Bien qu'ayant largement participé à la démocratisation de la photographie, l'avènement du numérique a complexifié le choix d'un appareil et d'objectifs pour de nombreux utilisateurs. À un système photographique basé sur l'utilisation majoritaire d'un seul et même format de pellicule s'est substituée une offre extrêmement variée en matière de tailles de capteurs. Là où le rapport entre la focale d'un objectif et les caractéristiques esthétiques (angle de champ, profondeur de champ, etc.) qu'il pouvait procurer était auparavant simple, règne désormais une certaine confusion. Tentons donc de comprendre ce qu'est la distance focale d'un objectif et ce que signifie la notion de focale équivalente.

Distance focale et angle de champ

Souvent résumée au simple terme de "focale", la distance focale constitue une caractéristique de tout système optique. En photographie, on la définit comme la distance (exprimée en millimètres) qui sépare le centre optique de l'objectif du foyer image, ce dernier désignant le point de convergence des rayons lumineux, c'est-à-dire l'emplacement de la surface photosensible (film ou capteur) lorsque la mise au point est faite à l'infini. À titre d'exemple, si un objectif dispose d'une distance focale de 50 mm, cela signifie tout simplement qu'une distance de 50 mm sépare son centre optique du foyer image.

Sur ce schéma, f' représente la distance focale, tandis que F' représente le foyer image.

Dans la pratique, la distance focale est l'un des paramètres qui influent sur l'angle de champ, c'est-à-dire l'angle, mesuré en degrés, auquel un appareil photo est capable de capturer la scène photographiée. Si la distance focale est réduite (on parle alors d'objectif grand-angle ou de courte focale), cela signifie que les lentilles qui composent l'objectif sont proches du plan sur lequel se forme l'image et que l'angle de champ est grand. À l'inverse, si la distance focale est élevée (on parle alors de téléobjectif ou de longue focale), cela signifie que les lentilles de l'objectif sont éloignées du plan sur lequel l'image se forme et que l'angle de champ est restreint.

Un autre paramètre influe cependant sur l'angle de champ : la taille de la surface photosensible utilisée. Comme dit précédemment, l'angle de champ correspondant à chaque focale était auparavant facile à déterminer, dans la mesure où le film 35 mm (correspondant au format 24x36) constituait le standard le plus utilisé en cinéma et en photographie. Si l'on utilise un appareil 24x36 (en argentique ou en numérique), on sait donc qu'une focale de 28 mm équivaut un angle de champ de 75° et correspond ainsi à un objectif grand-angle. Disposant d'un angle de champ de 47° relativement proche de celui de la vision humaine, une focale de 50 mm correspond quant à elle à ce qu'on appelle un "objectif standard".

En suivant cette même logique, les objectifs sont ainsi souvent classés selon les focales, appellations et utilisations suivantes :

Focale Appellation Utilisations
Jusqu'à 25 mm Objectif très grand-angle Photographies de paysage, d'architecture et photographies artistiques
De 25 à 40 mm Objectif grand-angle Photographies de paysage, d'architecture, de reportage et de rue
De 40 à 60 mm Objectif standard Photographies de reportage, de rue et portraits
De 60 à 120 mm Objectif à portrait Portraits
Au-delà de 120 mm Téléobjectif Photographies sportives et animalières

Tailles de capteur et coefficient de conversion

Pour des raisons à la fois techniques et économiques, l'avènement du numérique a cependant amené les constructeurs d'appareils photo à créer différentes tailles de capteurs. Si le format 24x36 (également appelé "plein format") existe toujours, la complexité et le coût de la fabrication des capteurs (et des objectifs correspondants) le destine principalement à une clientèle professionnelle. Parmi les formats de capteurs les plus populaires, l'APS-C (de 1,5 à 1,6 fois plus petit que le 24x36) et le 4/3" (2 fois plus petit que le 24x36 avec un ratio différent) équipent actuellement la plupart de nos appareils reflex et hybrides, tandis que les bridges, compacts et smartphones s'arment souvent de capteurs de tailles inférieures.

Tailles relatives des différents formats de capteurs.

Dans un souci d'uniformisation — et non de simplification —, les constructeurs ont donc choisi de communiquer l'équivalence de chaque objectif au format 24x36 en tenant compte de son angle de champ. C'est donc ici qu'entre en jeu la notion de coefficient de conversion de focale. Il se calcule en divisant la diagonale du format 24x36 par la diagonale du capteur utilisé. À titre d'exemple, le coefficient de conversion du format 4/3" par rapport au 24x36 est ainsi de 2, et un objectif disposant d'une focale de 25 mm sur un Panasonic Lumix DMC-GH5 donnera un angle de champ équivalent à celui d'un 50 mm sur un Leica M10.

Format Hauteur Largeur Diagonale Ratio Coeffcient de conversion de focale Exemple d'appareil
Moyen format 33 mm 44 mm 55 mm 4/3 0,6 Fujifilm GFX 50S
Plein format (24x36) 24 mm 36 mm 43,3 mm 3/2 1 Leica M10
APS-H 18,6 mm 27,9 mm 33,5 mm 3/2 1,3 Sigma sd Quattro H
APS-C 15,7 mm 23,7 mm 28,4 mm 3/2 1,5 Fujifilm X-T20
APS-C (Canon) 14,9 mm 22,3 mm 26,8 mm 3/2 1,6 Canon EOS 1300D
4/3" 13 mm 17,3 mm 21,6 mm 4/3 2 Panasonic Lumix DMC-GH5
1" 8,8 mm 13,2 mm 15,9 mm 3/2 2,7 Sony RX100 Mark V
1/3" 3,6 mm 4,8 mm 6 mm 4/3 7,2 Apple iPhone 7

Sachez que les données délivrées dans le tableau ci-dessus sont parfois à nuancer : bien qu'il existe des standards concernant les tailles de capteurs, elles peuvent légèrement varier d'un constructeur à l'autre — le cas du format APS-C en est un exemple flagrant. On notera de plus que l'appellation "moyen format" désigne en réalité une multitude de formats ; les dimensions que nous avons fait figurer ici concernent les récents boîtiers Fujifilm GFX 50S et Hasselblad X1D.

Une fois ces mises en garde en tête, il est néanmoins possible de dresser un tableau des focales équivalentes en fonction des formats de capteurs les plus répandus :

Distance focale Focale équivalente avec un capteur APS-C Focale équivalente avec un capteur APS-C (Canon) Focale équivalente avec un capteur 4/3"
10 mm 15 mm 16 mm 20 mm
18 mm 27 mm 29 mm 36 mm
28 mm 42 mm 45 mm 56 mm
35 mm 52 mm 56 mm 70 mm
50 mm 75 mm 80 mm 100 mm
70 mm 105 mm 112 mm 140 mm
85 mm 127 mm 136 mm 170 mm
100 mm 150 mm 160 mm 200 mm
200 mm 300 mm 320 mm 400 mm
300 mm 450 mm 480 mm 600 mm
400 mm 600 mm 640 mm 800 mm

Pour conclure

Si le système d'équivalence en vigueur induit de nombreuses personnes en erreur, il a le mérite de donner des indications aux photographes concernant l'angle de champ obtenu en fonction de l'objectif et de l'appareil qu'ils utilisent, ainsi que le type d'usage auquel ce couple se destine. Certes, la distance focale d'un objectif de 50 mm restera toujours de 50 mm, mais il est cependant bon de savoir qu'il sera désigné comme un objectif standard lorsqu'il est monté sur un boîtier 24x36, alors qu'utilisé avec un appareil doté d'un capteur 4/3", il sera parfaitement adapté à la pratique du portrait.

Ajoutons cependant que si les objectifs destinés aux boîtiers 24x36 peuvent être compatibles avec des appareils dotés de plus petits capteurs (lorsque la monture est la même ou lorsqu'une bague d'adaptation adéquate est utilisée), l'inverse est rarement vrai. Chaque objectif dispose en effet d'un cercle d'image adapté au format de capteur pour lequel il a été conçu (le cercle d'image étant une notion différente de l'angle de champ, car indépendante de la taille de la surface photosensible). Un objectif dédié aux appareils APS-C donnera donc lieu à un fort vignetage s'il est utilisé avec un boîtier 24x36, par exemple.

Au-delà de la notion d'angle de champ, notons enfin qu'un capteur de grande taille octroie bien souvent un gain en qualité d'image ; la dynamique et les performances en hautes sensibilités sont ainsi optimisées. Il faut également prendre en compte les possibilités en matière de profondeur de champ qu'offre le couple formé par un objectif et un boîtier particuliers : avec des conditions et des paramètres de prise de vue similaires, plus la taille du capteur est élevée, plus la profondeur de champ est réduite. Si l'obtention d'effets de faible profondeur de champ est un paramètre déterminant de votre pratique photographique, le choix d'un appareil doté d'un capteur de grande taille peut s'avérer plus approprié.

Paul Nicoué

Rédacteur polymorphe. Chantre occasionnel de la photophonie, grand chambellan des accessoires photo et chevalier de l’ordre du degré Kelvin. Ses publications 

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