Le diaphragme est noté f/n où n est un nombre appartenant à une série mathématique :

1    1,4    2    2,8    4    5,6    8    11    16    22    32    45    64

En pratique le diaphragme représente le diamètre physique de l'ouverture circulaire. Exemple si on utilise un diaph de f/4 et une focale f de 40 mm, le diamètre est 40 / 4 = 10 mm. Si la focale était de 400 mm, le diamètre serait de 400 / 4 = 100 mm. Mais dans les 2 cas, la lumière entrerait en même quantité car le cône est identique. En effet, le diamètre réel est 10 fois plus grand mais il est "vu" de 10 fois plus loin. Ce qui revient à une même taille relative.

Mathématiquement, la série des diaph est une série géométrique (c'est à dire multiplicative) de raison (ou coefficient) √2 (soit 1,414). Ainsi le diamètre du cercle (diaphragme) évolue (augmente ou diminue) avec un coefficient 1,414 et la surface du cercle (laissant passer la lumière) évolue en 1,414² = 2 : il passera donc 2 fois plus (ou 2 fois moins) de lumière en faisant varier le diaph d'un seul cran.

De la même façon, il passera 4 fois plus (ou moins) en faisant varier le diaph de 2 crans et il passera 8 fois plus (ou moins) en faisant varier le diaph de 3 crans ...

Les objectifs photo "ordinaires" propose une plage de diaphragme allant de f/4 à f/22, soit une variation de 2⁵ = 32 fois en matière de luminosité. C'est un paramètre majeur de l'exposition !

Petite info historique : le groupe photo nommé f/64 avait pour sujet de prédilection le paysage. Pour obtenir une grande PDF entre les premiers plans et l'horizon, le diaphragme devait donc être très fermé (f/64 par exemple). Ceci était possible en travaillant avec une chambre noire utilisant des grandes plaques argentiques et reposant sur un trépied.

On s'accroche car la partie 3 sera encore très mathématique !

Le diaphragme est une caractéristique importante d'une optique photographique. C'est pour cette raison qu'elle est gravée sur l'objectif. Par exemple f/4 - f/5,6 pour un zoom transstandard 18 - 55 mm. Le diaph f/4 est obtenu pour la plus petite focale (soit 18 mm) et f/5,6 l'est pour la plus grande (55 mm).

Du point de vue géométrique, le diaphragme est une ouverture quasi-circulaire placée à l'intérieur de l'objectif qui laisse passer la lumière en direction du dispositif photosensible (actuellement le capteur électronique ou anciennement la pellicule argentique).

En quelque sorte, si l'objectif était l'oeil de l'appareil photo, son diaphragme serait sa pupille (réglable selon la luminosité qui éclaire la scène).

En fonction de la complexité de la construction, le diaphragme peut être composé de 6 à 9 lamelles. Dans ce dernier cas, l'ouverture se rapproche d'un cercle parfait.

Du point de vue de l'Optique, le diaphragme agit de 2 manières :

il modifie, d'une part, la quantité de lumière arrivant sur le dispositif photosensible

et, d'autre part, il agit sur la PDF (profondeur de champ). A ce sujet voir (ou revoir) l'article Au sujet de la PDF  

La partie 2 sera un peu plus mathématique ! A suivre ...

En photo, la PDF (profondeur de champ), ça compte ! Elle correspond à la dimension de la zone de netteté de l'image.

Suivant les cas, on peut vouloir la diminuer pour isoler le sujet principal du contexte général de l'image, ou bien chercher à l'augmenter pour assurer une grande zone nette et lisible.

Si on veut obtenir un sujet net sur un joli fond flou (appelé aussi bokeh), on doit se rappeler que ...

    plus la focale est grande, plus la PDF est faible 

plus l'ouverture (diaphragme) est grande (petire valeur f/), plus la PDF est faible 

    plus le sujet est proche de l'appareil, plus la PDF est faible 

C'est le cas typique de la photo de portrait.

Par contre, si on veut obtenir une (assez) grande profondeur de netteté, il faut se rappeler que ...

    plus la focale est petite, plus la PDF est grande 

    plus l'ouverture (diaphragme) est petite (grande valeur f/), plus la PDF est grande 

    plus le premier plan est éloigné, plus la PDF est grande

C'est le cas classique de la photo de paysage avec un premier plan que l'on veut net. 

En résumé :

Parfois la situation se complique ... Avec la situation de proxi-photo (photo rapprochée) voire de macro par exemple.

Etant proche du sujet, la PDF diminue. D'autant que la focale est un peu grande puisqu'on veut grossir le sujet. Il faut alors impérativement fermer le diaphragme pour rétablir une PDF convenable. Mais la lumière manque souvent et le temps de pose s'allonge dangeureusement ... Il y a donc des risques de photos floues par "bougé". Par voie de conséquence, il faut augmenter la sensibilité (ISO) pour obtenir des conditions de prise de vue acceptables.

Mais vous savez quoi ? Rien ne vaut des ateliers et des sorties pour mettre tout cela en pratique !

Pour bien réaliser une mise au point (MAP) sur un objectif sans auto-focus, il faut savoir jauger la distance entre l'appareil et le sujet. S'il est assez loin, on dit qu'il est à l'infini. Mais à partir de combien ? La théorie (si souvent dédaignée ou ignorée) apporte une réponse pourtant très intéressante.

L'infini photographique est atteint dès 200 fois la distance focale. Ainsi, pour mon fish-eye de focale 7,5 mm, cela donne 200 x 7,5 = 1 500 mm, soit seulement 1,5 mètre ! Un infini à portée de main en quelques sorte.

D'ailleurs la bague  de MAP présente des distances qui confirment la proximité de cet infini là.

Cette formule magique est extraite du livre "Physique photographique" de L. Gaudart et M. Albert, collection LTA, Pierre Zech Editeur, 1997, Paris. Merci à eux !

Intérêts : images de type "light painting" et "flash painting", créativité

Appareils : tous types ayant le mode M (pour les poses longues)

Optiques : zoom transtandard

Date : à définir ensemble

Matériel : trépied, torches, sources lumineuses colorées, flash manuels, filtres de couleur

A (re)lire aussi l'article Michel Séméniako : a great light painter !