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l'auteur

  

Paul Kopff



Paul Kopff
Pseudo "polka" sur les forums
des sténopistes (F295.org), et autres...
 Ingénieur, chercheur (retraité),
Docteur en Mécanique
Fait des photos depuis toujours
pour son seul plaisir... avec n'importe quoi (la preuve !)

 


 

 

 

 

 

Les mensurations de la chambre :
Longeur 330mm
Hauteur 160mm
Profondeur 260mm
(l'appareil étant posé sur la table objectif horizontal pointé vers le sujet, la profondeur représente la distance bord antérieur de l'objectif- bord arrière du porte châssis)
Poids 1900 g
Dépoli 4x10 : 200 g
Châssis 4x10 chargé : 420 g
Objectif : Symmar S 5,6/210 mm ; la rampe est sur-mesure pour la focale. Le bloc optique est de loin la partie la plus lourde mais le rendu optique justifie ce choix.

 

De très bizarres appareils photographiques à sténopé !

par Paul Kopff

Introduction

Il y a plusieurs sortes d'attraits à utiliser – au lieu d'appareils performants – des chambres noires simples munies en guise d'optique d'un simple petit trou (un sténopé).

Soit on y verra la possibilité de prendre avec des appareils de facture relativement classique des photographies impossibles avec des objectifs : par exemple, grâce à la profondeur de champ pratiquement infinie des sténopés.

Soit on se donnera pour but de concevoir des architectures d'appareils ne pouvant fonctionner qu'avec des sténopés : ce sera pour obtenir des images carrément étonnantes en comparaison avec les habituelles perspectives de la photographie.

Et pourtant dans les deux cas, ce sont évidemment des photographies : Il y a dessin avec des rayons lumineux sur des surfaces sensibles et cela donne des images en noir et blanc (et niveaux de gris), ou en couleurs.

Faire du sténopé en adoptant la première attitude, c'est simplement avoir une boîte parallélépipédique, à l'intérieur de laquelle la surface sensible est plaquée sur une paroi, et le petit trou se trouve au centre de la face opposée. La focale de l'appareil (et donc la nature de l'effet de perspective) est déterminée comme la distance entre le centre de la surface sensible et le petit trou.

Le diamètre du petit trou détermine la résolution (la finesse de représentation des détails de l'image), mais on ne pourra le faire aussi petit qu'on veut, il devra être optimisé en fonction du phénomène de diffraction qui a tendance – paradoxalement – à diminuer la résolution pour des trous trop petits.

Le degré zéro de la deuxième attitude est la conception de boîtes très plates, et donc de focales très courtes pour des appareils à sténopé “ultra-grand-angulaires”, qui offriront déjà des perspectives très étonnantes... avec cependant des images qui peuvent s'assombrir beaucoup (mais progressivement) vers les bords et dans les coins.

Pour obtenir des angles de prise de vue encore plus grands et des perspectives encore plus étonnantes, on peut concevoir des appareils à sténopé où la surface sensible est courbée, tout en restant bien sûr en vision directe du sténopé partout où elle doit être impressionnée. Avec les pellicules souples (plans-films ou rouleaux) on pourra facilement former des cylindres ou des cônes, le cylindre étant généralement préféré.

J'ai quant à moi jeté mon dévolu sur une de ces sortes d'appareils à sténopé qu'on appelle généralement “anamorphiques”, parce qu'ils produisent des images très déformées (dans le style de certains dessins d'Escher). En fait, cette appellation ne me satisfait pas parce qu'elle n'est pas descriptive de leur principe.

Principe

Figure 1
 

Dans un appareil à sténopé ordinaire (voir figure 1), les rayons lumineux (rouges) provenant des objets en face de l'appareil frappent la paroi du fond, mais d'autres rayons lumineux (bleus) provenant d'objets sur les cotés de l'appareil frappent les parois latérales, où ils produisent aussi des images suivant le principe du sténopé.

Figure 2

L'idée des appareils anamorphiques est de ne pas mettre la surface sensible sur la paroi du fond, mais sur les parois latérales, réunies suivant la forme régulière d'un cylindre ou d'un tronc de cône
(voir figure 2).

Si la surface sensible couvre tout le cylindre, on constate qu'on peut ainsi obtenir des panoramiques jusqu'à 360° ; cependant comme le sténopé doit être écarté du cylindre vers le haut ou vers le bas (afin de permettre le parcours des rayons lumineux), on n'obtient que des vues (respectivement) en contre-plongée ou en plongée. Pour récupérer l'image d'objets autour de l'horizontale on doit donc incliner la boîte, ce qui provoque de très nettes déformations de perspective.

 

     

On notera sur cette vue du pont du Rialto à Venise qu'aux deux extrémités de l'image on voit les derniers étages de la même maison (reconnaissable à ses fenêtres)... qui se trouvait derrière moi !

 

La façon la plus simple de réaliser de telles photos est de récupérer une boîte cylindrique quelconque, d'y mettre un morceau de papier photo de taille adéquate (faisant éventuellement tout le tour) et de la fermer de façon étanche par un couvercle au centre duquel est percé le sténopé (fermé par un petit bout de gaffer noir en guise d'obturateur). On sort, on prend la photo et on revient décharger l'appareil dans le noir et développer le chef d'œuvre. A noter qu'à la place du papier photo, on peut utiliser du plan-film pour la radiographie, qui se trouve aussi en très grande surface et qui comme le papier photo peut se manipuler en lumière inactinique au lieu du noir complet. Une autre idée intéressante est de modifier une cuve de développement (son couvercle).

L'inconvénient majeur de cette méthode, c'est qu'on ne fait qu'une photo à la fois et qu'on doit repasser au labo entre deux, sauf si on admet de trimballer avec soi un de ces “sacs à manches” (préférer le grand modèle) conçus pour manipuler dans le noir en plein jour.

Sinon, pour retrouver l'autonomie d'un vrai appareil photo, il faut se bricoler – plus finement – des appareils recevant du film en bobine (de préférence du “120”), afin de pouvoir faire plusieurs vues sans recharger entre, et changer de film en pleine lumière sans utiliser de “sac”. On peut concevoir ces appareils soit pour 6 vues en 6x12, soit pour 4 vues en 6x18 soit pour 3 vues en 6x24. La plupart des bricoleurs (moi-même, y compris) optent pour 4 vues en 6x18, mais le 6x12 doit aussi être un format intéressant et je compte m'en fabriquer un bientôt.

Conception et fabrication

Pour la conception de mon premier appareil de ce type, j'ai bien sûr beaucoup imité ce qui se faisait auparavant mais, par chance, une contrainte que je m'étais imposée m'a conduit à innover sur un point qui s'est révélé conduire à un parti-pris fécond : j'avais pour contenir mon appareil une boîte en bois carrée et pour former le film un cylindre qui y entrait assez juste (avec moins de 5mm de jeu). Il n'y avait donc pas la place pour les deux bobines 120 à coté du cylindre comme dans tous les appareils connus (voir figure 3), et j'ai donc du trouver un moyen de les caser en empiétant sur lui.

  Figure 3

Dans les figures 3 et 4, le film est en orange et les guides (supérieur et inférieur sur lesquels il s'applique) en vert clair. En vert sombre les écrans qui délimitent latéralement les fenêtres de prise de vue.

C'est ainsi que par hasard, j'ai trouvé une façon de placer les bobines 120 (voir figure 4) qui avait l'avantage de ne pas recourber le film à l'inverse de sa courbure naturelle comme dans tous les appareils connus, avec comme conséquence que son transport d'une vue à la suivante minimisait sa tension et donc les frottements : il se faisait avec beaucoup plus de douceur et de régularité.

Figure 4

Ce qui a donné un premier appareil (voir photo 5) :

Photo 5

Il fonctionnait bien mais présentait deux défauts :
1/ le chargement du film n'était pas si simple : il fallait attacher l'entame du rollfilm sur la bobine réceptrice, tirer une trentaine de centimètres de papier, le former en un cylindre approximativement du diamètre correct et glisser le tout verticalement dans la boîte : en somme, il se chargeait en gros comme un Leica d'avant guerre qui aurait eu un passe-film courbe !
2/ le film n'était pas bien guidé latéralement et pour éviter qu'en se décalant trop, il ait la possibilité de sauter le bord d'un guide et d'emprunter un parcours raccourci à travers la chambre, il fallait éviter de lui offrir une fenêtre trop large : j'ai donc du la limiter à moins de 50mm, alors que j'aurais rêvé de lui offrir les 56mm habituels des appareils moyen format.

J'ai donc remis sur le métier mon ouvrage, et abouti à une conception (voir photo 6 et figure 7) qui extrait tout le porte-film de la boîte et rend le parcours du film partout accessible pour y faire passer l'entame avant de l'attacher sur la bobine réceptrice.

Photo 6

Une fois le film chargé, l'ensemble porte-film se glisse dans la boîte verticalement et les deux boutons d'entraînement de la pellicule traversent le fond de la boîte afin d'être accessibles de l'extérieur. L'architecture en cage du porte-film (deux plaques maintenues parallèles par seulement quatre colonnes entretoises) définit par ailleurs des guides qui n'autorisent au film aucun déplacement latéral, et j'ai ainsi pu adopter une fenêtre de 55mm de large assurant malgré tout un transport sans risque de la pellicule d'une vue à la suivante.

 


Figure 7

   

 

Cet appareil présente un cylindre de 80mm de diamètre et permet 4 vues de 55x178mm, avec cependant un angle mort de près de 120°, à cause de l'emplacement des deux bobines 120.

Il me restait donc un problème “grave” à résoudre : comment réduire au maximum cet angle mort ?

Avant d'en arriver là, j'ai quelques remarques à faire :

1/ la plupart du temps, il n'est pas intéressant de prendre une photo à 360°, et on s'accommode bien d'un angle mort, pourvu que l'angle de prise de vue soit nettement supérieur à 180°. Quand on veut vraiment prendre une vue à 360°, il est préférable d'assembler deux vues d'un appareil même s'il a un angle mort important plutôt que d'utiliser un appareil offrant (presque) 360°, car par assemblage on peut avoir vraiment 360° et même plus, et donc on peut choisir les bords extrêmes de l'image après la prise de vue.

2/ même si “en principe” le déport des bobines à l'extérieur du cylindre pourrait réduire l'angle mort pratiquement à zéro, en réalité les frottements qui s'opposent au transport du film augmentent d'une part avec l'angle le long duquel le film est appliqué sur le cylindre et d'autre part avec la tension du film aux extrémités de ce parcours. Or le fait de faire glisser le film à l'entrée et à la sortie sur des colonnes qui le recourbent à l'inverse de sa courbure naturelle augmentent cette tension et oblige donc corrélativement à réduire l'angle de prise de vue. Avec ma solution, le film ne glisse que sur les guides, et sa tension n'est due qu'au déroulement des bobines.

Ceci dit, après beaucoup de tâtonnements, j'ai abouti à une conception nouvelle respectant la contrainte de ne pas faire glisser le film sur des colonnes à l'envers de sa courbure naturelle et réduisant cependant l'angle mort de moitié : il suffit de ne faire empiéter qu'une des deux bobines à l'intérieur du cylindre ! (voir ci-dessous figure 8)


Figure 8

Sur le schéma vu de dessus (figure 8), le parcours du film (6) n'est interrompu que par l'écran (18) qui cache la bobine débitrice (22), et en quittant les guides cylindriques (5) le film tire tout droit pour s'enrouler sur la bobine réceptrice (23). Le cylindre a un diamètre de 70mm pour des vues de 55x183mm sur 300° (avec un angle mort (25) de 60° seulement).


Figure 9

La figure 9 est une perspective du prototype de cet appareil, réalisé en métal. On constate la même architecture en cage avec quatre entretoises (4a, 4b, 4c et 4d) mais ici, l'appareil est fermé par un couvercle (16) comportant l'obturateur (17) et par un ensemble de trois parois latérales articulées (19a, 19b et 19c) par des charnières (20a, 20b et 20c). Le sténopé (13) est sur la face supérieure du porte-film.

A noter que ce concept est générique et qu'il peut donner d'autres réalisations avec des cylindres de diamètres différents, des angles de prise de vue et des formats d'images différents :


Figure 10

J'ai appelé l'appareil que j'ai fabriqué POLKa II, mais sur la figure 10 sont montrés un appareil plus petit – POLKa I – et un appareil plus joufflu – POLKa III.

Pourquoi POLKa ? Parce que c'est mon pseudo sur le forum des sténopistes (f295) – par jeu de mots avec mon nom (Paul Kopff). Et aussi parce que c'est l'acronyme d'une définition plus descriptive de ces appareils que le qualificatif “anamorphique”... mais en allemand (à cause du K) :

POLKa : Panoramische Oberlicht Loch Kamera

Panoramische : évident ! Oberlicht : lucarne, lanternon, petite fenêtre de toit Loch Kamera : appareil photographique à sténopé (Loch : trou)

 

   

Photo 11

   

 

Cette photo de POLKa II démonté en trois morceaux pour y charger un film, montre l'intérêt du parti-pris de conception principal, repris de la dernière version de l'appareil présenté plus haut (photo 6 et figure 7 ; pour l'anecdote, baptisé après-coup UR-POLKa) : l'ensemble porte-film constitue une cage (aux barreaux très écartés) qui offre une rigidité maximale tout en laissant le parcours du film totalement accessible pour son chargement. Mais POLKa II adopte une autre solution que UR-POLKa pour fermer l'appareil : un couvercle et des parois latérales détachables.

Résumé des caractéristiques des trois appareils qui partagent cette architecture commune :

  • POLKa I : diamètre 50mm, format 6x12, angle mort 90°, angle de prise de vue 270°, 6 vues/120
  • POLKa II : diamètre 70mm, format 6x18, angle mort 60°, angle de prise de vue 300°, 4 vues/120
  • POLKa III : diamètre 90mm, format 6x24, angle mort 45°, angle de prise de vue 315°, 3 vues/120

Utilisation

 Voici deux vues de l'observatoire de Meudon faites avec POLKa II...

Si le sténopé est dirigé vers le haut :

 


Photo 12

    Si le sténopé est dirigé vers le bas :

 


Photo 13

   

 

On peut orienter la boîte dans toutes les directions et obtenir des panoramas qui sont parfois plus intéressants accrochés verticalement (voir annexe). Le gros problème est le cadrage à la prise de vue. Il est très difficile de pré-voir ce qu'on va photographier avec un tel appareil.

C'est pourquoi j'ai aussi conçu un viseur que j'ai fixé sur tous mes appareils, par dessus l'obturateur. Ce viseur ne montre pas exactement la photo telle qu'elle va être sur le film mais permet au moins de voir ce qui sera sur l'image et ce qui n'y sera pas – de “cadrer” en quelque sorte. Son principe et sa fabrication sont très simples : on découpe tout bonnement une calotte dans une “boule de Noël”.

 


Photo 14

   

 

...et l'on repère dessus le champ couvert en fonction de la position de l'appareil, en se plaçant bien exactement dans l'axe de ce “viseur”,
à 30-40cm. Suivant le cas, il faut se contorsionner et l'image n'est pas très grande ni très jolie, mais ce n'est pas pire que ce qu'on voyait dans les petits viseurs à miroir à 45° de certains foldings ou box anciens. En fait, vu qu'il n'y a pas d'alternative sauf le pifomètre, c'est même plutôt pratique.

Quelques photos légendées de POLKa II :

 


Photo 15

   

 

1/ L'appareil fermé (par boutons pression (d1 et d2)) vu de dessus avec son obturateur-viseur (b).
2/ Vue de dessous : les deux boutons d'avance du film (e1 et e2), et les plaques pour pied (c1 et c2)
3/ L'appareil ouvert pour charger un film : démonté en trois morceaux :
I : le porte- film avec le sténopé (a) ; les deux bobines s'introduisent
en (f1 et f2).
II : le couvercle avec l'obturateur coulissant (b) à moitié ouvert.
III : les trois parois latérales articulées et le bouton pression (d1) qui les ferme.

Après avoir fabriqué ce prototype qui me donne entière satisfaction, je me suis lancé dans la conception et la fabrication d'un modèle “grand public” plus facile à construire car utilisant des matériaux plus faciles à façonner avec un outillage basique (outils à main et Drehmel). Ce modèle, malgré tout presque aussi performant que le POLKa II, je l'ai baptisé exaktPOLKa (un hommage).

L'exaktPOLKa de Monsieur Tout-Le-Monde

Ce nouveau modèle est donc plus simple à construire, mais il reprend toutes les innovations des précédents : l'architecture du porte-film en cage, pour laisser le parcours du film accessible sur toute sa course et l'empiètement de la seule bobine débitrice à l'intérieur du cylindre défini par les deux guides-film, afin que le film ne soit jamais recourbé à l'envers de sa courbure naturelle et qu'il ne frotte pendant son transport d'une vue à la suivante que sur les guides-film. De façon à minimiser la tension du film et donc les frottements. D'où la nouvelle architecture ci-dessous :

Photo 16

On voit que l'exaktPOLKa s'ouvre en deux pour le chargement du film : le porte-film est solidaire de la face inférieure d'une boîte (où se trouve aussi le bouton unique de transport de la pellicule et une platine pour le monter sur un pied photo) ; et les 5 autres faces de cette boîte parallélépipédique forment un ensemble qui porte aussi (sur sa face supérieure) le sténopé, son obturateur et le “viseur”, et qui vient se glisser par dessus pour fermer l'appareil. A noter que les trois entretoises sont des axes de bobines 120 récupérées et coupées à la dimension exacte de la largeur de la pellicule (63mm), et qu'ils sont aussi munis de ressorts récupérés sur des pinces à linge et détournés de leur fonction : ils s'arqueboutent sur les parois de la boîte pour la maintenir fermée.

L'ensemble porte-film est fait de carton récupéré dans des couvertures de cahiers (2mm) et de classeurs (3mm) : la plaque supérieure est un sandwich d'une épaisseur de 3mm et d'une de 2mm. La plaque inférieure, un sandwich de deux épaisseurs de 3mm et d'une de 2mm.


Photo 17

Sur la photo 17 de l'appareil en cours de construction, on voit que les deux guides-film sont des bandes de plastique coincées dans les plaques de 2mm et abondamment engluées dans de l'araldite (seulement à l'intérieur !) et que l'écran qui cache la bobine débitrice (au centre) a été façonné dans de la tôle mince récupérée dans une boîte de cigarillos (fumer est mauvais pour la santé). Notez que cet écran est “araldité” seulement à la plaque supérieure.

Photo 18

Sur la photo 18, le porte-film est terminé et le parcours du film est tracé en vert : il part de la bobine débitrice au centre et est enroulé sur la bobine réceptrice à l'avant, suivant un parcours tout à fait analogue à celui de POLKa II. L'espace libre symétrique à la bobine réceptrice a été aménagé pour recevoir un film “en réserve” (un gadget ? Oui ! Comme le coupe-film de l'Exakta).

Comme dit plus haut, le sténopé et l'obturateur-viseur ne sont pas sur le porte-film mais sur la boîte qui l'enferme. Cette boîte en cours de construction sur la photo 19, est faite du même carton de 3mm que le porte film ;

 


Photo 19

   

 

elle est renforcée aux quatre coins par des profilés quart de cercle en bois et enveloppée par des plaques en formica (imitation bois... de récupération).


Figure 20

La figure 20 schématise l'assemblage du porte film sur la face inférieure duquel est aussi collée une plaque de formica, avec la boîte comportant sur sa face supérieure le sténopé et l'obturateur. En jaune, tout ce qui est collé à l'araldite, en blanc tout ce qui peut se désassembler. Les chicanes de ces assemblages sont suffisantes pour assurer l'étanchéité de l'appareil fermé à la lumière.

Annexe : Photographies réalisées avec ces appareils

     
     
     
     
   

 

dernière mise à jour : 2010

 

 

 

tous les textes sont publiés sous l'entière responsabilité de leurs auteurs
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