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Sans lui, pas d’appareil photo ni de caméra moderne : le capteur est au cœur de la prise de vue. C’est lui qui reçoit la lumière et permet de lire l’image formée par l’objectif. Sa taille et sa technologie ont donc un impact majeur sur la qualité de vos photos. Ses dimensions, en particulier, expliquent largement la différence entre un compact et un reflex plein format.

Vous avez dit « capteur » ?

Le film traditionnel contenait des grains argentiques, dont la chimie était modifiée par la lumière. Le capteur, lui, contient des photodiodes, des composants électroniques qui créent une charge électrique lorsqu’un rayon les frappe. Derrière un objectif photographique, la charge de chaque photodiode correspond à la luminosité d’un point de l’image.

En argentique, il existait des films noir et blanc et des films en couleurs ; des émulsions à grain très fin et d’autres plus grossières, mais plus sensibles ; des rouleaux de microfilms et des plans-films grand format. Certains étaient plus adaptés à la photo en intérieur ou en extérieur, d’autres étaient conçus pour les caméras Super 8 ou pour les chambres photographiques… Dans une certaine mesure, tout cela se retrouve avec les capteurs : ils proposent des technologies différentes et des formats variés en fonction des applications.

La définition : peu importante

De manière générale, la définition désigne le nombre de pixels d’une image. Aux premiers temps du numérique, c’était le premier argument mis en avant par les fabricants. En effet, un ordinateur d’alors nécessitait une image d’au moins 1 mégapixel (Mp) pour l’afficher nette en plein écran ; quant à un tirage 10 × 15 cm, il souffrait de « pixélisation » en dessous de 2 Mp environ.

Capteur Samsung Isocell 108MP
Samsung a annoncé un capteur de 108 Mp pour smartphone… destiné principalement à faire des photos de 27 Mp !

Aujourd’hui, ce critère est très secondaire : même les smartphones dépassent généralement les 12 Mp, ce qui couvre l’immense majorité des utilisations courantes. Bien entendu, la définition reste essentielle si vous avez des usages particuliers : recadrages sévères en photographie animalière ou aéronautique, tirages de posters de plus d’un mètre… Mais si vous regardez vos photos sur des écrans et ne faites pas de tirages de plus de 50 cm de largeur, tous les appareils modernes offrent une définition suffisante à vos besoins.

Le format : un facteur 100 !

En fait, c’est la taille du capteur qui influence le plus la qualité d’image. Notez que le format des petits capteurs est indiqué en fraction de pouces — un héritage des caméras cathodiques. « 1/2,3” », par exemple, se lit « un sur deux virgule trois pouces ». La différence peut être spectaculaire : les capteurs de smartphone font souvent 3,6 × 4,8 mm, alors que celui d’un Fujifilm GFX 50R fait 33 × 44 mm – soit une surface presque cent fois supérieure !

Les principales tailles de capteurs, du 1/3" au moyen-format, avec règle.Un grand capteur est plus efficace. Il reçoit plus de lumière, il est plus sensible, et il retranscrit plus fidèlement les images très contrastées. Mais il est aussi plus coûteux. Il nécessite en outre des objectifs plus gros, ce qui a un impact sur l’encombrement et le prix de l’ensemble de l’appareil.

Facteur de recadrage

Logiquement, à objectif identique, un capteur plus petit voit une scène plus étroite. Comment, alors, comparer le champ de vision des appareils à objectifs interchangeables ? C’est le rôle du facteur de recadrage (« crop factor » en anglais). Il permet de calculer la « focale équivalente en 24 × 36 mm », c’est-à-dire l’objectif qui donne le même champ de vision sur un appareil 35 mm standard.

Comparaison du champ d'un 28 mm en plein format et en APS-C. © Franck MéePar exemple, sur un Sony à capteur APS-C, le facteur de recadrage est de 1,5. Montons un objectif de 28 mm sur cet appareil (ici, un Alpha 6400). 28 × 1,5 = 42 : le cadrage obtenu sera le même qu’avec un 42 mm sur un appareil 24 × 36 mm (tel que l’Alpha 7 III).

Le facteur de recadrage n’est guère important sur les compacts et smartphones : l’objectif étant fixe, le fabricant donne directement les focales équivalentes en 24 × 36 mm. C’est par exemple le cas du 24-200 mm du RX100 VII : il cadre comme un 24-200 mm en plein format, mais c’est en réalité un 9-72 mm. En revanche, sur un appareil à objectifs interchangeables, vous avez besoin du facteur de recadrage pour savoir comment cadrera votre optique.

Les différents formats de capteur

Autour de Les capteurs 1/3" équipent essentiellement les smartphones.1/3″ : smartphones

Les capteurs les plus petits et les moins coûteux sont ceux des smartphones. En effet, ceux-ci doivent intégrer au moins deux modules photo et tenir dans la poche. Ils contiennent aussi tous les composants d’un ordinateur sans dépasser quelques centaines d’euros ! Les smartphones les plus courants ont donc des capteurs au format dit 1/3″, soit 3,6 × 4,8 mm. Ceux-ci reçoivent très peu de lumière et peinent à fournir une image acceptable passé 400 ISO. Ils supportent aussi mal les forts contrastes tels que les contre-jours.

Cependant, la tendance actuelle est d’installer également un capteur plus grand, comparable à celui des compacts, pour gagner en qualité d’image au quotidien.

Les capteurs 1/2,3" à 2/3" se trouvent dans les smartphones, les action cams, les compacts grand public et les bridges.1/2,3″ à 2/3″ : smartphones, compacts et caméras

Pour les smartphones haut de gamme, la qualité d’image est un critère important. Ils adoptent donc des capteurs légèrement moins petits, entre 4,6 × 6,2 mm et 6,6 × 8,8 mm (formats appelés 1/2,3″ et 2/3″). Ces capteurs permettent également de faire des zooms de très faible volume : ils sont donc courants sur les APN compacts, bridges et caméscopes grand public. Les action cams et les caméras 360° les apprécient également.

La compacité reste la priorité de ces appareils : la qualité d’image se dégrade assez vite. Selon vos goûts, ne dépassez pas 800 ISO.

Les capteurs 1" équipement les compacts et bridges experts, ainsi que certaines caméras.Autour de 1″ : compacts et bridges experts

Nous entrons dans le domaine des compacts et bridges haut de gamme, bien que quelques smartphones emploient également un tel capteur. Le format 1″, avec ses 8,8 × 13,2 mm, capture mieux la lumière que les plus petits. Il reste cependant assez petit pour créer des zooms compacts.

C’est donc un bon compromis, retenu pour nombre d’excellents appareils : les gammes Sony RX100 et RX10, Canon G5 X et G7 X, Panasonic FZ1000 et TZ200… Le Panasonic LX100 est très légèrement au-dessus : il capture au format 1,2″ (en recadrant dans un capteur 4/3″). Les caméras ne sont pas en reste : outre les « vrais » capteurs 1″ des Sony RX0 et NX80, Panasonic HC-X1 ou encore Canon XC15, des modèles comme la Blackmagic Micro utilisent un format très proche (le Super 16, de 7 × 12,5 mm).

Ces capteurs marquent une vraie rupture en matière de qualité d’image : ils acceptent des scènes plus contrastées et offrent généralement une excellente gestion du bruit jusqu’à 1600 ISO.

Quelques appareils à objectifs interchangeables utilisent des capteurs 1″ : leur coefficient de recadrage est d’environ 2,7.

 

Les capteurs 4/3" et APS équipent la plupart des appareils à objectifs interchangeables, ainsi que certains compacts.4/3″ et APS-C : reflex et hybrides grand public

Le format 4/3″ (13 × 17,3 mm) est assez proche de l’APS-C (autour de 15 × 23 mm selon les fabricants), mais un peu plus petit : son facteur de recadrage est de 2, contre 1,5 à 1,6. À eux deux, ces formats équipent la plupart des hybrides et des reflex, de l’Olympus E-PL9 au Fujifilm X-T3 en passant par les Sony α6000, et du Canon EOS 4000D au Nikon D500 en passant par le Pentax K-70. Côté vidéo, c’est ici que nous classerons les caméras Super 35, dont le capteur fait environ 13 × 23 mm.

Il devient difficile de faire des zooms compacts pour ces capteurs, bien que le Canon G1 X Mk III s’y essaye et qu’Olympus et Panasonic proposent des zooms « pancake » pour leurs Micro 4/3. Les compacts au format APS-C reçoivent donc généralement une focale fixe. C’est le cas des Ricoh GR, Fuji XF10 et X100F et autres Sigma DP. Ils offrent une excellente qualité d’image, mais au prix d’un angle unique…

La sensibilité utilisable dépasse généralement les 3200 ISO, et seules les scènes très contrastées font saturer ces capteurs. En outre, la profondeur de champ est notablement réduite dès f/2,8 aux focales standard, ce qui permet de faire des portraits agréables. Ce format est donc parfaitement adapté à tout type de photographie.

 

Les capteurs plein format 35 mm (24 × 36 mm) sont omniprésents sur les appareils haut de gamme à objectifs interchangeables.Plein format : les rois des capteurs

Le 24 × 36 mm est le format argentique le plus courant ; en numérique, il est longtemps resté réservé aux professionnels. Avec la baisse des coûts, il est toutefois en passe de devenir la référence également pour les amateurs éclairés. Sony α7, Canon EOS 6D et 5D, EOS R et RP, Nikon D750, D850 et série Z, Pentax K-1 II, Panasonic S1 et S1R… Les stars du moment sont toutes ou presque des modèles plein format.

À cela, une raison simple : ce sont les plus grands capteurs pour lesquels les objectifs restent relativement abordables. Ces appareils offrent donc la qualité d’image maximale que vous pourrez vous offrir sans sacrifier toutes vos économies. La sensibilité maximale exploitable dépend de vos goûts et de la technologie du capteur ; les plus exigeants acceptent généralement 6400 ISO, et certains modèles peuvent fournir des photos exploitables jusqu’à 50 000 ISO !

Cependant, à ce format, même les objectifs à focale fixe sont souvent encombrants. Les appareils compacts qui les utilisent sont donc rares… et pas si compacts : Leica Q2 et Sony RX1R II dépassent largement 7 cm d’épaisseur. Pour la même raison, les utilisateurs ayant besoin de mobilité et de légèreté n’apprécient pas toujours le plein format. Les randonneurs, par exemple, trouvent généralement un meilleur compromis avec les APS-C et Micro 4/3.

Le plein format n’était pas habituellement utilisé en cinéma. Cependant, il a été favorisé par l’arrivée d’excellents reflex et hybrides ainsi que par l’omniprésence d’objectifs dédiés. Aussi, il cohabite désormais avec le Super 35. Par exemple, la Canon EOS C700 utilise un capteur plein format (20 × 38 mm), tandis que ses petites sœurs sont en Super 35. Comme en photo, la sensibilité et la dynamique supérieures sont des avantages déterminants. En outre, certains réalisateurs apprécient la profondeur de champ réduite.

 

Les capteurs moyen-format sont réservés aux appareils professionnels très haut de gamme.Moyen-format : le prix de l’élite

Voici les plus grands capteurs numériques que vous pourrez rencontrer. En argentique, le moyen-format était une grande famille, allant de 4 × 4 cm à 6 × 17 cm. En numérique, les coûts des très grands capteurs ont imposé comme standard le 33 × 44 mm (facteur de recadrage de 0,8). Quelques modèles « plein format 645 » proposent des capteurs de 41 × 54 mm (facteur de 0,6), mais aucun ne pousse au 6 × 6, qui était courant en argentique.

Logiquement, les moyens-formats offrent une qualité d’image extrême, en particulier en termes de définition : 50 Mp est un minimum, 100 Mp devient standard. Parfait pour les tirages gigantesques utilisés en publicité ! Ceci étant, le moindre mouvement et la moindre approximation de mise au point se traduisent par un flou de l’image. Par ailleurs, les objectifs sont chers et souvent lourds, même sur les modèles hybrides. Le moyen-format n’est donc ni pour toutes les bourses, ni pour toutes les utilisations.

Photo ou vidéo ?

Encore récemment, les capteurs destinés aux appareils photo étaient différents de ceux des caméras et caméscopes. Récemment, cette distinction s’est largement perdue et les mêmes technologies se retrouvent dans tous les types de produits. Tout au plus noterons-nous que les capteurs dits « empilés » (Stacked CMOS), intégrant une mémoire tampon ultra-rapide, offrent de meilleures cadence en rafale et vont plus loin en vidéo.

Le rolling shutter déforme les objets en mouvement.
Le « rolling shutter » déforme visiblement les rotors de ce Bell 212. © Franck Mée

Si vous voulez filmer à titre professionnel, recherchez les capteurs dotés d’un obturateur global. Plus complexes et coûteux, ils permettent d’éliminer les déformations de l’image sur les sujets mobiles tels que les hélices, problème courant avec les obturateurs ligne-par-ligne (« rolling shutter ») des capteurs ordinaires. Cela dit, le temps de lecture des derniers capteurs empilés réduit déjà grandement ce souci. Ils conviennent donc tout à fait à la plupart des utilisateurs.

Grand pour la qualité, petit pour la mobilité

C’est la conclusion générale qui s’impose : les grands capteurs offrent une meilleure qualité d’image, les petits permettent d’obtenir des appareils et des objectifs plus compacts. La différence est plus ou moins visible selon les conditions : c’est lorsque la lumière baisse ou que les contrastes augmentent que les capteurs 4/3″ et supérieurs révèlent pleinement leurs avantages.

Les grands capteurs sont aussi plus chers. Au-delà de la différence de prix du capteur lui-même, devenue assez raisonnable dans bien des cas, ce composant est l’élément central qui détermine l’ensemble du système que vous allez utiliser. En plein format, même des objectifs de kit dépassent les 500 € ; c’est le prix d’un transstandard expert en APS-C, et d’un appareil complet en plus petit format.

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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