Le bon diamètre de trou se déduit de la profondeur de la boîte avec la formule de Rayleigh, d = 1,9 × racine carrée de (f × 0,00055 mm), et se situe entre 0,2 et 0,8 mm sur les boîtes courantes : plus la boîte est profonde, plus le trou doit être grand. Le diamètre du trou est le seul réglage optique d'un sténopé, et c'est lui qui sépare une image lisible d'une bouillie grise. Tout se joue sur quelques dixièmes de millimètre, là où un appareil classique aurait une lentille.
Le sténopé n'a pas d'objectif et laisse passer la lumière par un orifice unique, dont le rôle est rappelé dans le guide pour débuter le sténopé : ce trou fait à la fois la mise au point et le diaphragme. Sa taille devient donc le paramètre central, et la régler revient à arbitrer netteté et luminosité.
Pourquoi le diamètre du trou décide de la netteté
Deux phénomènes opposés se disputent l'image, et le bon diamètre est celui qui les départage.
Un trou large laisse passer beaucoup de lumière, donc des poses plus courtes, mais chaque point de la scène se projette sur le papier en une tache plus grosse que le trou lui-même. L'image gagne en luminosité et perd en netteté, car ces taches débordent les unes sur les autres.
Un trou très étroit projette des taches plus fines et serre le dessin, jusqu'à un seuil. En dessous, la lumière se met à diffracter, c'est-à-dire qu'en passant par un orifice minuscule elle s'étale au lieu d'aller droit, et l'image redevient floue.
Entre le trou trop large qui étale et le trou trop petit qui diffracte, il existe un diamètre où l'image est la plus nette possible. C'est cet optimum que la pratique cherche, et qu'une formule décrit.
Le diamètre dépend de la distance focale
L'optimum n'est pas une valeur absolue, car il dépend de la profondeur de la boîte, c'est-à-dire de la distance entre le trou et le papier, qui est la distance focale du sténopé.
La logique est simple : plus la boîte est profonde, plus le trou optimal est grand, et plus elle est plate, plus il doit être petit. La lumière voyage plus loin dans une boîte profonde, ses taches ont le temps de s'élargir, et un trou un peu plus large les compense.
C'est pourquoi un même trou ne convient pas à toutes les boîtes. Un orifice parfait pour une boîte plate sera trop petit pour une boîte profonde, où il diffractera, et l'image perdra son piqué.
La formule de l'optimum du diamètre
Les opticiens ont mis ce compromis en équation. Le diamètre optimal d dépend de la distance focale f et de la longueur d'onde de la lumière, notée lambda, selon une relation de la forme :
d = k × racine carrée de (f × lambda)
La constante k vaut environ 1,9 dans la formulation la plus répandue, celle de Lord Rayleigh, et la longueur d'onde se prend vers le milieu du spectre visible, autour de 0,00055 mm. Retenez surtout la logique du calcul : le diamètre croît avec la racine de la focale, donc lentement. Doubler la profondeur de la boîte n'élargit le trou que d'un facteur d'environ 1,4, et non de deux.
En pratique, sur les boîtes courantes d'initiation, cette formule place l'optimum dans une fourchette de 0,2 à 0,8 mm. Une boîte plate tombe vers le bas de la fourchette, une boîte profonde vers le haut, et la plupart des sténopés maison vivent quelque part au milieu.
Pour une boîte de 10 cm de profondeur, soit une focale de 100 mm, le calcul donne environ 0,45 mm.
Reconnaître un trou trop grand ou trop petit
Connaître l'optimum aide surtout à lire ses ratés. En atelier, deux images reviennent souvent et chacune trahit un trou mal dimensionné.
Une photo molle et lumineuse, où les contours bavent sans qu'on puisse parler de bougé, signe en général un trou trop grand pour la boîte. À l'inverse, une image sombre et curieusement adoucie, qui réclamait des poses très longues, oriente vers un trou trop petit, sous le seuil de diffraction. La logique de cette dégradation rejoint celle de la photo ratée, où l'on apprend à remonter d'un défaut à sa cause.
S'écarter de l'optimum reste tolérable dans une marge confortable, et un trou un peu loin du calcul donne encore de bonnes images. C'est la dérive franche qui se voit.
Percer un trou propre compte autant que la taille
La meilleure taille théorique ne sert à rien si le trou est sale, et c'est là que la pratique rattrape le calcul. Un orifice idéal mais grossier dans le métal donne une image moins nette qu'un trou un peu hors cote mais parfaitement rond.
Un bord irrégulier diffuse la lumière de façon anarchique, exactement comme un trou trop large, et ruine le piqué que le bon diamètre était censé donner. Pour percer un trou bien régulier, posez l'aluminium sur une surface souple, faites tourner une aiguille fine de couture en pressant doucement, sans transpercer d'un coup, puis poncez la bavure au papier de verre très fin.
Mesurer le diamètre du trou
Le plus simple consiste à numériser la plaque percée au scanner, à haute résolution, à côté d'une règle graduée numérisée dans les mêmes conditions. On compte ensuite les pixels du trou et ceux d'un millimètre de la règle, et le rapport donne le diamètre. Une loupe compte-fils graduée donne aussi un bon ordre de grandeur. À défaut, le diamètre de l'aiguille utilisée, mesuré à sa partie enfoncée, sert de première estimation.
Le diamètre commande la pose et le papier
Le diamètre ne se règle jamais seul, car il commande la lumière qui entre, donc la durée de pose. Un trou plus petit assombrit l'image et allonge l'attente : le calculateur sténopé donne le temps de pose qui correspond à votre trou. Pour le calcul à la main, divisez la distance entre le trou et le papier par le diamètre pour obtenir le nombre f du sténopé, puis multipliez le temps de référence à f/16 par le carré du rapport entre ce nombre f et 16.
Un allongement plus que proportionnel
Cet allongement n'est même pas proportionnel, car au-delà de quelques minutes le papier perd de sa sensibilité à mesure que la pose dure, un phénomène appelé effet Schwarzschild. Réduire le trou peut donc faire basculer la pose de la dizaine de secondes vers plusieurs minutes, voire l'heure, bien plus que le simple rapport des surfaces ne le laissait attendre.
Sur un kit prêt à l'emploi, ce travail est déjà fait : le Sténoflex arrive avec un trou dimensionné pour sa profondeur de boîte et accordé à son papier. Ce trou mesure 0,26 mm en théorie, à 47 mm du fond, soit environ f/180. La couche optique reste passionnante à comprendre, mais on peut faire de bonnes images sans la calculer soi-même.
Le diamètre du trou est le point où l'optique du sténopé se condense, un seul nombre qui décide de la lumière et de la netteté, qu'on apprend à sentir autant qu'à calculer.
Eric Marais — Photographe, auteur de deux ouvrages sur le sténopé (éditions Pearson) et créateur du Sténoflex. Il anime depuis l'origine des ateliers d'initiation au sténopé et au développement argentique.