autre, tout en étant un minimum éloignés de votre lumière.

carré inverse 10

Conclusion

Ceci est vraiment la base de l’éclairage en photographie, que ce soit en studio, avec du matériel strobist, votre flash pop-up ou même simplement la lumière naturelle provenant d’une fenêtre. Il est possible d’apporter de nombreuses modification à ce schéma d’éclairage comme l’ouverture, la vitesse, la puissance de l’éclairage, permettant de créer des effets (Hi-key, Low-key…) ou en ajoutant d’autres sources de lumières dans votre composition.

Mais maintenant vous connaissez la règle de base qu’est la loi du carré inverse et vous pouvez commencer à l’appliquer pour obtenir des photos avec un éclairage propre et de qualité.

Si vous avez d’autres conseils, ou des expériences à partager, n’hésitez pas à apporter votre grain de sel dans les commentaires.

Ps : Aucun zombie n’a été blessé durant cet article.

 Source

9 Commentaires

  1. greg

    20/05/2015
    Répondre

    une petite erreur, on ne passe pas de f/22 a F/16 mais a F/11 ... Si on prend 2 metres de distance, ca donne bien 1/4 de puissance, donc F/11 ... Sinon, ce serait un demi de puissance, si on arrive a F/16

  2. Benonthenet

    07/03/2012
    Répondre

    Super article!

    Vraiment très bien documenté, très bien expliqué, c'est parfait.
    J'y vois vraiment plus clair grâce à tes lumières :grin:

    Un GRAND merci!

    • Julien B

      13/03/2012
      Répondre

      Merci Ben, content que cela puisse servir à d'autres !

  3. Julien B

    01/03/2012
    Répondre

    @Pyrros content de pouvoir éclaircir tes idées, je t'avoue que j'étais dans le même cas que toi, jusqu’à ce que je commence mes recherches. Et maintenant tout est plus clair :mrgreen:

    @Tazintosh je comprends toujours mieux quand il y'a des zombies. Pas toi ? :grin:

  4. Tazintosh

    25/02/2012
    Répondre

    Ils sortent d'où ces zombies ? :lol:

  5. Pyrros

    24/02/2012
    Répondre

    Merci de mettre des mots sur des concepts que je connais mais que j’étais jusqu'à maintenant incapable de nommer ;)

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