La profondeur de champ

Avant de définir la profondeur de champ, il faut définir quelques notions comme " cercles de confusion " et hyperfocale

1. Cercles de confusion
Les cercles de confusion sont deux points (deux minuscules cercles) placés l'un à côté de l'autre sur un négatif de manière à ce que leurs bords se touchent sans se chevaucher ni présenter un écart entre eux. Le diamètre de ces points a été mesuré sur le négatif dés que les points sont apparus nets et distincts sur le papier. Le diamètre (e) de ces cercles appelé diamètre de confusion. Il est variable en fonction de la taille d'un négatif et aussi variable en fonction de l'observateur. Suivant les individus, on voit plus ou moins bien et la notion de netteté est légèrement différente pour chaque humain..
En règle générale, on accepte un diamètre de 0,02 mm pour un négatif 24x36, un diamètre de 0,05 mm pour un négatif 6x6 et un diamètre de 0,1 mm pour un négatif 4x5 inch.

2. Distance hyperfocale
La distance hyperfocale (H) c'est la distance minimum au delà de laquelle tout est net. Cette distance se calcule pour chaque objectif. Elle répond à la formule

avec F = la focale de l'objectif en mm
N = ouverture (diaphragme)
e = diamètre du cercle de confusion en mm

Par exemple, avec un objectif de 50 mm à f 2 avec un négatif 24x36 cela donne

à f 8 cela donne 15,6 m
avec un objectif de 100 mm à f 2 on a 250 m

Conclusion : l'hyperfocale est directement influencée par la focale de l'optique et inversement influencée par l'ouverture de cette optique.
Lorsque l'on fait la mise au point sur un objet situé à l'hyperfocale, on est net de la mi - distance de l'hyperfocale jusque l'infini. Dans le premier cas calculé, on sera net de 31,25 m jusque l'infini.

Si on fait la mise au point sur un objet situé à une distance plus courte que l'hyperfocale, on remarque que l'infini devient flou et que l'avant plan devant l'objet est flou aussi. Cette zone de netteté entre les deux limites de netteté c'est la profondeur de champ.

3. Profondeur du foyer
Un objet (B) vu au travers d'une lentille biconvexe a donc son image inversée (B') de l'autre coté de cette lentille (revoir cours de physique). Si l'objet est un point pour le physicien, l'image est aussi un point. Pour nous photographe, on a aussi un point à l'endroit précis ou se forme l'image mais on a en plus devant et derrière ce point une image moins précise mais toujours acceptée comme nette. Cette image est alors non plus un point mais un cercle légèrement flou. S'il ne dépasse pas le diamètre d'un cercle de confusion, il est considéré comme net. On obtient ainsi une zone entre le cercle devant le plan de netteté et celui derrière le plan. Cette zone où le photographe considère comme nette toute image s'y trouvant est appelée profondeur du foyer.

Cette propriété permet d'avoir un placement du négatif dans le boîtier de l'appareil qui n'est pas d'une extrême grande précision. Quelques µm permettent ainsi au négatif de bouger dans l'appareil, ce qui le laisse passer de cliché en cliché.

4. Profondeur de champ
A l'inverse de la profondeur du foyer, on a une profondeur de champ dans laquelle on positionne l'objet à photographier. On peut considérer la position du négatif comme stable et précise dans le boîtier de l'appareil. Ainsi la profondeur du foyer n'est pas nécessaire Comme on considère nettes les images se trouvant entre les plans contenant les cercles de confusion on peut alors retrouver les objets de ces images. Pour la facilité du dessin on remplace les cercles de confusion par des points (A' et C') et on recherche les objets de ces points.
Tous les points contenus entre A et C sont considérés comme nets sur la pellicule. On constate que le plan où se trouve le point B s'appelle plan de netteté. Que le plan ou se trouve le point A s'appelle DPN (dernier plan net) et que le plan où se trouve le point C s'appelle PPN (premier plan net).
L'espace entre les points A et C s'appelle " profondeur de champ ". La profondeur de champ c'est une zone de netteté qui s'étend en deçà et au delà du plan de netteté. Elle se repartit 1/3 devant et 2/3 derrière. Les objets situés en dehors de la profondeur de champ seront flous sur l'image.

De belles formules mathématiques permettent de calculer cette profondeur de champ de manière précise. La précision est à ce point que l'on peut en studio mesurer les distances des PPN et DPN, en calculé la distance de mise au point et de prendre la photo sans faire un réglage visuel de la netteté dans le viseur de l'appareil.
Les formules :
La profondeur de champ = PPN - DPN

H = Hyperfocale et d = distance de mise au point
Par exemple : un objectif de 50 mm ouvert à f 2 a une hyperfocale à 62,5m. La distance de mise au point est de 10 m ; Quel est la profondeur de champ ?

La distance de mise au point est de 10m et la profondeur de champ de 11,9 m- 8,6 m = 3,3 m
avec 1,4 m entre l'objet et le PPN et 1,9 m entre l'objet et DPN.

En conclusion
Sur le terrain, il est difficile de calculer la profondeur de champ avec exactitude surtout en reportage où l'on doit prendre rapidement des photos. ce qu'il faut retenir pour une application pratique et rapide de ce réglage de la profondeur de champ, c'est qu'il y a trois facteurs qui influencent la profondeur. Dans les formules nous voyons que la distance de mise au point (d), la focale (F) qui se trouve dans la formule de H et l'ouverture du diaphragme (N) qui se trouve aussi dans la formule de H sont les trois facteurs que l'on dispose sur le terrain et qui nous permettent de régler la profondeur sans calculer.

Il faut retenir que :

• Si le diaphragme augmente (c'est-à-dire passer de f 2 à f 16) la profondeur de champ augmente.
• Si la focale diminue (c'est-à-dire passer de 50 mm à 24 mm) la profondeur de champ augmente
• Si la distance de mise au point augmente (passer de 3 m à l'infini) la profondeur de champ augmente.

Bonnes photos !
Marcel Gérard