III. - DE LA LUMIÈRE DU JOUR

1° De la lumière du jour à V extérieur.

1. Généralités. — Dans l'immense majorité des cas, la Photographie utilise la lumière du jour.

Le Soleil en est la source.

Quand il brille dans un ciel pur, ses rayons arrivent en droite ligne sur les corps terrestres.

Une surface donnée en reçoit d'autant plus qu'elle est plus perpendiculaire à leur direction, parce que, tout faisceau lumineux couvrant une surface d'autant plus petite que sa direction est moins oblique, la quantité de rayons reçue par chaque unité de surface croît dans la même proportion; l'effet se concentre au lieu de s'éparpiller. L'intensité de l'éclairage est donc en raison inverse de l'obliquité des rayons : plus ils tombent d'aplomb, plus ils frappent fort.

C'est là le plein soleil.

DE LA LUUIERE. 15

Les corps ainsi frappés directement par les rayons solaires les réfléchissent en tous sens et se les renvoient les uns aux autres; ainsi sont éclairés les objets placés à l'ombre; ainsi, quand le ciel est couvert, les nuages transmettent à la Terre la lumière qu'ils reçoivent de l'astre, et Téparpillent à tel point, si l'on peut ainsi dire, qu'arrivant sur les objets de toutes les directions à la fois, elle en supprime les ombres.

C'est la lumière diffuse.

Le ciel bleu lui-même réfléchit les rayons solaires, ou, pour parler plus exactement, l'atmosphère réfléchit les rayons bleus de la lumière solaire.

On le sait, en effet, la couleur d'un corps éclairé par la lumière blanche résulte de la manière dont ce corps agit sur les divers rayons de celte lumière. S'il réfléchit en égales proportions les rayons de toutes les couleurs du spectre, il est blanc; il est noir, s'il les absorbe tous; il sera bleu, par exemple, s'il réfléchit les rayons bleus et absorbe tous les autres.

Certains corps transparents ont la propriété, tout en diff*usant certains rayons (d'où leur couleur par réflexion), de se laisser traverser par d'autres (d'où leur couleur par transparence). Ces deux couleurs sont alors diff^érentes et tel est précisément le cas de l'air atmosphérique.

Il agit comme un crible sur les rayons dont est formée la lumière blanche, réfléchit les rayons bleus et transmet les rayons rouges.

Éclairé latéralement, il est bleu : de là, la coloration de la voûte céleste et la perspective azurée des lointains horizons.

Éclairé par transparence, il devient jaune ou cramoisi suivant l'épaisseur plus ou moins grande des couches traversées : de là, les lueurs roses de l'aurore et la teinte empourprée des couchants.

Or, nous l'avons dit, les rayons bleus jouissent des propriétés chimiques les plus énergiques; les rayons jaunes ou rouges, au contraire, sont de tous les moins actifs.

Quand le Soleil est voisin du zénith, sa lumière nous parvient en traversant l'atmosphère dans sa moindre épaisseur; elle ne s'y dépouille que d'une faible partie de ses rayons bleus, tandis que le pourtour de l'horizon, latéralement éclairé, difi'use des rayons de cette même couleur : l'actinisme atteint son maximum.

Mais quand le Soleil, descendu des hauteurs du ciel, envoie ses rayons raser la surface terrestre, Sa lumière, au cours de son long trajet à travers l'atmosphère, trajet 35 fois plus long qu'au zénith, perd de plus en plus ses rayons bleus qui vont former l'azur d'autres régions, et il ne nous arrive que les rayons jaunes ou rouges des premières et des dernières heures du jour. De là, cette teinte de l'astre, jaune d'abord, puis orangée et enfin cramoisie, au moment où il plonge sous l'horizon.

L'actinisme est alors à son minimum.

Aussi, les couchers du Soleil, parfois si éclatants de lumière et si puissants de couleur, impressionnent-ils toujours très faiblement la plaque sensible.

Il y a plus : au moment où le Soleil touche à l'horizon, l'action photographique de ses rayons directs tombe à zéro : on peut les intercepter sans amener aucune diminution appréciable de la lumière totale du jour : toute ombre chimique di disparu, et cependant le Soleil peut encore produire une ombre visible très marquée.

Ces propriétés de l'air atmosphérique sont dues aux. poussières et à la vapeur d'eau qu'il tient toujours en suspension.

Les poussières sont soulevées par les vents qui balayent la surface de la Terre : un rayon de soleil qui perce un nuage, la gerbe de lumière qu'un phare projette dans la nuit, les rendent visibles à nos yeux.

La présence de la vapeur d'eau, il est superflu de Findiquer, est due au phénomène de l'évaporation.

Les couches de l'atmosphère les plus voisines du sol sont naturellement les plus chargées de poussières et de vapeur d'eau. Elles contiennent en outre des émanations gazeuses qui contribuent à en modifier la transparence.

Si le Soleil est ordinairement jaune d'or au moment de son lever et rouge feu à son coucher, c'est que, la vapeur d'eau se condensant en rosée pendant la nuit, l'air est plus pur le matin que le soir.

Quand les molécules de vapeur augmentent de volume, elles réfléchissent des rayons blanchâtres; on sait qu'agglomérées en nuages elles difi'usent de la lumière blanche.

Une dernière constatation : l'air humide est plus translucide

que l'air sec. Avant el après la pluie, on obtient en Photographie les meilleurs effets atmosphériques; Thumidité paraît neutraliser l'action des poussières, sur lesquelles elle se condense probablement : c'est ainsi qu'une feuille de papier humectée devient plus transparente. Peut-être le fait est-il dû aussi à ce que, l'évaporation à la surface du sol devenant nulle dans une atmosphère saturée de vapeurs, aucune vibration ne vient troubler la limpidité de Tespace.

De ce qui précède, nous pouvons déduire les conclusions suivantes :

I. Pour apprécier V intensité actinique de la lumière du jour, il y a lieu de tenir compte, même par plein soleil, non seulement des rayons directs, mais aussi des rayons réfléchis.

IL U intensité actinique des rayons dépend :

i^ De leur obliquité plus ou moins grande par rapport à la surface des objets éclairés ;

7? De V épaisseur de la couche atmosphérique traversée; 3" De l' absorption exercée par cette couche.

Ce qui revient à dire :

L'intensité actinique de la lumière du jour dépend :

I® De la hauteur du Soleil au-dessus de V horizon, soit : {a) de la latitude, et (6), pour un même lieu, du jour de Vannée et de V heure de la journée;

2** De Vétat de V atmosphère;

3® De V altitude au-dessus du niveau de la mer.

Partant de ces constatations, de savants chimistes. Bunsen et Roscoe notamment, ont étudié les variations d'intensité actinique de la lumière du jour ; leurs travaux ont été contrôlés et complétés, au point de vue spécial de la Photographie, par de nombreuses observations.

Nous n'avons pas à entrer dans le détail de ces recherches ; il importe seulement à nos lecteurs d'en connaître les résultats quant à la détermination du temps de pose.

On les trouvera ci-après groupés en Tableaux.

De C. d'E. 2

Voici d'abord, 1res sommairement énoncés, ceux relatifs à Tinfluence de la saison, de Theure et de Pétat du ciel.

S. De la saison, de Theure et de l'état du ciel. — En été, sous notre climat, l'intensité chimique des rayons solaires seuls équivaut au triple de l'intensité des rayons réfléchis par un ciel bleu; mais, en fait, l'action de ces derniers rayons vient toujours s'ajouter à celle des rayons solaires directs; d'où cette conséquence qu'un corps placé à l'ombre, soit d'un autre corps terrestre, soit d'un nuage opaque, reçoit quatre fois moins de lumière active qu'uu objet exposé au soleil.

En hiver, l'écart devient moindre : l'intensité actinique des rayons solaires directs n'est alors que le double de celle du ciel bleu.

Par les temps gris, quand le ciel est complètement couvert de nuages, l'actinisme de la lumière varie, selon que le ciel est plus ou moins sombre, de six à dix fois moins que par le plein soleil.

La hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon exerce, avons-nous dit, une influence considérable.

Le matin et le soir, l'activité chimique de la lumière n'atteint pas la moitié de son action au milieu du jour.

Cette action devient même extrêmement faible à l'heure qui suit le lever du Soleil et à celle qui précède son coucher.

Plus on s'éloigne de l'été, plus l'actinisme de la lumière diminue ; déjà réduit de près de moitié au printemps et à l'automne (marsoctobre), il n'est plus au solstice d'hiver (21 décembre) que le quart de ce qu'il était au solstice d'été.

Pour être complètement exact, nous devrions nous préoccuper aussi, en ce qui concerne le plein soleil, de la position plus ou moins oblique de la surface du sujet à photographier par rapport à la direction des rayons directs qui frappent cette surface. Mais, outre que cela introduirait d'énormes complications dans les Tables de pose (*), ces variations d'éclairage, atténuées ou compensées le plus souvent par l'influence de la lumière diffuse, peuvent être

(«) 11 faudrait multiplier les coefficients d'éclairage par le cosinus de l'angle que fait la normale au sujet avec la direction des rayons incidents.

négligées dans la pratique, d'autant plus qu'il est très rare que la surface visible du sujet à photographier soit éclairée normalement par les rayons solaires, et plus rare encore que ce sujet ne présente pas plusieurs surfaces d'obliquité différente. En résumé :

Si r on prend pour unité la pose nécessaire à la reproduction dUin sujet déterminé, sous lAl latitude moyenne de la France, au solstice d^étéy soit le 21 juin, au milieu du jour, par PLEIN soleil, il faudra poser, toutes choses égales d'ailleurs :

I® Par lumière diffuse, deux à quatre /ow plus;

2® Par temps gris et sombre, six à dix fois plus.

Le MATIN et le soir, suivant V heure, ces chiffres devront être doublés ou triplés.

En HIVER, ils devront être, suivant le mois, triplés, quadruplés ou quintuplés.

Notre Table va donner maintenant, mois par mois et heure par heure, les détails de ces chiffres et en préciser l'application.

Table II.

Coefâcients d'éclairage sous la latitude de Paris.

Coefficients dépose à l'extérieur selon le jour de Vannée, V heure du jour et Vétat du ciel.

g Malin.

S ] Soir Wh-

Juin.

i Matin.

Soir.

Juin.

Mai.

> Août.

Avr.

Sept.

Mars.

Oct.

Févr.

ID

> Nov.

Janv.

► Dec.

A. Plela soleil sar le sujet. — B. Ciel blea sans soleil sur le sujet. ^ C. Ciel conrert et gris. — D. Ciel courert et très sombre. La pose nécessaire, le ai Juin, à midi, sous la latitude do Paris, au oiTeau de la mer, par plein soleil sur le sujet, est prise pour unité.

Notons immédiatement quelques observations essentielles :

1° Les chiffres de la Table ci-contre, il importe de le bien comprendre, ne sont que des coefficients.

Ils n'indiquent pas par eux-mêmes la pose à employer dans tel ou tel cas; ils sont uniquement destinés à multiplier la pose reconnue exacte, le 21 juin, à midi, par plein soleil, pour un sujet déterminé.

Soit cette pose, par exemple, i^ pour la reproduction d'un monument sombre, avec un objectif de 0^,27 de longueur focale et o™,oi3 d'ouverture et des plaques Monckoven ; le même monument, photographié dans des conditions identiques, fin novembre, à 9*^ du matin, par ciel bleu, à l'abri du soleil, demandera, d'après la Table, une pose huit fois plus longue, soit 8^

Il serait presque toujours fort incommode d'attendre le 21 juin de Tannée pour déterminer la pose destinée à servir de base. On peut aisément s'en dispenser. Il suffit de constater quelle est la pose nécessaire à une date et à une heure quelconques et par l'éclairage dont on dispose.

En se reportant ensuite à la Table, on réduit, par une opération élémentaire, cette pose à l'unité.

Si, par exemple, le 10 mai, à 5** du soir, par plein soleil, avec l'objectif et les plaques ci-dessus, un monument sombre exige une exposition de 3% on constate, en consultant la Table, que la durée de la pose est alors trois fois ce qu'elle doit être le 21 juin à midi : d'où cette conséquence qu'à cette dernière date elle sera de 1* : on obtient ainsi l'unité cherchée.

Gomme on le voit par ces exemples, les chiffres de la Table, uniquement relatifs à l'intensité de la lumière du jour, doivent être combinés avec les coefficients résultant des autres facteurs du temps de pose. Nous verrons plus tard comment.

2** Colonnes A. Plein soleil sur le sujet. — Si le Soleil, tout en restant visible, est à demi voilé par de la brume ou par un nuage léger et ne donne que des ombres affaiblies, les coefficients doivent être doublés,

3° Colonnes B. Ciel bleu sans soleil sur le sujet. — Les

chiffres sont applicables aux sujets situés à V ombre, soit d'un autre corps terrestre, soit dUin nuage opaque.

Equivalent a un ciel bleu : i° quand le Soleil brille, un ciel EN PARTIE couvert par des nuages gris ; 2" quand le Soleil est absent, un ciel couvert de nuages blancs.

4" Colonnes C et D. Ciel gris et ciel sombre. — Les expressions ciel couvert et gris, ciel couvert et très sombre ne désignent évidemment rien d'absolu : Vopérateur doit donc appliquer avec discernement les coefficients C ou D et se mouvoir entre eux, en prenant au besoin des chiffres intermédiaires, suivant que le temps sera plus ou moins sombre.

5** Colonnes B, C, D. Lumière diffuse. — En appliquant les coefficients des colonnes B, C, D, on obtiendra une intensité ÉGALE à celle donnée par le plein soleil; mais si Von veut rendre sur répreuve /'effet de V ombre ou du temps gris, ce qui est le plus souvent nécessaire si Ton recherche un résultat artistique, on devra réduire la pose de moitié.

Ces indications bien comprises, le débutant pourra s'en tenir, dans tous les cas, à l'application stricte de la Table; elle ne lui réservera aucun mécompte et le dispensera absolument de l'emploi si aléatoire des actinomètres ou photomètres.

Quant à l'opéraleur exercé, il pourra faire son profit des observations complémentaires que voici :

1° Quand le Soleil luit, un ciel parsemé de nuages blancs l'emporte en actinisme sur un ciel bleu, car ces nuages agissent comme autant de réflecteurs de la lumière blanche de Tastre. Dans ce cas, les coefficients B peuvent bien être appliqués sans grand inconvénient, mais il est cependant préférable de les modérer.

2^^ A s'en rapporter à la Table, l'intensité chimique serait la même à égale distance avant et après midi. Ce n'est pas tout à fait exact : en réalité, l'actinisme du matin l'emporte sur celui du soir. Cette diff<érence est due aux condensations de vapeur qui s'opèrent pendant la nuit. En pratique, elle est négligeable. Nous la relevons,

uniquement pour donner à l'amateur le conseil de choisir de préférence la matinée pour opérer, d'autant plus que le vent est toujours moindre pendant la première moitié du jour que pendant la seconde.

3" Il vaut mieux ne pas opérer l'été après 6^ du soir, l'hiver après 4**; non seulement, comme on peut le constater, les poses deviennent alors très longues, mais en outre les épreuves obtenues sont le plus souvent ternes et sans vigueur.

4° La lumière diffuse qui vient du nord est plus bleue (ce point de l'horizon étant toujours latéralement éclairé), et par conséquent plus active que celle qui vient du midi. On devra s'en souvenir, non seulement pour le choix de l'emplacement d'un atelier, mais aussi pour les portraits en plein air.

5° Au bord de la mer, par suite de la grande quantité de rayons bleus réfléchis par les flots, la lumière est plus active que dans l'intérieur des terres.

6^ Les brouillards légers, ceux du matin surtout, sont généralement plus lumineux que les temps gris de même apparence, car la vapeur d'eau en suspension dans l'atmosphère diffuse alors beaucoup de lumière blanche. En revanche, les brouillards épais, à travers lesquels le Soleil, quand il peut percer, apparaît comme un disque rouge, sont au contraire très peu acliniques.

3. De l'altitude. — Nous avons maintenant à dire un mot de l'altitude et de la température.

L'intensité actinlque de la lumière croît avec l'altitude au-dessus du niveau de la mer : ce résultat est dû à la fois à la diminution de l'épaisseur de l'enveloppe atmosphérique et à sa plus grande pureté, qui permettent aux rayons bleus d'arriver plus nombreux sur les corps terrestres. Ce facteur n'a encore été l'objet que d'études très incomplètes.

En théorie, et si l'on se place uniquement au point de vue de la densité des couches d'air traversées, l'atmosphère, à l'altitude de 8ooo°*, peut être considérée comme ayant perdu les | de son action absorbante sur les rayons chimiques; mais cette donnée ne tient pas compte de ce que les couches basses sont de beaucoup les plus chargées de poussières et de vapeur d'eau.

En pratique, un seul résultat paraîi acquis : à 2000™ le temps de pose est moitié moindre qu'au niveau de la mer (*).

Cette dernière indication est d'ailleurs suffisante pour guider l'opérateur.

4. De la température. — L'influence de la température, facteur inévitable dans toute réaction chimique, n*a pas été mieux étudiée.

Il parait acquis cependant qu'elle a son maximum d'action à environ 10° centigrades : les grandes chaleurs et les grands froids ralentissent l'impression photographique. Dans quelle mesure? C'est encore indéterminé. Les explorateurs des régions septentrionales et ceux des pays tropicaux ne devront pas perdre de vue cette cause de prolongation de temps de pose. Mais, sous nos climats, à moins de circonstances exceptionnelles, il n'y a pas lieu de s'en préoccuper.

Nous parlons, bien entendu, de la température ambiante au moment de l'exposition de la plaque sensible, et non de la température du bain de développement. Cette dernière exerce une action spéciale dont nous parlerons plus loin.

5. De la latitude. — Nos chifires, avons-nous dit, sont calculés pour la latitude de Paris (Table II). En fait, ils sont applicables partout en France.

Mais dans d'autres régions il peut être nécessaire de les modifier.

Nous avons vu que l'intensité actiuique de la lumière du jour est essentiellement subordonnée à la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon, puisque de cette hauteur dépendent à la fois et l'obliquité plus ou moins grande des rayons et le degré d'absorption qu'ils ont à subir dans leur traversée des couches de l'atmosphère.

Or, la hauteur du Soleil, à un jour et à une heure déterminés, varie, pour les divers points de la surface du globe, suivant la latitude.

Pour tenir compte des variations du pouvoir actinique de la lumière aux diverses latitudes, il faut donc connaître : 1° les

(*) Mais non pas qu'au bord de la mer. Voir ci-dessus page 28, n*» 5.

coefficients de pose à appliquer suivant les différentes hauteurs du Soleil au-dessus de Thorizon; 2" la hauteur du Soleil au lieu, au jour et à Theure où l'on doit opérer.

Les coefficients de pose selon la hauteur du Soleil sont contenus dans la Table 111 ci-dessous.

Comme on le remarquera, l'unité de cette Table est la même que celle de la Table IL

Toutes les observations présentées au sujet de cette dernière sont donc applicables à la Table 111.

Table HL

Coefâcients d'éclairage sous toutes les latitudes.

Coefficients de pose à l'extérieur selon la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon et selon V Hat du ciel.