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Chasseurs d'orages

 

La photographie d’orages selon Daniel Verschueren (Juin 2005)

 

Préambule:

Ce chapitre n’a pas pour vocation d’être « LA SOLUTION » aux prises de vues des phénomènes orageux, mais plutôt une voie à suivre lors de nos expéditions sur le terrain. L’exercice est bien plus délicat de jour que de nuit, car la lumière ambiante empêche les longues poses et oblige dès lors une toute autre approche des prises de vues. Mais avant tout, il faut connaître son appareil photo sur le bout des doigts pour ne pas avoir une crise de nerf le moment venu et de tout faire valdinguer par un coup direct du pied, dès lors, RFM (Read the Fucking Manual). Un petit survol sur les fonctionnalités/options de bases, mais essentielles, les plus usuelles sur l’appareil photos va être énuméré pour ce genre de sport extrême. L’optique est l’élément le plus sensible de l’ensemble du matériel de prise de vue. Les surintensités lumineuses ne vous feront aucun cadeau, ce sera donc un excellent test de vos optiques mais oh! combien décevant parfois.

Même si la photographie d’orages est excitante, restez prudents ! N’oubliez jamais les règles de sécurité, gardez à l’esprit que ces phénomènes sont totalement imprévisibles et dangereux, aussi bien pour vous que pour le groupe qui vous accompagne.

Avant de partir à la chasse, organisez-vous, préparer votre matériel avec minutie et ne négligez aucun détail, même si cela gronde de tous côtés.

 

 

1. Connaître son appareil photographique

 

1.1 Numérique VS argentique :

Que l’on soit en argentique ou numérique, rien ne change point de vue réglage.
Voici une liste non exhaustive en rapport à notre sport.

1.1.1 Le numérique :

+ Capacité de changer la sensibilité instantanément
+ Visualiser le résultat immédiatement
+ Effacer au grès les mauvais clichés sur le terrain…
+ Nombre de prises de vues quasi illimitées
+ Faible coût d’exploitation.

- Coût d’achat très élevé (réflexe + optique)
- Post traitement et enregistrement parfois très long.

-/+ Concernant les ‘bridges’*, optique beaucoup trop douteuse par le fait de couvrir des longueurs focales trop élevées.

* Les bridges sont des appareils photos numériques équipés d’une optique zoom non amovibles et d’un viseur numérique.

 

1.1.2 L’argentique :

+ Aucun post traitement, tout au plus une avance du rouleau après la prise de vue soit par moteur ou par l’opérateur.
+ Coût d’achat peu élevé

- Attendre le développement du rouleau

 

1.2 L’optique :

L’optique est l’élément des plus déterminant.
De préférence il est conseillé d’utiliser des optiques à focale fixe.
Celles-ci sont construites afin de réduire au maximum les aberrations chromatiques.
Pour rappel, l’aberration chromatique (AC en anglais) ou ‘contour violet’ (PF en anglais) est visible lors d’un fort contraste, ce qui, lors d’éclairs très proche, est monnaie courante.

Néanmoins, en numérique il sera toujours possible d’effectuer une correction grâce à des filtres spéciaux. Ce post-traitement reste toutefois visible et trahit la qualité de la photo et le matériel par la même occasion.

Le zoom est toutefois envisageable afin de couvrir une plus grande variété de focales, mais le prix de telles optiques n’est  malheureusement pas à portée de toutes les bourses.

Ils sont plus sujets aux aberrations chromatiques dans les bas de gammes.

 

1.3 Longueur focale :

Suivant les circonstances de prises de vue, orages près ou lointains, différentes longueurs focales seront utilisées.

Que ce soit réalisé avec des optiques fixes ou zoom, le strict minimum de couverture focale devrait se situer entre 28 et 180mm.

Pour travailler plus confortablement, une plage 16 à 400 mm constitue le must et permet d’envisager tous les cas de figure.

Remarque importante : Les longueurs focales sont souvent exprimées pour des formats 24x36 (reflex), il y a lieu de faire une conversion suivant la tailles des capteurs CMOS ou CCD.

Ex : un zoom canon 16-35 L 2.8 monté sur un 350D aura une longueur focale résultante de (16 x 1.6) à (35 x 1,6), donc 25,6 x 57.6. De plus, sur les bridges, cette longueur focale est souvent exprimée suivant la grandeur du capteur. En général, le manuel d’utilisation informe dans un tableau la correspondance avec le format 24x36.

 

1.4 L’ouverture :

L’ouverture est exprimée par la grandeur f et détermine ainsi la grandeur de l’obstruction de lumière créée par le diaphragme (Intrusion alien, fermez l’iris.. SG1)

Nous parlerons de grande ouverture lorsque ce chiffre f sera petit, et inversement.

Le nombre f indiqué sur un objectif est celui donné à l’ouverture maximum et est déterminé par le diamètre de l’ensemble optique, en d’autre mots, plus ce chiffre est petit, plus la quantité de lumière entre, donc on peut diminuer le temps de pose (très utile pour des concerts sans l’utilisation d’un flash). Certaines optiques zoom permettent des ouvertures constantes, tandis que d’autres sont variables suivant leur longueur focale.

Ex : CANON EF 70-200 IL F2.8 (ouverture constante sur toute la longueur focale)
Ex : CANON EF 100-400 IL F 4-5.6 (ouverture 4 à 100mm et 5.6 à 400mm)

Le minimum d’ouverture est limité par le mécanisme du diaphragme.

L’ouverture permet non seulement le dosage de la quantité de lumière par rapport au temps de pose afin d’obtenir un cliché correctement exposé, mais permet également de doser la profondeur de champ (zone de netteté).

Plus ce nombre est élevé, petite ouverture, plus la profondeur de champ est grande. Dès lors, pour des photographies d’orages avec un paysage ayant des avant- et arrière-plans, il est préférable d’utiliser des ouvertures comprises entre 5.6 et 11.

Petite remarque : Plus l’ouverture est faible et plus les poussières et autres impuretés déposées sur le capteur seront visibles sur le cliché.
Prévoyez de temps en temps un nettoyage du capteur.

 

1.5 Temps d’exposition :

Le temps de pose ou ‘temps d’obturation’ est le temps de dépôt de la lumière sur le capteur/film.
Ce temps est généralement réglé en fonction de l’ouverture afin d’obtenir un cliché correctement exposé, ni sous-exposé (trop sombre), ni surexposé (trop clair).

Ces temps de poses sont limités par la mécanique et/ou le programme embarqué sur un appareil photographique.

Le mode BULB, présent sur les appareils sérieux, permet de longues poses dont la durée est déterminée non pas par la logique/mécanique de l’appareil, mais par l’opérateur/déclencheur externe qui détermine ainsi le temps de la pose.
Ainsi, des poses de 30 minutes voir 2 heures sont envisageables, surtout en astronomie, mais il y a lieu de prévoir une alimentation externe dans un tel cas.

De nuit, pour la capture d’éclairs, des longues poses sont bien entendu recommandées.

 

Deux remarques :

 1) Il va sans dire que plus la pose est longue, plus le risque de bouger est élevé.
Un pied stable et robuste est dès lors vivement conseillé. De plus, prévoir un pied muni d’un système d’éjection rapide en cas de fortes pluies subites n’est pas négligeable.

2) Augmenter le temps de pose introduit automatiquement des défauts de bruits en numérique. Non seulement le bruit sera plus prononcé sur les clichés, mais des pixels chauds et froids deviendront visibles également. Le passage à un post-traitement afin d’éliminer bruits et pixels défectueux est vivement recommandé.

 

1.6 Compensation d’exposition – Notion du terme ‘EV’ :

Les appareils photographiques actuels sont équipés d’un capteur de lumière qui permet à l’électronique embarqué de réaliser une exposition correcte du cliché.
En d’autres termes, l’appareil sélectionne l’ouverture et la vitesse afin d’obtenir une exposition équilibrée suivant le mode utilisé (priorité à l’ouverture, vitesse, automatique,…) sans surexposer ou sous-exposer le film.

Actuellement, la plupart des appareils photographiques sont équipés d’un indicateur EV ‘exposure value’ dont l’échelle est le plus souvent divisée en 1/3 ou 1/2 de EV couvrant une plage de -2EV à +2EV et dont le réglage s’effectue par 1/2 ou 1/3 de pas.

Il faut bien comprendre que le fait d’augmenter cette mesure par 1EV, reviens à diminuer d’une valeur f l’ouverture ou doubler le temps de pose ou multiplier par deux la sensibilité du film (ISO).

Exemple : Une prise de vue se faisant à 1/500 - f5.6 - 400 iso à 0EV
Corriger à -1EV revient à ceci : 1/1000 - F5.6 – 400ISO ou 1/500 – F8 – 400ISO ou 1/500 – f5.6 – 200ISO
Corriger à +1EV revient à ceci : 1/250 - F5.6 – 400ISO ou 1/500 – F4 – 400ISO ou 1/500 – f5.6 – 800ISO

 Sur certains appareils photographique il est impossible de modifier cette valeur sans passer par le mode manuel, d’autres par contre comme un CANON 10D permettent cette correction sur toute la gamme des modes de prises de vues.

Pourquoi s’étendre sur ce sujet ?

Pour photographier un orage, donc des éclairs, bien souvent l’appareil propose des valeurs d’ouvertures/vitesses cadrant avec l’environnement non illuminé par des éclairs.
Or, lors d’un éclair, celui-ci apporte un surplus de lumière, tel un flash déclenché, et introduit une erreur d’exposition.
Le résultat donnera un cliché bien trop lumineux, surexposé.
C’est pourquoi, de nuit comme de jour, suivant la distance des éclairs, il n’est pas inutile de corriger la valeur d’exposition de -0,5 EV voire dans les cas extrêmes (orage violent – proche) de descendre à -1,5 EV.
Mieux vaut sous-exposer une photographie, surveiller son histogramme, afin de ne pas saturer la pellicule ou capteur. Un post-traitement est plus facile à effectuer en cas de sous-exposition qu’en cas de  surexposition.

 

1.7 La sensibilité :

La sensibilité est exprimée en ASA ou ISO. Plus ce chiffre est élevé, plus le film/capteur sera sensible, et donc le temps de pose sera écourté.

Toutefois, augmenter la sensibilité introduit inévitablement un accroissement du bruit en numérique ou un grain plus large en argentique.

Si un cliché, afin d’être correctement exposé, prend 1/25 de seconde en 200 ISO, il faudra compter 1/50s pour une sensibilité à 400 ISO.

Pour des photos d’orages durant la nuit, il faudra de préférence augmenter la sensibilité (si la distance entre l’objectif et l’orage est élevée), puisque l’apport de lumière provenant de l’éclair est plus faible étant éloigné.

 

1.8 L’auto-focus – Mise au point automatique :

De nos jours, pratiquement tout appareil photographique dispose d’un système de mise au point automatique.

Ces systèmes de mise au point ‘auto-focus’ calculent par l’utilisation de multiples capteurs la distance séparant le sujet de l’objectif. Ensuite l’électronique agit sur un moteur interne à l’optique afin de déplacer un groupe de lentilles et ainsi corriger la netteté de l’image.

Pour effectuer ces opérations, le sujet a besoin, d’une part, d’être éclairé et, d’autre part, de se situer à une distance encore mesurable par les capteurs.

De nuit ou en l’absence de lumière, les appareils éclairent le sujet par un faisceau visible, infrarouge, pré-flash ou mieux encore par un quadrillage laser (F828 SONY).

Il va sans dire, que photographier un orage de nuit ou un sujet très éloigné en l’absence de lumière, n’arrange pas la mise au point. Le dispositif risque de s’arrêter sur une position qu’il pense être bonne, ou sans référence, d’interrompre le processus de mise au point et déclencher la photo sur un flou majestueux et artistique. Pour la photo d’orage, inutile de se servir de ce dispositif, un réglage manuel est vivement recommandé, et souvent il sera réglé près de l’infini.

Remarques :

1) Le dispositif de mise au point automatique introduit un temps de réaction plus important lors de prises de vues, même si l’utilisation de moteur ultra-sonic ‘usm’ est utilisé. Il faudra tenir compte de cette remarque dans le cas d’une utilisation par déclenchement externe demandant un temps de réaction le plus rapide possible.

2) Toutefois, il ne faut pas perdre de vue qu’un appareil va effectuer la mise au point sur l’objet le plus proche sur ses points de référence activés.
Donc, en cas de photo à travers une vitre, il se peut que la mise au point soit faite sur cette vitre si sa transparence laisse à désirer.

 

1.9 Temps de latence – ‘Lag time’ :

Le temps de latence est l’écart de temps qui sépare l’action sur le déclencheur de l’appareil et la prise de vue en elle-même. Ce temps de réaction peut être divisé en deux parties:
- Toutes les opérations utiles pour effectuer la photographie (mise au point, calcul de l’exposition, fermeture du diaphragme, relève du miroir, sortie du flash, et d’autres encore).
- Le temps inhérent, dû à la conception même de l’appareil photographique, le type de moteur utilisé dans les optiques (DC ou USM), les protocoles utilisés entre le boîtier et une télécommande.

Exemple :

Un CANON 10D a un temps de réaction avoisinant les 80mS, tandis qu’un SONY F-828 passe allègrement la barre des 230ms, dû principalement au protocole LANC entre le boîtier et la télécommande. J’insiste sur ce temps, car pour effectuer des photographies de jour, cette caractéristique est importante dans certaines situations. Ce temps est généralement donné par le constructeur, RFM.

 

1.10 Temps de sauvegarde :

Le temps de sauvegarde est le laps de temps entre la prise de vue et la mémorisation sur le media. En numérique, il y a toute une série de processus de traitement de l’image avant de sauver celle-ci, pour autant que l’image ne soit pas sauvée en mode RAW. Ces traitements agissent sur le contraste, température de couleur, netteté, dynamique, compression, etc.

Il va de soi qu’en argentique ce temps est pratiquement nul.

L’accent est mis ici sur le fait que dans certaines circonstances, de jour en l’occurrence, ce temps peut être un obstacle aux prises de vues, car certains appareils numériques exigent la fin du traitement et la sauvegarde de l’image ou ne disposent que d’un faible tampon de mémoire pour approcher 3 à 4 images par secondes.

 

1.11 Type de fichiers :

Les deux formats les plus utilisés dans le monde du numérique sont le
JPEG et le RAW.

Le RAW :
Le mode RAW est un format d’images nécessitant un très grand espace mémoire et un temps de sauvegarde plus long. Il a pour avantage de sauver l’image capturée telle quelle, ce que l’on nomme généralement ‘sorti du four’.
Aucune compression et post-traitement interne de l’appareil numérique ne sont effectués, ce qui donne une image sans dégradation et chaque pixel est sauvé indépendamment.
Ce mode est souvent utilisé pour effectuer des corrections en post-traitement avec des outils bien plus performants que ceux intégrés dans le boîtier pour le traitement des pixels morts, bruit, correction de la température, contraste, etc.
Ce mode est généralement utilisé par les professionnels ou amateurs en astrophotographie.

Le JPEG ou JPG :
Le mode JPEG (Joint Photographic Experts Group) ou JPG est préféré dans le monde de la photo amateur.
Le taux de compression de l’image est appliqué au niveau de la couleur et des détails sans pour autant être visible à l’œil nu. Malheureusement, la perte de ces informations est irréversible. Le taux de compression est généralement variable dans le menu des appareils photographique. Il est vivement conseillé, hormis le fait d’avoir une grande capacité de mémoire de stockage, de sauver les photos en mode JPEG lors de chasses aux orages, car en général, la plus grande partie des clichés est noire et augmente sensiblement le nombre de prises de vues.

Exemple :
CANON 10D avec CF de 1Gbytes
MODE RAW = 56 photos de 18Mbytes
MODE JPEG de jour = 425 photos de 2,4 Mbytes
MODE JPEG de nuit = 1700 photos de 0,6 Mbytes (théorique)

 

 

2. Sur le terrain

Il n’y a pas de miracle, il est bien plus facile d’obtenir de bons clichés de nuit que de jour, mais il faut toutefois suivre certaines règles afin de ne pas être déçu du résultat.
La prise de vue de jour demande une toute autre technique et approche au niveau du type de déclenchement et des temps de poses bien plus courts.
La situation géographique n’est certainement pas à négliger.
Il ne faudra surtout pas perdre trop de temps à repérer un endroit propice aux prises de vues, un repérage de jour et par temps calme est un avantage non négligeable.
Un repérage d’une dizaine de sites en altitude ou en surplomb permet de quadriller de très grandes superficies.
Les meilleurs résultats seront réalisés en dehors d’une habitation ou d’un véhicule et au sec bien entendu.
Si, malgré tout, il devient impossible de déclencher en extérieur, il faudra se méfier des vitres. Il faudra veiller à ne pas placer le plan du capteur/film parallèle à la vitre au risque de reflet ‘flar’ sur le cliché.

De nuit :
De nuit deux approches seront à décider suivant l’ambiance lumineuse.
On notera une obscurité totale ou une pénombre avec une lumière de ville par exemple.

Dans le cas d’une pénombre on pourra s’aider grâce au compensateur d’exposition pour peu qu’un équilibre vitesse/ouverture soit assuré par l’ensemble boîtier/optique.

Dans le cas d’une absence totale de lumière, le temps de pose devra être réglé manuellement et permettra des temps de pose souvent au-delà de 30sec, le mode ‘BULB’ sera choisi dès lors.

Ce qu’il ne faut pas oublier :
- Un pied robuste et très stable.
- Une télécommande avec possibilité de laisser l’obturateur activé.
- Choisir une focale appropriée.
- Mode mise au point en manuel.
- Réglage de la température sur TL.
- Mode de sauvegarde en JPEG.
- Réglage de la sensibilité suivant la distance de l’orage.
- Mode d’exposition en manuel.

Afin de régler l’exposition correctement, placer l’ouverture f suivant le petit tableau ci-dessous.
Ensuite faire varier la vitesse d’obturation afin que le repère du compensateur d’exposition soit correct, c'est-à-dire 0EV. Réajuster la vitesse afin de diminuer l’indicateur d’exposition afin de ne pas surexposer comme indiqué dans le tableau.

Photographie de nuit

ISO Ouverture f Distance KM EV
100 < 11 < 1 -1,5
100 < 4.5 < 10 -1
200 < 5.6 < 20 -0,5
200 < 2.8 < 50 0
400 < 4.5 < 100 0

Si malgré tout cela, l’équilibre n’est pas obtenu, réajuster l’ouverture et retravailler la vitesse.

Notes :
- Eviter des poses de plus de 1 à 2 minutes, car l’accumulation d’impression d’éclairs risque de surcharger l’image. Bien entendu si cet effet est voulu, alors il s’agit d’une autre histoire…
A retenir : De nuit, privilégier le réglage de la vitesse.

 

 

De jour :
La prise de vues de jour est un tout autre sport, nécessitant des accessoires supplémentaires et un excellent dosage de la lumière.
De plus, l’appareil photographique doit avoir un temps de latence très rapide, inférieur à 100ms de préférence au risque de prendre la photo après le passage de l’éclair dans le cas d’un déclenchement externe.
Le contraste entre la lumière ambiante et un éclair est bien moindre que durant la nuit, et l’apport de lumière ambiante sur le capteur/film risque de se superposer à la lumière d’un éclair.
Dès lors, les vitesses d’obturation ne devront jamais dépasser plus de 1,5 voir 2 secondes.
Si le déclenchement de l’appareil photo se fait par un système auxiliaire, il faudra veiller à ne pas descendre sous la barre de 1/4 sec, au risque de ne pas laisser le temps à l’éclair d’imprimer le capteur/film.

Le réglage de la compensation d’exposition sera plus léger mais néanmoins existant pour des éclairs assez proches (voir tableau ci-dessous). La sensibilité sera revue à la baisse, de 50 à 100 ISO, afin d’augmenter la plage d’ouverture disponible pour cadrer à des vitesses relativement lente pour des clichés de jour.

L’utilisation de filtres permet éventuellement de garder un équilibre vitesse/obturation recommandé, mais les résultats seront moins contrastés.

A retenir : De jour, jouer sur l’obturation et la sensibilité.

Ce qu’il ne faut pas oublier :
- Un pied robuste et très stable.
- Une télécommande avec possibilité de laisser l’obturateur activé.
- Choisir une focale appropriée.
- Mode mise au point en manuel.
- Réglage de la température sur automatique.
- Mode de sauvegarde en JPEG hautement recommandé.
- Réglage de la sensibilité suivant la distance de l’orage.
- Mode d’exposition en manuel.
- Option de relève du miroir
 

Photographie de jour

ISO Ouverture f Distance KM EV
50 < 11 < 1 -1
50 < 8 < 10 -1
100 < 11 < 20 -0,5
100 < 8 < 50 0
100 < 5.6 < 100 0



Les différentes techniques de jour :

Pas de miracles non plus pour les prises de vues de jour.
A ma connaissance seules deux techniques existent.

1ere Technique :
Shooter, shooter et encore shooter… mais à ce rythme, en argentique le portefeuille va vite connaître un sérieux problème. De toute manière, cette technique est au petit bonheur la chance, et statistiquement le rapport bons/mauvais clichés ne dépassera guère 0,01 ! De plus la mécanique va vite en prendre pour son grade à cette allure.

Il est néanmoins possible de prévoir le moment de déclenchement d‘un éclair lors d’un orage à l’aide d’un instrument mesurant la tension électrique du champ créée par l’ionisation de l’air. Après plusieurs éclairs, il est possible de déterminer une grandeur physique de rupture et ainsi avoir une idée de l’instant de la rupture de l’isolation et amorçage de l’éclair.

Le mieux serait de connecter ce dispositif à l’appareil photo…

2ème Technique :
L’autre technique consiste à se munir d’un appareil photographique ayant un temps de latence ‘lag time’ très court < 100ms. Ensuite, en lieu et place de la télécommande, installer un dispositif de déclenchement réagissant au démarrage d’un éclair.
Pour ce faire, plusieurs détecteurs sont envisageables.
- Une version optique réagissant à une variation assez forte de la lumière ambiante.
Ce dispositif a pour avantage d’être activé à proximité (<10KM) et permet un angle de surveillance assez serré.
- Une version radio réagissant à l’émission causée par une décharge électrique.
Ce capteur, basé sur un récepteur de radio AM, permet de déclencher l’appareil photo même si l’orage est à une portée de plus de 100km.
L’inconvénient d’un tel dispositif est la surveillance sur une grande distance et sur un rayon de 360°.
- Une version basée sur un détecteur de champ électrique est également envisageable. Cet instrument mesure non seulement le champ électrique généré lors d’une ionisation avant le claquage du diélectrique, et lors de ce claquage, cette brutale variation permet le déclenchement d’un appareil photographique.

La réaction instantanée de ces détecteurs signifie que l’appareil photo est déclenché à la naissance d’un éclair, et dès lors le temps de pose ne peut pas être trop bref sous peine de prendre un cliché d’un ‘traceur’ uniquement.
Un temps d’exposition de 1/2s est un minimum et 2 secondes pour un ‘super bold’.

Note personnelle :

Au cours de ces dernières années j’ai expérimenté les deux premières solutions de déclencheur asservissant mon APN. Les temps de réaction de ces dispositifs sont quasi-instantanés et seul l’appareil photographique introduit un retard entre l’amorçage de l’éclair et la prise de vue elle-même. La version optique est à mon avis bien plus performante lors d’un orage sous la barre de 15km de distance, au-delà, la version radio devient nécessaire.

J’ai laissé sur mon site les schémas et tout ce qui s’y rapporte afin de partager mon expérience avec les autres, et permettre à quiconque de se lancer dans l’aventure de l’électronique et ensuite de s’essayer à la photo de jour.

Il reste certainement encore beaucoup de points à éclaircir, à développer, mais ceci constitue je pense un début, une lumière d’espoir, une direction à suivre pour notre loisir à nous chasseurs d’orages.


Daniel
 

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