| Développement
photographique :
Il existe, à l’heure actuelle, des techniques modernes
pour restituer une image. Dans un premier temps il sera intéressant
d’étudier l’obtention d’une image en noir
et blanc: de la formation de l’image
latente sur le film dans l’appareil photo, à l’obtention
d’une photographie noir et blanc sur papier. Puis nous parlerons
brièvement de la photographie couleur.
I. Structure de la pellicule
et formation de l'image latente
A.
Les films
Il existe une immense variété de films, caractérisés
par la sensibilité
(ou rapidité) parmi lesquels on peut distinguer deux grandes
catégories: les diapositifs et les négatifs:
- Les diapositives couleurs: l'image positive
est alors obtenue directement sur le film après qu'il ait
suivi un traitement spécifique.
- Les négatifs couleurs, qui se destinent au tirage
papier: les plus employés par les amateurs
- Les négatifs noir et blanc ou achromes.
B.
Strucure de la pellicule argentique
Malgré leur extrême finesse, les films modernes sont
composés de différentes strates, c’est à
dire de différentes couches. Chacune des couches possède
une fonction bien précise:
_ La couche antihalo. Celle-ci absorbe
les rayons lumineux et prévient donc la formation éventuelle
d’halogènes qui pourrait être causée pas
la réflexion de la lumière sur le support.
_ La couche anticurl dont le rôle est bien
souvent joué par la couche antihalo, permet de maintenir
la rigidité du film.
_ Le support, en tri acétate de cellulose.
La couche adhésive, encore appelée "substratum",
permettant l’adhésion de l’émulsion
sur le support.
_ L’émulsion, qui est couchée
sur le support. C’est l’élément actif
du film photographique. Elle est en fait composée d’une
gélatine dans laquelle baignent plusieurs dizaines de millions
de microcristaux d’halogénures d’argent photosensibles,
c’est à dire réagissant aux contact des photons
de la lumière. L’halogénure d’argent le
plus utilisé est le bromure d’argent. Les microcristaux
constituent 40% de l'émulsion.
_ Et enfin, la couche anti-rayures ou anti-abrasions,
qui réduit la fragilité du film.
A cela, peuvent s’ajouter au film divers composés
: colorants, agents de durcissement, agents mouillants etc...
Remarque :
Il est important d'ajouter que la taille des grains : c’est
à dire des microcristaux de bromure d’argent, est un
paramètre décisif car il influence les caractéristiques
principales du film telles que sa sensibilité, aussi appelée
rapidité, et son contraste. Par exemple, une émulsion
à gros grains correspondra à une sensibilité
forte (le temps de pose et/ou l’ouverture de l’objectif
devront alors être réduits afin de ne pas exposer le
film trop longtemps aux photons de la lumière), et à
un contraste faible. Une émulsion à grains de tailles
variées correspondra à une sensibilité et à
un contraste moyens, et une émulsion à grains fins
correspondra à une sensibilité faible et à
un contraste élevé. Il faut aussi noter que plus les
grains sont gros, plus l’agrandissement
éventuel d’une photographie sur papier sera mauvais:
les grains, bien qu’ils soient minuscules, pourraient alors
être visibles.
C.
Formation de l’image latente:
Pour bien comprendre les réactions chimiques qui se font
lors de l’apparition de l’image latente et du développement
il est nécessaire de connaître la notion d’oxydo-réduction.
Oxydo-réduction :
Un oxydant est une espèce chimique capable de capter un ou
plusieurs électrons, tandis qu’un réducteur
est une espèce chimique capable d’en céder.
Selon cette définition un oxydant et un réducteur
sont capables d’échanger des électrons et sont
reliés par une demi-équation éléctronique
: Oxydant + n e- = Réducteur.
Les deux espèces chimiques sont appelés oxydant et
réducteur conjugués : elle constitue un couple oxydant/réducteur,
appelés couramment couple rédox. Une réaction
d’oxydo-réduction en milieu aqueux met en jeux deux
couples notés Oxydant1/Réducteur1 et Oxydant2/Réducteur2.
On interprète une réaction d’oxydo-réduction
comme le transfert d’un ou plusieurs électrons entre
ces deux espèces.
Ce que l'on appelle image latente est en fait une image
invisible à l‘oeil nu. La formation de l’image
latente s’effectue lorsque la pellicule est exposée
à la lumière: l'obturateur de l’objectif de
l'appareil photo s’entrouvre alors et laisse s‘engouffrer,
en moins d’une fraction de seconde, si la luminosité
n’est pas trop faible, des milliards de photons. Ces photons
vont « impressionner » les microcristaux d’halogénure
d’argent et les transformer en argent (particules noires pour
un négatif en noir et blanc).
La première réaction est dite de photoconductivité
(autrement dit, c'est une réaction qui se produit sous l’effet
des photons qui composent un rayonnement lumineux, et qui modifie
la conduction électrique de la substance exposée.)
Lorsqu’il s’écrase sur un microcristal, le photon
libère donc une certaine quantité d’énergie.
C’est à partir de cette énergie que se produit
la réaction:
Br- + énergie  Br
+ e-
A chaque impact, un ion bromure disparaît donc pour former
un atome de brome, et un électron est donc libéré
et erre "au hasard" à l’intérieur
du microcristal.
Le radical brome formé se combine avec un autre radical brome
pour former du dibrome :
2 Br
Br2
En parallèle l’électron vient réduire
les ions Ag+ en atome d’argent: les électrons errant
à l’intérieur du microcristal, possédant
une charge négative, sont en effet rapidement attirés
par la charge positive d‘un ion argent.
Ag+ + e-
Ag
Une fois l’image latente impressionnée, chaque photon
lumineux est donc transformé en un minuscule point sombre
sur le microcristal qu'il a "frappé". A ce stade,
l’image n’est donc pas perceptible. La prochaine étape
devra consister à transformer le microcristal qui a été
atteint par un certain nombre de photons en un grain complet d'argent
métallique noir.
II. Deuxieme partie:formation
de l’image finale
A.
Traitement du film et obtention d’une premiere image negative
Le développement de la pellicule agit directement
sur les cristaux ayant reçu une quantité de photons
supérieure à un nombre seuil, c’est à
dire sur les cristaux possédant déjà une certaine
quantité de "petits points noirs".
Le développement permet de multiplier la quantité
d’atomes d’argent métallique Ag et de transformer
tout le microcristal en un grain d’argent, qui sera alors
visible au microscope. Ainsi, il apparaitra un contraste entre les
zones les plus lumineuses, apparaissant sur le négatif en
noir (zones constituées d'un nombre important de grains d'argent
noirs), et les moins lumineuses y apparaissant en blanc (zones constituées
d'un très petit nombre de grains d'argent noirs).
Le développement consiste à baigner le film qui a
été exposé, dans une cuve de développement,
totalement opaque, contenant une solution appelée révélateur.
(durée: 5 à 10 minutes environ pour une température
de 20 à 25°C)
a)
Révélateur :
• Constitution du révélateur:
Le constituant fondamental d’un révélateur est
le développateur, c‘est une solution basique (d’où
un PH est supérieur à 7). Il existe une grande variété
de "recettes" pour un développateur. Le mécanisme
du développement proprement dit peut être représenté
de la façon simplifiée ci-dessous:
RH + AgBr
Ag + BrH + R
RH : développateur
AgBr : bromure d’argent (Ag+; Br-) : il s'agit
de l’halogénure d’argent
Ag : argent métallique
BrH : acide bromhydrique
R : développateur oxydé
Le révélateur contient aussi un accélérateur.
C’est très souvent du carbonate de sodium.
La réaction produite lors du développement proprement
dit n’est possible qu’en milieu basique. Or, l’acide
bromhydrique libéré lors du développement proprement
dit possède un PH inférieur à 7. L’action
de l‘accélérateur est donc de neutraliser l’acide
bromhydrique au fur et à mesure de la progression du développement
afin d’assurer une qualité optimale de la granulation
du négatif.
Le conservateur: (le sulfite de sodium est pratiquement
le seul utilisé). Le rôle du conservateur est de freiner
la réaction naturelle d’oxydation du développateur
avec l’air, qui donnerait rapidement au révélateur
une coloration brunâtre et ralentirait la progression du développement.
Le conservateur, présent en quantités importantes,
retarde donc l’oxydation du développateur et l’apparition
de produits colorés.
L’antivoile: (bromure de potassium le plus
souvent)
Il existe une durée critique de développement au delà
de laquelle le développateur commence à réduire
même les cristaux non impressionnés. L’antivoile
empêche donc la réduction du bromure d’argent
(Ag+; Br-) non insolé.
b)
Bain d'arrêt, fixage :
• Le bain
d'arrêt
Comme son nom l’indique, il permet d’arrêter le
développement. Le révélateur n’agissant
qu’en solution basique, il est facile d’arrêter
quasi-instantanément la réaction en plongeant le film
dans une solution acide. Le plus simple à préparer:
le bain d’arrêt à l’acide acétique:
1L d’eau et 50mL d’acide acétique à 28%.
(durée: quelques secondes)
• Le fixage
Après le développement demeure dans la gélatine
de l’émulsion: l’argent formant l’image
négative et le bromure d’argent non impressionné.
Ce bromure d’argent forme un léger voile blanchâtre
et de plus, il reste sensible à la lumière: il faut
donc l’éliminer. La seule substance pratiquement utilisable
est l’hyposulfite de sodium ou l’hyposulfite d’ammonium,
qui a pour rôle de dissoudre les sels résiduels non
impressionnés.
(durée: 5 à 10 minutes)
c)
Lavage, sechage des négatifs:
• Le lavage des négatifs
Un négatif sortant du fixage est imbibé de quantités
importantes de fixateur et de composés argentiques. Il faut
donc le rincer, sans quoi tôt ou tard, apparaîtront
une altération et un jaunissement de l’image.
(durée: 10 à 20 minutes)
• Le séchage
Un séchage homogène et régulier est une condition
indispensable pour l’obtention de négatifs dépourvus
de tâches et de traînées, que pourraient provoquer
les gouttes d’eau.
B.
Agrandissement puis traitement du papier sensibilisé : obtention
de l‘image positive sur papier!
Le rôle d’un agrandisseur est de projeter l’image
agrandie du négatif sur une feuille de papier sensible, recouvert
comme le film à l’état initial, de bromure d’argent
sensible à la lumière.
schéma
d'un aggrandisseur
De même que pour le film, le papier doit être exposé
correctement et il en existe diverses sortes (brillant, semi-mat,
mat) caractérisés principalement par leur épaisseur
en g/m², leur gradation (contraste
doux, normal, dur) et aussi par leur format.
Les réactions se produisant lorsque le papier est exposé
à la lumière de l’agrandisseur sont donc les
mêmes que celles se produisant lors de l’ouverture de
l'obturateur de l’appareil photo.
Il faut donc que les mêmes réactions ayant lieu lors
du développement du film se produisent. Ainsi, il faut plonger
le papier dans trois bacs contenant respectivement:
Un révélateur, un fixateur et le lavage.
III. Remarques :
A.
Perception des couleurs et photographie couleur:
Tout d’abord il faut savoir que les surfaces
sensibles noir et blanc ne réagissent pas toutes de la même
manière aux couleurs.
Par nature, les sels d'argent qui composent l'émulsion les
surfaces sensibles sont en effet seulement impressionnés
par la couleur bleue. Pour corriger ce défaut, on "chromatise"
les couches sensibles en y incorporant des colorants sensibilisateurs.
Remarque : selon cette sensibilité, on pourra
ou non travailler dans un laboratoire en présence de certaines
lumières ou, sans aucune lumière.
La synthèse soustractive des couleurs est le fondement de
tous les procédés modernes de la photographie couleur.
Le film couleur actuel est composé de trois couches de sensibilité
spectrale différentes (c'est à dire réagissant
de façon différente au rouge, au vert et au bleu)
et réagissant de façon comparable à une couche
noir et blanc. La couche supérieure est sensible à
la lumière bleue, la couche intermédiaire, à
la lumière verte et la couche de base est sensible à
la lumière rouge. En cours de développement, des colorants
se lient à l’argent et les images argentées
de chaque couche se transforment en images composées de touches
de couleurs. C'est donc à l’aide de ces principes de
soustraction des couleurs, et de divers colorants que l’on
a pu passer de la photographie noir et blanc à la photographie
couleur.
B.
Photographies instantanées ou polaroïde :
Les appareils à développements instantanés
produisent des photographies en noir et blanc ou en couleurs peu
après que le bouton, ait été déclenché.
La photographie se développe toute seule : on peut voir les
couleurs apparaître sur les photominutes. Les appareils à
développement instantané en couleurs fonctionnent
comme les appareils photographiques classiques, mais ils utilisent
des sections d’une pellicule couleurs spéciale au lieu
d’un film en ruban. Chaque morceau de pellicule contient les
couches de produits chimiques et de colorants nécessaires
au développement ainsi que des couches de cristaux d’argents.
Dès que l’on appuie sur le bouton du déclencheur,
l’appareil éjecte la pellicule. Lors de l’éjection,
la pellicule passe entre des rouleaux qui l’écrasent,
libérant ainsi les produits chimiques et les colorants. Les
produits chimiques développent les cristaux d’argents
et les colorants remontent depuis la couche argentée jusqu’à
la surface de la pellicule. A ce moment, les colorants se fondent
pour former une photographie en couleurs.
IV. Les expériences
A.
Développement :
EXPERIENCE
B.
Expérience complémentaire
EXPERIENCE
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