Les filtres gris neutres

Définition

Les filtres de densité neutre (Neutral Density – ND) atténuent la quantité de lumière entrant dans l’appareil photo. Cette atténuation s’effectue de manière uniforme sur toute la largeur du spectre. Ces filtres n’influencent donc pas les couleurs, ils restent «neutres ».

La nomenclature de ces filtres prend la forme ND [facteur d’atténuation]. Exemple : ND 2, ND 1000. Plus le facteur d’atténuation est élevé, moins le filtre laisse passer de lumière.

La quantité de lumière transmise se calcule simplement à partir du facteur d’atténuation : Quantité de lumière transmise = 1 / Facteur d’atténuation.

Les filtres peuvent être qualifiés par un autre paramètre appelé Densité optique :

Facteur d’atténuation = 10^{-[ densité optique ]}.

Le tableau suivant montre quelques valeurs pour les Facteurs de densité les plus courants:

Rien de bien sorcier: un filtre ND2 divise par 2 la quantité de lumière reçue, un filtre ND4 divise par 4 cette quantité …

Conséquences photographiques

Les filtres neutres ne laissent donc entrer qu’une quantité limitée de lumière. En photo, cette quantité de lumière s’exprime en Indice de Luminance (IL).

Comme expliqué dans l’article sur la mesure d’exposition, perdre 1 IL correspond à perdre 50% de la lumière, et revient à diminuer l’ouverture de 1 diaphragme, ou diviser la vitesse par 2.

Si l’on fait le lien avec nos filtres gris neutres, un filtre ND2 correspond à perdre 1 IL, un filtre ND4 fait perdre 2 IL …

L’indice de luminance se traduit donc par

• soit une plus grande ouverture (à temps de pose constant),
• soit une vitesse d’obturation plus faible, c’est-à-dire un temps de pose plus long (à ouverture constante).

Comment quantifier les impacts sur l’ouverture et la vitesse?

• Le temps de pose doit être multiplié par facteur d’atténuation. Si vous avez un temps de pose de 1/100ième de seconde sans filtre, avec un ND8, vous aurez un temps de pose d’environ 1/15 s, et avec un ND1000, vous obtiendrez un temps de pose de 10s.
• Pour l’ouverture, il faut se baser sur la relation suivante: Facteur d’atténuation = 2^{[ perte de diaphragme ]}. Par exemple, utiliser un ND 8 nous fera perdre trois diaphragmes (2³ = 8 )

J’ouvre une parenthèse au sujet des vitesses d’obturation, et des valeurs d’ouverture: Perdre deux diaphragmes, ne veut pas dire perdre deux valeurs. Nos boîtiers proposent souvent d’augmenter ou diminuer l’ouverture par 1/3 de valeur, et non pas par valeur entière. Par exemple, les boîtiers vont proposer des valeurs d’ouvertures comme f/4.0, f/4.5, f/5.0, puis f/5.6, au lieu des valeurs entières f/4 et f/5.6.

Donc, un filtre qui nous fait perdre 2 diaph., nous fait passer de f/8 à f/4 par exemple.

Applications

Les applications des filtres gris sont nombreuses.

En jouant sur l’ouverture:

• En plein jour, par forte luminosité, si vous souhaitez avoir une faible profondeur de champs, pour un portrait par exemple, le filtre permet d’utiliser des ouvertures importantes, tout en conservant des vitesses raisonnables.

En modifiant la vitesse:

• En plein jour, les filtres autorisent des temps de pose plus longs, sans « éblouir » le capteur, et sans utiliser d’ouvertures trop petites, ce qui limite le risque de diffraction. Idéal pour saisir des filés d’eau par exemple,
• Pendant un orage, pour « capturer » des éclairs, vous pouvez laisser ouvert votre appareil pendant plusieurs minutes grâce à un filtre du type ND 1000.
• Autre astuce: photographier un paysage, ou un élément d’architecture, en faisant disparaître les éventuels touristes qui s’y trouvent. Les filtres autorisant des temps de pose très longs (plusieurs dizaines de secondes), seuls les sujets fixes sont conservés. Les sujets mobiles (passants, touristes) sont invisibles, ou n’apparaissent que sous la forme de fantômes ou de filés.

Pour résumer, les filtres permettent de mieux gérer les fortes lumières, sans aller jusqu’aux limites de notre matériel.

Quelques exemples

Photos:

1. Champignon.Bunny (Creative Commons BY-NC),
2. Old Itch (Creative Commons BY-ND),
3. Manuela Hoffmann (Creative Commons BY-NC-ND),
4. De nouveau Manuela Hoffmann (Creative Commons BY-NC-ND),
5. Photo prise à ISO 100, f/11, et 1/4s, avec un filtre ND4. Sans filtre la vitesse aurait été d’environ 1/15s,
6. Photo prise à ISO 100, f/11 et 1/25s, sans filtre,
7. La même photo, mais avec deux filtres ND4 empilés, et f/22. Le temps de pose passe à 2 s.

Achat d’un filtre

Choix de l’atténuation

Pour répondre, il faut réfléchir à ce que l’on fera de ce filtre, en cernant principalement les temps de pose vises. Souhaite-t-on obtenir plusieurs secondes, ou juste réduire de quelques crans? L’environnement de prise de vue sera-t-il variable, ou toujours le même?

Il est toujours tentant de prendre l’atténuation la plus forte (ND 1000), mais ce type de filtre coûte cher, et n’est pas utilisable partout! Il faut disposer d’un trépied, effectuer la mise au point manuellement, … Donc sauf besoin clairement identifié, je conseille plutôt des filtres atténuant de 3 à 6 diaphragmes pour commencer (ND 8 par exemple), parce qu’ils sont plus polyvalents.

Au dessus (ND2 ou ND4), mon expérience m’a montré que l’atténuation n’est pas assez forte.

L’achat

Après le choix, vient l’achat, … et ses difficultés. De nombreuses marques plus ou moins connues proposent en effet des filtres gris-neutres, mais comme pour les filtres polarisants, les niveaux de qualité sont très variables:

• Le taux d’atténuation réel n’est pas celui annoncé sur la boîte,
• Le filtre n’est pas neutre,
• L’atténuation n’est pas la même partout (vignettage).

Le second critère peut être assez catastrophique: Comme préciser en début d’article, le rôle d’un filtre gris neutre, est d’atténuer la lumière sur toute la largeur du spectre, c’est-à-dire sans modifier les couleurs (sans faire dériver la balance des blancs). Hors certains filtres provoquent des dérives quasiment irrécupérables (ce qui m’est arrivé avec des filtres Cokin).

Deux solutions pour limiter les risques:

• Choisir une marque reconnue dans ce domaine. B&W, Hoya sont régulièrement bien notées,
• Tester le filtre avant de l’acheter.

Ce dernier point s’adresse particulièrement à ceux qui ont la possibilité d’acheter les filtres à l’étranger, je pense par exemple, à Hong Kong.

Les tests a effectuer sont assez simples: essayez de prendre une surface unie (si possible blanche), avec et sans filtre, avec la même exposition (difficile avec un ND 1000), puis comparer les deux photos. Si les teintes sont identiques ou très proches, le filtre est bon, sinon évitez d’acheter.

Tester les filtres permet également de s’assurer que l’atténuation réelle est bien celle annoncée. Il suffit pour cela de comparer les expositions choisies pour prendre les photos avec et sans filtre.

Conclusion

Les filtres gris-neutres constituent un outil très intéressant pour les photos de paysages. En cas de grande luminosité, ils donnent une certaine liberté dans le choix de l’ouverture, ou permettent d’allonger les temps de pose, pour obtenir des  couleurs plus profondes.

Mais ces filtres sont coûteux, et leur qualité varie énormement. Il faut être particulièrement attentif à la neutralité de l’atténuation, dont les défauts sont parfois irrécupérable.

Références

• Je vous conseille de parcourir le forum Passion-Photos, qui constitue un excellent outil pour progresser en photo. Le forum dispose également d’une section dédiée au matériel ou vous trouverez de bons conseils pour vous équiper.(le site n’est plus accessible)
• L’un des plus gros contributeur de photos prises avec des filtres ND est Jolinar, dont le site,ICI ou LA vous permet d’avoir une idée de ce que l’on peut faire avec ce type de filtre.
• Neutral density filter. (2008, August 9) –Wikipédia
• Neutral density filters what are they & when to use them? –All Day I Dream About Photography – Antoine Khater