Photographie/Éclairage/Les flashes magnésiques
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Fabricants et marques de produits et de matériels Personnalités du monde de la photographie Éditeurs de cartes postales photographiques Thèmes ▪
Bibliographie
■ préface - SOMMAIRE COMPLET ■ notions fondamentales et conseils pour les débutants ■ aspects esthétiques, thèmes photographiques ■ références scientifiques ■ photométrie, colorimétrie, optique ■ appareils, objectifs, éclairage, accessoires, entretien ■ procédés chimiques ■ procédés numériques ■ caractéristiques physiques des images, densité, netteté ■ compléments techniques et pratiques ■ photographie et vie sociale, histoire, enseignement,institutions, droit... | ||||||
Dès les premiers temps de la photographie, la nécessité de disposer de sources d'éclairage indépendantes du Soleil a été ressentie par les praticiens. La faible sensibilité des plaques et plus tard des films, ainsi que la possibilité de « modeler » la lumière, particulièrement pour la réalisation de portraits, ont stimulé l'inventivité des industriels et des praticiens.
Il faut rappeler que la lumière émise par les sources d'éclairage utilisant un combustible (bougies, lampes à pétrole, etc.) émettent une lumière riche en radiations rouges et jaunes et très pauvres en bleu et en violet. Il en est de même pour les lampes à incandescence classiques, inventées en 1879 par Joseph Swan et améliorées par les travaux de Thomas Edison. En même temps, les surfaces sensibles utilisées à la fin du 19e siècle réagissaient essentiellement au bleu ou au violet et très peu, ou pas du tout, au rouge et au jaune, d'où évidemment une inadaptation des unes aux autres.
L'utilisation du magnésium
modifierLe magnésium fut reconnu comme élément par le chimiste anglais Joseph Black en 1755 ; en 1808, Sir Humphry Davy en isola la forme métallique pure par électrolyse à partir d'un mélange de magnésie MgO et d'oxyde de mercure HgO.
L'étude du magnésium par Bunsen et Roscoe en 1859 a montré que ce métal facilement inflammable brûlait en émettant une flamme très blanche de composition similaire à celle de la lumière solaire. L'idée d'appliquer cette propriété à la photographie conduisit Edward Sonstadt à rechercher des méthodes permettant de fabriquer des produits à base de magnésium susceptibles de brûler de façon fiable pour que les photographes puissent s'en servir comme source de lumière. Il déposa des brevets en 1862 et fonda en 1864 la Manchester Magnesium Company avec Edward Mellor. Avec l'aide de l'ingénieur William Mather, qui était aussi le directeur de la société, ils produisirent un ruban de magnésium plat qui brûlait de façon plus constante et plus complète que le fil rond, en donnant une lumière plus intense.
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Incendie de magnésium dans l'usine Volkswagen de Kassel, le 13 mai 2006 -
Combustion d'un ruban de magnésium. L'exposition de la photographie a été fortement réduite, en réalité la flamme est éblouissante. -
Spectre d'émission lumineuse du magnésium -
Photographie d'une scène d'intérieur éclairée par la combustion d'un ruban de magnésium
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On attribue aussi à Mather l'invention d'un support pour le ruban, qui brûlait dans une sorte de lampe. Une grande variété de dispositifs a été produite par d'autres fabricants, à l'exemple du Pistol Flashmeter qui comportait une graduation permettant au photographe de choisir une longueur de ruban adaptée à l’exposition à obtenir. Il n'était plus nécessaire de rompre le ruban avant de l'enflammer.
Une alternative au ruban de magnésium fut la poudre flash, mélange de magnésium en poudre et de chlorate de potassium avec un peu de stibine (sulfure d'antimoine), inventée par les Allemands Adolf Miethe et Johannes Gaedicke en 1887. Une quantité définie de poudre était placée dans une sorte de gouttière et allumée à la main, ce qui produisait un éclair lumineux très brillant, accompagné d'un bruit d'explosion pas vraiment rassurant et d'une intense émission de fumée. Le mélange chimique était assez instable, particulièrement s'il était humide, et de graves accidents ont montré que ce procédé était fort dangereux.
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Système d'inflammation de magnésium (1890 - 1920) -
Un « kit » basique pour la photographie à l'aide d'un mélange pyrotechnique à base de poudre de magnésium -
En soufflant dans le tuyau on fait sortir la poudre de magnésium située dans le réservoir sphérique, l'inflammation est provoquée par une veilleuse, éteinte sur la photo. -
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Une « lampe-flash » de 1909 ; la poire permet de souffler une petite quantité de poudre de magnésium en direction d'une flamme qui en provoque la mise à feu. C'est l'air qui joue le rôle de comburant et ce système est beaucoup moins dangereux que le précédent. La réserve de poudre suffit pour une vingtaine d'éclairs
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Un système de mise à feu électrique fut inventé en 1899 par Joshua Lionel Cowen aux États-Unis et Paul Boyer en France. Un brevet fue déposé aux États-Unis sous le numéro 636 492. Un boîtier tubulaire A, tenu à la main, portait un support amovible B et une goulotte horizontale qui recevait la poudre. Le boîtier A contenait une pile sèche que l'on pouvait introduire par le bas. Un interrupteur permettait d'envoyer le courant électrique dans un fil fusible qui s'échauffait et provoquait l'inflammation du mélange pyrotechnique.
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copie partielle du brevet 636 492 -
Le flash à inflammation électrique commercialisé en 1903 par Smith-Victor fonctionne toujours sans problème !
Des temps de combustion inférieurs à 1/30 s ont très vite été recherchés car ils permettaient de « figer » les expressions des personnes photographiées, avant que l'on puisse percevoir sur le cliché final les effets de l'éblouissement. Il fallait pour cela que les poudres aient une combustion quasi explosive. Nous avons le souvenir d'un certain effroi ressenti au cours de nos jeunes années lors de photographies scolaires réalisée dans notre salle de classe. En outre, à cause de la fumée, le photographe professionnel chargé de ce travail ne devait pas rater son coup, sous peine de devoir attendre de longues minutes que l'atmosphère devienne à nouveau transparente. Nous avons également le souvenir d'une salle de classe en grande partie blanchie par la poudre de magnésie résultant de la combustion.
Naturellement, des recherches ont très vite été menées pour tenter de diminuer la fumée et surtout les risques d'explosion. Des améliorations substantielles ont été obtenues par l'utilisation d'autres métaux que le magnésium, comme le thorium, le cérium ou encore le zirconium.
Les systèmes pyrotechniques à base de poudre d'aluminium et de perchlorate de potassium sont encore disponibles pour l'éclairage de très grands volumes ou espaces, par exemple des cavités souterraines. Ils conjuguent en effet deux avantages : ils délivrent une puissance lumineuse considérable et ne dépendent d'aucune source d'énergie extérieure.
Les ampoules flash
modifierLes inconvénients des mélanges à base de magnésium ont conduit à l'invention des ampoules flash. Des filaments ou des feuilles de magnésium sont enfermés dans des ampoules remplies d'oxygène et mis à feu électriquement grâce à un contact commandé par l'obturateur. Les premières ampoules flash ont été commercialisées en Allemagne en 1929. Naturellement, on ne pouvait les utiliser qu'une fois et après qu'elles avaient fonctionné, elles étaient trop chaudes pour que l'on puisse les manipuler sans risquer de graves brûlures. Néanmoins, le confinement des produits de la réaction, quasi explosive, constituait un avantage important.
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Appareil ICA (1909 - 1940) avec un flash à lampe au magnésium -
Ihagee Exakta B avec ampoule flash Vakublitz, 1935 -
Lampe flash d'origine inconnue contenant des feuilles de magnésium -
Lampe flash Philips contenant des filaments de magnésium
Plusieurs améliorations ont eu lieu par la suite. Les ampoules ont été enveloppées dans un film plastique améliorant le confinement, en évitant notamment l'émission de débris dus à l'éclatement du verre sous l'effet du choc thermique. Ce film plastique, légèrement teinté de bleu, permettait aussi d'améliorer la composition spectrale de la lumière en vue de réaliser des prises de vues en couleurs. En outre, le magnésium a été remplacé par le zirconium ou par un alliage aluminium-zirconium produisant une lumière plus intense.
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Lampe flash enrobée de plastique pour prévenir l'éclatement -
Lampe flash bleue pour la photographie en couleurs
Les ampoules flash demandent un peu de temps pour atteindre leur maximum d'émission et leur éclair a une durée beaucoup plus grande que celui des flashes électroniques dont l'usage est généralisé de nos jours. Pour profiter au maximum de la lumière émise, il faut alors d'une part commander l'allumage un peu avant l'ouverture de l'obturateur et d'autre part utiliser des temps de pose relativement longs, allant typiquement de 1/10 s à 1/50 s. Sur beaucoup d'appareils en vente dans la seconde moitié du siècle dernier, on trouvait une prise avec commutateur ou deux prises différentes pour que l'utilisateur puisse choisir la synchronisation adéquate selon qu'il utilise des ampoules ou un flash électronique.
On a fabriqué des modèles d'ampoules flash très différents les uns des autres. Pour les appareils à obturateur central, où tous les points de la surface sensible sont éclairés en même temps, l'idéal était un maximum d'émission aussi « pointu » que possible et un temps de fonctionnement très court. En revanche, pour les appareils munis d'un obturateur à rideaux, lorsque le temps de pose devient inférieur à une certaine limite, les diverses zones de la surface sensible sont exposées successivement lors du déplacement d'une fente laissant passer la lumière. Une durée d'éclair trop courte conduit alors à n'exposer qu'une partie de la surface sensible ; c'est pourquoi on a réalisé également des ampoules flash dites « à plateau » dont l'émission reste à peu près constante pendant une durée relativement longue. Bien entendu, on a fabriqué des ampoules de puissances très diverses.
Une ampoule largement utilisée durant les années 1960, notamment par les photographes journalistes, était dite Press 25 en raison de son diamètre proche de 1 pouce (25,4 mm). Son pic d'émission atteignait environ un million de lumens. Les ampoules des séries M-2, M-3, etc, présentaient une baïonnette métallique miniaturisée. La plus grosse ampoule flash jamais produite fut la GE Mazda No. 75, destinée initialement à la photographie aérienne nocturne durant la seconde guerre mondiale.
L'ampoule toute en verre (All Glass) AG-1 fit son apparition en 1968. Beaucoup plus économique que les précédentes grâce à la suppression du culot métallique, elle avait aussi un temps d'allumage plus réduit que les précédentes, permettant l'utilisation de vitesses d'obturation un peu plus grandes, 1/30 s au lieu de 1/15 s.
Flashes à ampoules multiples
modifierFlashcubes et Magicubes
modifierLes flashcubes sont mis à feu électriquement, les Magicubes le sont mécaniquement par le choc d'une tige.
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Flashcube à gauche, Magicube à droite -
le mécanisme du Magicube -
Topflash
modifierCe système lancé en 1976 par Philips était destiné à se substituer aux flashcubes. Il comportait 8 lampes et un système d'allumage piézoélectrique.
Flip Flash
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Flip Flash -
Images en réserve
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double prise de synchrolisation -
Ampoules Sylvania -
Lumiflash -
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Agfa -
Agfalux 6872 -
Agfalux Ci -
Agfalux 6874 -
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Vacublitz 1932 -
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| Éclairage artificiel |