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Dans le langage courant, la distance focale semble résumer un objectif. Nous disons souvent « un 300 mm » pour « un objectif d’une focale de 300 mm ». Notez d’ailleurs que nous disons souvent « la focale » au lieu de « la distance focale » ; pour un linguiste, ce type d’abréviation indique que l’expression est fréquemment utilisée. De fait, la focale est, de toutes les caractéristiques d’un objectif, celle qui a le plus d’impact sur son utilisation. Non seulement elle détermine le champ de vision, mais elle joue sur la profondeur de champ et la sensation de distance. Il est donc essentiel de la comprendre pour bien choisir notre optique dans chaque situation.

La distance focale : définition

La distance focale (ou longueur focale) est celle qui sépare le centre optique d’une lentille de son foyer image. Autrement dit, c’est la distance à laquelle convergent tous les rayons émis par un objet situé à une distance infinie (une étoile par exemple).

Schéma de la distance focale d'une lentille
Un objet lumineux émet une infinité de rayons. Pour simplifier, nous n’en dessinerons qu’un par sujet sur les schémas suivants.

Dit comme cela, l’intérêt de cette information ne paraît pas évident. Mais la focale détermine directement la taille de l’image créée par l’objectif. Autrement dit, son champ de vision.

champs d'objectifs 28 mm, 85 mm et 200 mm
En plein format, un 28 mm voit un champ de 65°. Un 200 mm ne voit que 10° !

C’est elle qui fait d’une optique un ultra-grand-angle idéal pour les paysages grandioses, un grand-angle destiné à la photographie de rue, un petit télé parfait pour les portraits, ou un super-téléobjectif qui permettra de saisir un chevreuil sans même qu’il sache que vous étiez là.

La « focale équivalente », une unité d’angle

Le champ de vision dépend aussi de la taille du capteur. Celui-ci extrait en effet une zone précise de l’image formée par l’objectif. Plus il est petit, plus sa vision est étroite. Une focale de 35 mm est donc un grand-angle modéré pour un capteur plein format (24×36 mm), un standard pour un capteur APS-C (15×23 mm), une focale à portrait pour un capteur 1″ (8,8×13,3 mm)…

Afin de parler un langage commun, nous avons donc créé la « focale équivalente ». Pour chaque association objectif-capteur, la focale équivalente est celle qui donnerait le même champ sur un capteur plein format. Pour la connaître, il faut calculer le rapport entre la taille du capteur utilisé et le plein format. Par exemple, un capteur APS-C mesure 27,5 mm de diagonale. Un capteur plein format fait 43 mm : il est 1,5 fois plus grand. Appelons ce nombre le facteur de conversion.

Trois focales différents ont la même focale équivalente en 24×36 mm

Multiplier la focale de l’objectif par le facteur de conversion donne la focale équivalente. Reprenons l’exemple de notre 35 mm, et montons-le sur un capteur APS-C (facteur de conversion : 1,5). 35×1,5=52,5. Cette configuration donne le même cadrage qu’en montant un objectif de 52,5 mm sur un capteur plein format. On dit alors que sa focale équivalente vaut 52,5 mm. Ce millimètre est donc une unité d’angle : plus la focale équivalente est longue, plus le champ de vision est étroit !

Grand-angle ou téléobjectif ?

De manière générale, la longueur focale « standard » est de l’ordre de 50 mm en équivalent plein format. C’est un 35 mm en APS-C (Alpha 6600 par exemple), un 50 mm en plein format (comme un EOS R3), un 65 mm en moyen-format (comme un GFX 50SII). Cela donne des photos équilibrées. En les prenant en main, nous avons la sensation d’une perspective naturelle.

Même point de vue de 28 à 200 mm
Photos prises du même endroit, de 28 à 200 mm en plein format.

En dessous de 40 mm de focale équivalente, nous sommes dans le grand-angle. Le champ de vision est sensiblement plus large, la photo montre plus d’éléments périphériques. Cela permet par exemple de saisir l’ensemble d’un paysage. La sensation de distance est également amplifiée : l’arrière-plan paraît plus éloigné. Sous les 25 mm, nous photographions à l’ultra-grand-angle. L’image n’est plus du tout naturelle, du fait de perspectives exagérées et spectaculaires.

Paysage au fish-eye
Les fish-eyes, les plus extrêmes des ultra-grands-angles, offrent un rendu spectaculaire des perspectives. © id23 / Unsplash

Au-dessus de 60 mm s’étend le domaine du téléobjectif. Les courts téléobjectifs (jusqu’à 135 mm) sont idéaux pour le portait, cadré à deux ou trois mètres. Jusqu’à 300 mm, les téléobjectifs courants permettent d’extraire un détail du paysage ou de photographier quelqu’un de plus loin. Ils sont utiles en photographie sportive, lorsque vous êtes bloqué à plusieurs mètres de l’action. Au-delà de 300 mm, on parle de super-téléobjectif. Il s’agit alors de photographier les animaux sauvages, les oiseaux, les avions

Long EZ à une focale de 500 mm
Une focale de 500 mm et un recadrage ont permis de faire ce gros plan d’un Long EZ à 300 m de distance. Le champ de vision final a une focale équivalente de 700 mm. © Franck Mée

Au-delà du cadrage : la profondeur de champ

La focale détermine donc directement quel type de photo un objectif peut prendre. Inutile de monter un équivalent 12 mm si votre sujet est un héron… Mais elle a aussi un impact sur le rendu de l’image, notamment via la profondeur de champ. Une longue focale tend en effet à réduire celle-ci, et donc à faire ressortir le sujet.

Cadrages et profondeur de champ à 200 et 500 mm
Allonger la focale réduit la profondeur de champ : à même ouverture, le fond est plus flou à 500 mm qu’à 200 mm.

En vérité, techniquement, ce n’est pas la focale qui modifie la profondeur de champ, mais le rapport de reproduction. Cependant, en allongeant la focale sans s’éloigner du sujet, le rapport de reproduction croît. Le cadrage devient plus serré, la profondeur de champ diminue, le fond devient plus flou et le visage de votre cousin ressort mieux.

Si vous vous éloignez du sujet afin de conserver le même cadrage, la profondeur de champ reste identique. Mais l’arrière-plan est agrandi. À profondeur de champ identique, le même flou devient alors plus présent : ici encore, le sujet ressort mieux.

Comparaison des arrière-plans à 90 et 200 mm de focale
Ici, nous avons reculé l’appareil afin de conserver le même cadrage sur le sujet. L’arrière-plan est beaucoup plus visible à 90 mm qu’à 200 mm.

Paradoxalement, une longue focale permet aussi de rapprocher les différents plans. Fermez le diaphragme pour étendre la profondeur de champ : le fond devient net. Dans ce cas, son agrandissement par le téléobjectif donne la sensation qu’il est plus proche. Cela permet de réunir le sujet et son environnement.

comparaison du fond à f/6,3 et f/32
À f/6,3, l’arrière-plan flou fait ressortir le sujet. À f/32, il est plus net, donnant l’impression que le randonneur est dans les arbres — bien qu’un fleuve les sépare !

En résumant, un téléobjectif offre donc plus de latitude pour modifier la profondeur de champ. Il permet mieux d’isoler ou de réunir différents plans.

Un grand-angle ne permet pas une telle variété de rendus. En revanche, il amplifie les perspectives et permet des cadrages plus spectaculaires, surtout à faible distance.

L’impact sur la luminosité… et le prix !

Un autre élément doit être pris en compte : pour conserver une bonne luminosité, le diamètre de l’objectif doit être proportionnel à sa focale. C’est d’ailleurs le sens de la notation de l’ouverture : f/4 signifie que la pupille de l’objectif correspond au quart de sa focale. Sur un 50 mm, elle mesure 12,5 mm (50÷4) ; sur un 200 mm, elle fait 50 mm. Vous pouvez le vérifier facilement en regardant de face un vieil objectif à commande mécanique et en observant le diamètre apparent du diaphragme à différentes ouvertures.

Diaphragmes d'un 50 mm et d'un 200 mm à f/4
À la même ouverture (ici f/4), la pupille du diaphragme d’un 200 mm est quatre fois plus large que celle d’un 50 mm.

Avec les téléobjectifs, cela pose rapidement un problème. S’il est assez simple de faire une lentille de qualité de 3 cm de diamètre, ce n’est pas du tout le cas pour une lentille de 10 cm. La complexité du polissage, les tolérances d’usinage et les aberrations optiques explosent avec le diamètre des lentilles.

Pour faire un 300 mm f/2,8, vous avez donc besoin d’au moins une lentille de 10,7 cm de diamètre. Cette seule pièce est plus complexe à produire, et donc plus coûteuse, qu’un 50 mm f/1,4 complet ! Aux très longues focales, un choix drastique s’impose donc. Soit réduire l’ouverture, ce qui permet de limiter le diamètre des lentilles pour conserver des tarifs raisonnables (comme avec les Canon RF 600 mm f/8) ; soit augmenter rapidement le volume, la complexité et le coût de l’objectif (comme avec le Canon RF 600 mm f/4).

La focale : une donnée essentielle

Comme vous le voyez, la focale détermine toute une chaîne de caractéristiques d’un objectif. C’est elle qui permet de savoir quel type de cadrage il propose, et donc s’il est adapté au paysage, à la photo de rue, au portrait ou au sport par exemple. Elle joue également sur le rendu de l’image, en particulier sur la sensation de profondeur et sur l’apparence de l’arrière-plan. Elle est également essentielle pour déterminer quelle ouverture sera utilisable, pour quel encombrement et à quel prix. C’est donc la caractéristique essentielle, et c’est logiquement la valeur que les photographes utilisent le plus souvent pour résumer leur objectif.

Avatar de Franck Mée
Auteur

Traducteur, journaliste, pilote privé. Passionné de photo et de cinéma, docteur en binge-watching, mais surtout fasciné par tout ce qui vole, du martinet au Boeing 747. Considère qu'un 200 mm, c'est un grand-angle.

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