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Réalisation d'un sténopé

1 - Définition

Le sténopé est un dispositif optique très simple qui permet d'obtenir une image inversée comme la caméra obscura.

2 - Historique

La chambre noire était déjà connue par Aristote (384-322 av. J.-C.), par le savant arabe Ibn Al-Haytham (965-1038) et précise que l’image sera d’autant plus nette que l’ouverture est petite.
Léonard de Vinci (1452-1519)  décrit la caméra obscura. C’est la transformation de la chambre d'Aristote en un appareil portatif. C’est le début de l’appareil photo (sans pellicule) Il s’agit d’une boite fermée appelée chambre noire. La lumière entre par un petit trou, le sténopé et les rayons lumineux dessinent sur un des côtés l’image inversée face au petit trou. ; on peut la considérer comme l'ancêtre des appareils photographiques. Elle est constituée par une boîte fermée, étanche à la lumière, dont une des faces est percée d'un tout petit trou, le sténopé. L'image inversée d'un objet éclairé placé à l'extérieur devant le trou se forme sur la paroi opposée. Il suffit de mettre un papier sensible à l'opposé du trou pour réaliser l'image.

Le diamètre du trou étant très faible, le temps de pose sera de quelques secondes à plusieurs heures. La profondeur de champ est infini.

3 - La focale

La longueur focale est déterminée par la distance entre l'objectif et le support sensible.

A partir de cette longueur, il faut déterminer le diamètre idéal du trou.

Le site de Monsieur Jean Claude Boussiat propose un calculateur de sténopé : Le lien : http://jeanc.bouss1.free.fr/galerie_stenopes/stenocalculateur.php?

Un autre site mais commercial est également très interessant : Thierry Gonidec http://s192257538.onlinehome.fr/stenocamera/Accueil.html . Dans la rubrique technique, Thierry Gonidec donne la plage de focale conseillée par rapport au diamètre du trou.

4 - Le matériel

  • 1 boîte de gateaux métallique ayant une épaisseur égale à la focale souhaitée et d'une dimension minimum de 22 cm de coté pour un papier sensible en 13 x 18 cm.
  • 1 canette en aluminium vide
  • Carton contrecollé noir de 1.5 mm d'épaisseur (carton d'encadrement)
  • Carton plein de 1.5 à 2 mm d'épaisseur (calendrier mural ou carton gris pour l'encadrement)
  • Papier Canson 185 gr
  • Colle UHU Twist & Glue (je n'ai pas d'action chez UHU mais cette colle convient très bien et elle est résistante)
  • Adhésif de masquage pour ligne droite de 19 mm
  • Adhésif double faces pour moquette non toilé
  • Adhésif invisible de 19 mm
  • Adhésif de 50 mm, le transparent tient beaucoup mieux que le Permacel marron
  • Carborandum de 400 ou 500 (papier de verre de carrossier)
  • Bombe de peinture Noir mat genre Belton Molotow Premium 400 ml à 3.80 € chez Maquis Art http://www.maquis-art.com/
  • Papier photographique sensible 13 x 18 cm. Sa sensibilité est d'environ 6 à 10 Iso
  • Produit de laboratoire (Révélateur et Fixateur papier, 3 cuves et 3 pinces)
  • Transparent au format A4 (Film Transparent Typons Haute Densité 140 microns) chez : http://www.novalith.com

5 - Les outils

  • Règle plate
  • Porte mine de 0.5 mm 2B
  • Cutter de 9 mm
  • Equerre
  • Gomme
  • Paire de ciseau robuste
  • Une aiguille fine
  • Une épingle à boule
  • 2 support de diapositives en plastiques
  • Une amorce de film 135
  • Un petit marteau (le mien, c'est un jouet que l'on m'avait offert il y a 50 ans !!! dans un coffret de bricolage)
  • Tapis de coupe ou un support en carton épais
  • Feutre fin indélébile (les marqueurs pour les DVD conviennent très bien)
  • Gros marqueur noir indélébile
  • Dremel avec des disques à tronçonner (plus pratique pour la découpe de la canette mais attention, il faut porter des lunettes de protection dans le cas où un disque éclate et des gants pour éviter de se couper).
  • Perçeuse ayant une capacité de 10 mm.
  • Essence C pour dégraisser l'intérieur de la boîte

6 - Réalisation de la boîte

  • Tracer les perpendiculaires sur le fond de la boîte
  • Pointer soigneusement le fond au croisement des perpendiculaires en mettant un martyr en bois à l'intérieur
  • Percer le fond avec différentes tailles de foret jusqu'à 10 mm.
  • Ebavurer soigneusement le trou de chaque côté
  • Dégraisser la boîte et également l'intérieur du couvercle
  • Peindre l'intérieur de la boîte dans un espace aéré mais sans vent.

7 - Réalisation de l'objectif

  • Découper les deux fonds à la Dremel de la canette en aluminium, il ne faut pas appuyer sur la canette, elle est très fragile puis faire une coupe longitudinale pour obtenir une tole d'aluminium. Il faudra la redresser à l'aide d'une cale en bois dans le sens inverse de la courbure, cela n'est pas génant si elle n'est pas parfaitement plate.
  • Tracer des bandes de 24 mm de large puis des bandes de 36 mm perpendiculaires. Puis découper ces bandes pour obtenir des plaques de 24 mm x 36 mm.
  • A ce stade, en prenant plusieurs plaques, vous pouvez les redresser.
  • Tracer les diagonales et les perpendiculaires conformément au plan (trait vert) ainsi que les deux bandes de 6 mm
  • Fixer une plaque d'aluminium avec de l'adhésif de masquage sur un martyr en carton.
  • Marquer le centre avec l'aiguille et le marteau sans traverser.
  • Retourner la plaque et poncer avec le carborandum.
  • La remettre dans l'autre sens et poncer
  • Regarder à la lumière si le trou est réaliser sinon redonner un léger coup avec l'aiguille et le marteau.
  • Prendre l'épingle et la tourner sans appuyer dans le trou puis redonner un petit coup de ponçage sur chaque côté.

Je réalise plusieurs objectifs pour trouver les optimum. A titre d'exemples sur une série de 12 objectifs, j'en ai réalisé 7 de 0.43 mm, 1 de 0.45 mm, 1 de 0.48 mm et 3 de 0.57 mm. Je prépare un projet avec des classes de seconde où je dois préparer 18 sténopés..

8 - Détermination du diamètre du trou

  • Prendre l'amorce du film 135 et découper une vue 24 x 36 mm et rayer ce film de 2 traits verticaux espacés de 10 mm
  • Mettre ce film dans un support de diapositive.
  • Mettre une plaque d'aluminium préalablement percée à l'étape 7 dans l'autre support de diapositive.
  • Avec un projecteur de diapositive, il faut projeter la diapositive rayée et mesurer sur l'écran la distance entre les deux traits. C'est le rapport d'agrandissement. Personnellement, j'ai obtenu un rapport de 35.
  • Maintenant on projette la diapositive en aluminium percée et on mesure le diamètre du trou, par exemple 15 mm, le trou de l'objectif sera donc de 15 / 35 soit 0.43 mm.
  • On note sur chaque objectif au feutre indélébile le diamètre du trou.
  • Nota : on peut utiliser un agrandisseur mais le grandissement sera moindre.
  • La projection du trou permet de vérifier qu'il n'y a pas de bavure et qu'il est bien rond.

9 - Réalisation du porte-objectif

  • Tracer dans le carton contrecollé les porte-objectifs inférieur et supérieur ainsi que la protection de l'objectif.
  • Il faut apairer les différents élements (en bleu sur le plan), même avec le plus grand soin, il y a de petits écarts.
  • Découper le plus soigneusements les différents éléments.
  • Les intérieurs du porte-objectif serviront pour fixer l'objectif et de servir d'obturateur.
  • Fixer avec de l'adhésif transparent l'objectif sur l'intérieur du porte objectif inférieur.
  • Coller avec la colle UHU la protection de l'objectif sur son support et la maintenir sous presse quelques minutes. Cette protection évite à la plaque d'aluminium de s'arracher lors d'un changement d'objectif. J'ai également noté le duamètre du trou.
  • Enduire de colle UHU le porte-objectif inférieur et le coller sur le porte-objectif supérieur et maintenir l'assemble sous presse quelques minutes.
  • Une fois que l'ensemble est sec, fixer le porte-objectif sur le fond de la boite avec du scotch d'emballage en vous aidant des traits de centrage. Les boites en ma possession n'avait pas le fond suffisamment plat pour permettre un autre collage.
  • Glisser l'objectif dans son support et on fixe la plaque de l'obturateur avec de l'adhésif d'emballage en bas et de l'adhésif de masquage en haut. Il suffit de le décoller lors de la prise de vue et de le remettre ensuite.
  • Par sécurité, j'ai mis un scotch de masquage en haut sur l'objectif pour éviter une éventuelle fuite de lumière.

10 - Réalisation du support papier

  • Tracer et découper les bandes de carton plein comme indiqué sur le plan.
  • Assembler une bande de 25 mm avec une bande de 20 mm avec de l'adhésif double faces
  • Remettre de l'adhésif double faces sur la bande de 20 mm pour la coller sur le couvercle de la boîte.
  • Il faut laisser un jeu de 1 à 2 mm pour le papier.
  • Il ne faut pas hésiter à mettre des repères avec de l'adhésif de masquage pour placer correctement ces bandes.
  • En fonction de l'épaisseur du papier sensible, il faut parfois mettre un petit bout d'adhésif de masquage en haut pour maintenir le papier.

Le plan de l'ensemble des pièces

Téléchargez le fichier au format A4 : Sténopé.PNG

11 - Notre sténopé est maintenant prêt à être utilisé.

  • J'ai également repéré le haut du sténopé pour faciliter la fermeture de l'appareil sous la lumière inactinique
  • Une autre vue avec l'ouverture et l'objectif
  • Calcul du temps d'exposition :
  • A chaque "crans ou f:stops", les temps d'expositions doublent et les diaphragmes sont multipliés par (1,414) donc la quantité de lumière qui rentre est divisée par deux (1,414²). En partant de f22, la série est f32, f45, f64, f90, f128, f180, f256, f360, f-1*1.414... etc

La réalisation de ce sténopé est le fruit de mon expérience que j'avais eu, il y a quelques années avec des classes de première où l'approche avait été moins méthodique, le sténopé était réalisé avec une feuille de papier d'aluminium ménager sans mesurer le diamètre du trou, le papier était maintenu par de l'adhésif de masquage sans être véritablement centré. Les temps d'exposition se faisaient en fonction des différents essais malgré l'aide d'une cellule.

Tirage d'essai avec une focale de 95 mm et un temps de pose de 6 minutes. L'angle est de 80°, la distance entre l'objectif et le bord de la scène est de 20 cm et le fond de scène à 50 cm. La largeur utile pour réaliser un négatif sur papier transparent est de 648 mm en fond de scène.

Le négatif :

Le positif scanné et amélioré dans Photoshop

Remarque : Il manque un peu de lumière sur la droite de la scène.

12 - Le traitement de l'image

  • Scanner la photographie du négatif
  • Dans Photoshop, rendre l'image en positif par la fonction "Inverser"
  • Recadrer la photographie au format A4 ( 210 mm x 297 mm)
  • Améliorer le contraste de l'image et la luminosité de l'image, il est parfois necéssaire de traiter qu'une zone en effectuant une sélection. L'outil "Courbes" donne de très bons résultats.
  • On pourrait à ce stade imprimer la photo mais je préfère la finaliser en argentique qui donnera un meilleur résultat et surtout une meilleure conservation.
  • On va de nouveau inverser l'image pour obtenir un négatif.
  • Imprimer le négatif sur un support transparent, j'ai sélectionné dans la gamme Novalith le transparent suivant : Film Transparent Typons Haute Densité 140 microns
  • Exposer sous l'agrandisseur une feuille de papier multigrade RC ou Baryté recouverte du négatif que l'on a imprimé.
  • Traiter dans le révélateur 2 minutes, puis dans le bain d'arrêt, puis encore deux minutes dans le fixateur.
  • Rincer abondamment l'épreuve, environ 30 minutes pour du papier RC et une heure pour du papier baryté.
  • A ce stade, on peut procéder à un virage ou laisser la photographie en Noir et Blanc
Conclusion : Ce sténopé a un coût très faible de l'ordre de quelques euros et donne de très bons résultats. C'est beaucoup plus long à décrire qu'à réaliser, il m'aura fallu moins de 2 heures pour le fabriquer. Le système d'objectifs interchangeables permet de changer le diaphragme. On pourra également en fabriquer sur le même principe avec des focales différentes.
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