Photographie/Traitements argentiques monochromes/Développement
| |||||||
|
plan du chapitre en cours
|
navigation rapide
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... | ||||||
Lorsqu'une surface sensible argentique est plongée dans un bain approprié, appelé révélateur, les cristaux d'halogénures d'argent exposés à la lumière sont attaqués par la ou les substances développatrices, au fur et à mesure que celles-ci pénètrent dans la couche de gélatine. Du point de vue chimique, ces substances sont avant tout des réducteurs ; elles doivent être suffisamment énergiques pour décomposer les cristaux insolés mais pas trop pour que les autres soient préservés.
Schéma simplifié du développement
modifierGlobalement, comme dans toute réaction de réduction, il se produit un transfert de charges négatives qui permet ici de former de l'argent métallique à partir des halogénures ; cet argent prend l'aspect de dépôts gris plus ou moins foncés et constitue l'image négative.
| AgBr | + | ¯ | → | Ag | + | Br¯ |
| (1) | (2) | (3) | (4) |
- = bromure d'argent
- = charge négative fournie par la substance développatrice
- = argent métallique
- = ion brome
Dans le cas d'un révélateur contenant comme substance développatrice l'hydroquinone (benzène-1,4-diol), on a par exemple :
2 AgBr + 
→ 2 Ag + 2 HBr +
Chaque molécule d'hydroquinone apporte deux charges négatives qui permettent d'obtenir deux atomes d'argent métal. Par oxydation, elle se transforme en quinone (ici la parabenzoquinone ou benzène-1,4-dione). Cette transformation, qui peut se produire dans les deux sens, se traduit ainsi :
L'acide bromhydrique doit être neutralisé pour que la réaction se poursuive normalement, c'est pourquoi on ajoute au bain révélateur une substance alcaline telle que le carbonate de sodium :
2 HBr + Na2CO3 → 2 NaBr + H2O + CO2
Il faut également éliminer la quinone, qui est quant à elle simultanément sulfonée et réduite en hydroquinone-monosulfonate de sodium grâce à l'ajout au révélateur d'une certaine quantité de sulfite de sodium.
Naturellement les phénomènes réels sont beaucoup plus compliqués, notamment en raison de la présence de la gélatine, mais le schéma général donne tout de même une idée convenable des processus.
Facteurs influençant la vitesse de développement
modifierComme la plupart des réactions chimiques, celles qui interviennent dans le développement évoluent d'une façon qui n'est pas instantanée mais progressive. Dans le cas qui nous préoccupe, la vitesse de réaction dépend de toute une série de paramètres, dont les plus importants sont :
- la perméabilité de la couche de gélatine vis-à-vis de la pénétration du révélateur,
- la viscosité de celui-ci,
- la nature chimique et la réactivité de la substance développatrice vis-à-vis des halogénures d'argent,
- la grosseur des grains d'halogénures d'argent,
- la concentration en substance développatrice,
- le pH de la solution ; il existe pour chaque développateur une valeur optimale, généralement comprise entre 10 et 12,
- la concentration en agents accélérateurs ou autres produits capables de favoriser la réaction ou la pénétration du révélateur dans la gélatine,
- la concentration en agents retardateurs,
- l'agitation en cours de traitement, qui favorise la diffusion dans la gélatine des produits actifs et l'élimination des substances indésirables,
- enfin et surtout, la température ; si celle-ci croît, cela signifie que l'agitation moléculaire est plus grande, ce qui augmente la probabilité de rencontre des produits actifs et donc la vitesse de réaction.
Coefficient thermique
modifierOn appelle coefficient thermique le rapport des coefficients de vitesse de réaction mesurés à deux températures qui diffèrent de 10 °C.
pour en savoir plus : cinétique chimique sur Wikipédia
Ce coefficient s'écrit donc :
D'après Sheppard et Mees, si la réaction chimique a lieu dans un milieu homogène, le coefficient thermique prend des valeurs généralement comprises entre 2 et 3 dans l'intervalle des températures usuelles des traitements photographiques, entre 10 et 50 °C pour fixer les idées.
En 1905, Ferguson et Howard ont étudié l'influence de la température sur la durée de développement nécessaire pour obtenir un gamma donné ; cette notion est précisée plus loin dans le chapitre consacré à la sensitométrie, retenons simplement pour l'instant que plus le gamma est élevé, plus l'image négative est contrastée. Ils ont trouvé que si et sont respectivement les coefficients de vitesse de réaction à 10 °C et à 11 °C, on peut trouver le coefficient à la température de (10 + x) °C en calculant
En remplaçant les termes dans la relation qui définit , on trouve facilement :
et donc
Il s'ensuit que la vitesse de réaction est une fonction logarithmique de la température. On peut donc représenter la relation entre les temps de développement et la température par un ensemble de droites dont chacune correspond à une valeur donnée du gamma, à condition d'utiliser un diagramme semi logarithmique.
Le diagramme ci-dessous a été réalisé d'après une documentation de la société Ilford et montre un exemple de la relation entre le temps de développement et la température, pour un film et un révélateur donnés. On peut voir que pour cet exemple, le temps de développement est approximativement doublé lorsque la température passe de 20 °C à 13 °C.
