Un même négatif peut donner deux tirages très différents selon la seule façon dont l’agrandisseur l’illumine. Une vue de Tri-X 400 qui se stabilise au grade 2 sous une tête à diffusion peut nécessiter le grade 1 sous un condenseur pour conserver la même séparation dans les hautes lumières, et le grain qui paraît net sur un tirage peut s’adoucir sur l’autre. La cause n’est ni l’objectif ni le papier, mais la géométrie de la lumière atteignant l’émulsion ; le mécanisme physique qui relie les deux est l’effet Callier.

Comment les deux sources de lumière diffèrent

Un agrandisseur à condenseur place une ou plusieurs lentilles de grand diamètre entre la lampe et le négatif. Ces condenseurs collectent la lumière et forment un faisceau directionnel quasi collimaté qui traverse l’émulsion comme lumière spéculaire, en rayons presque parallèles. Un agrandisseur à diffusion place au contraire le négatif sous une chambre intégratrice ou une feuille de verre opale, de sorte que la lumière arrive d’un large éventail d’angles. Les têtes couleur dichroïques (Durst, Kaiser, le Leitz Focomat) sont la variante à diffusion la plus répandue aujourd’hui, aux côtés des tubes à lumière froide classiques et, plus récemment, des têtes LED à contraste variable dédiées.

La distinction importe parce que les grains d’argent de l’image n’absorbent pas simplement la lumière ; ils la diffusent aussi. Dans les zones denses et fortement développées du négatif, l’argent accumulé dévie une partie du faisceau transmis hors de son chemin d’origine. Sous l’éclairage directionnel d’un condenseur, la lumière diffusée loin de l’axe optique est effectivement perdue de la voie d’imagerie, si bien que les zones denses apparaissent encore plus denses. Sous un éclairage diffus, la lumière arrive déjà de toutes les directions, et les rayons diffusés sont en permanence remplacés par des rayons diffusés vers l’axe depuis les directions voisines, de sorte que le même argent semble moins dense.

L’effet Callier et son coefficient

Cette dépendance de la densité mesurée vis-à-vis de la géométrie d’éclairage a été décrite pour la première fois par André Callier (1877–1938), opticien belge, en 1909. L’article principal parut en allemand sous le titre « Absorption und Diffusion des Lichtes in der entwickelten photographischen Platte » dans la Zeitschrift für wissenschaftliche Photographie, Photophysik und Photochemie 7, 257–272 ; la forme abrégée en anglais souvent citée est « Absorption and scatter of light by photographic negatives », J. Phot. 33 (1909). Un traitement optique rigoureux, tenant compte de la cohérence plutôt que de la seule diffusion géométrique, vint beaucoup plus tard de Chavel et Loewenthal en 1978 (J. Opt. Soc. Am. 68(5):559).

L’effet est quantifié par le coefficient Callier, ou facteur Q, défini par Q = D_dir / D_dif — le rapport de la densité spéculaire (directionnelle) à la densité diffuse. La diffusion ne pouvant que soustraire de la lumière à un faisceau directionnel, Q est toujours supérieur ou égal à 1. Pour les émulsions argentiques courantes, Q dépasse généralement 1,2, et il n’est pas constant sur l’ensemble du négatif : il augmente avec la densité diffuse, parce que les hautes lumières plus denses contiennent plus d’argent et diffusent donc proportionnellement davantage de lumière. Comme les hautes lumières d’un négatif correspondent aux ombres du tirage, une tête à condenseur étend la plage de densité du négatif de façon non uniforme, en amplifiant le contraste là où le développement a déposé le plus d’argent.

La taille du grain est la variable déterminante

Q ne dépend pas de la seule densité ; il dépend fortement de la taille du grain. Les grains d’argent développés plus grands diffusent la lumière plus efficacement, si bien qu’une émulsion à gros grains et haute sensibilité présente un coefficient Callier plus élevé et un écart condenseur/diffusion plus important qu’une émulsion à grain fin. La relation est assez précise pour fonctionner en sens inverse : le diamètre médian du grain développé est une fonction logarithmique du rapport densité spéculaire/densité diffuse, ce qui explique précisément pourquoi le quotient de Callier sert à mesurer la taille du grain (SMPTE, « Grain Size Determination and other Applications of the Callier Effect »).

Le message pratique est que le choix de la tête importe le plus pour les films à gros grain et le moins pour les films fins. Un film 35 mm rapide comme Tri-X 400 ou HP5 Plus montrera un écart proche d’un grade complet ; un film à feuilles à grain fin comme FP4 Plus ou T-Max 100 montrera plutôt un demi-grade sur le même agrandisseur.

Prenons un exemple concret. Supposons une vue de Tri-X 400 développée dans D-76 1+1 à 20 °C (68 °F), et qu’un densitomètre indique une plage de densité diffuse d’environ 1,05 sur l’échelle de tirage — un indice de contraste normal pour le grade 2 sur une tête à diffusion. Placez ce même négatif sous un condenseur : les hautes lumières, où Q est bien supérieur à 1, lisent avec une densité spéculaire gonflée ; la plage effective s’étire à environ 1,3–1,4, soit environ un grade de plus. Pour tenir le tirage, on descend du grade 2 au grade 1. Répétez l’exercice avec T-Max 100, dont le grain plus fin donne un Q plus faible, et l’étirement est moindre — proche d’un demi-grade — de sorte qu’un demi-grade de filtration à contraste variable suffit à retrouver l’équilibre.

Adapter le développement à la tête

Plutôt que de combattre la différence à la table d’agrandissement, vous pouvez l’intégrer dès le développement. La pratique publiée par Kodak, présente sur les tableaux de développement depuis au moins le début des années 1950, consiste à développer un négatif destiné à un condenseur environ 30 % moins qu’un négatif destiné à la diffusion — c’est-à-dire à un niveau de densité et de contraste plus bas, afin que le gain de contraste apporté par le condenseur vous ramène à un grade normal. Avec un révélateur comme D-76 ou HC-110, cela signifie caler votre indice de contraste cible sur la tête plutôt que de sur-développer et d’imprimer soft. La question poussière-et-rayures suit la même optique : la lumière collimatée du condenseur projette une ombre dure et non remplie à l’endroit d’un défaut de surface, si bien qu’un grain de poussière s’imprime comme un point noir net, tandis que la lumière diffuse remplit cette ombre depuis les angles voisins et le même grain disparaît presque — la géométrie même qui crée la différence de contraste entraîne aussi la suppression des défauts. Les têtes à diffusion fonctionnent également à plus basse température, ce qui réduit le risque de déformation des négatifs sous la chaleur lors de longues expositions.

Choisir entre elles

Aucune source n’est intrinsèquement supérieure ; chacune échange un ensemble de propriétés contre un autre. Si vous tirez sur papier à contraste variable, le spectre de la source lumineuse devient une deuxième considération. Ilford Multigrade porte deux émulsions — une couche bas contraste sensible à la lumière verte et une couche haut contraste sensible à la lumière bleue — et le grade est réglé par le rapport vert/bleu. Les tubes à lumière froide classiques émettent principalement dans le bleu, ce qui surexpose la couche haut contraste et pousse les tirages plus fort que ne le suggère la filtration ; c’est précisément pourquoi Aristo et d’autres ont ensuite fabriqué des têtes à lumière froide double-tube pour le VC, et pourquoi les têtes dichroïques et les têtes Multigrade dédiées offrent un contrôle de grade plus propre. Une exception utile supprime entièrement la question de la tête : un film noir et blanc chromogène développé en C-41, comme Ilford XP2 Super (ou le Kodak BW400CN, aujourd’hui abandonné), forme son image à partir de nuages de colorant qui absorbent plutôt que ne diffusent la lumière, de sorte que Q s’approche de 1 et que le contraste du tirage est quasi indépendant de l’agrandisseur utilisé.

Ansel Adams tirait presque exclusivement sous des sources à lumière froide diffuse, les jugeant plus en accord avec la tonalité inhérente du négatif, et dans The Negative (1981, ch. 10) il donne des valeurs de densité cibles distinctes pour les zones I, IV et VIII selon que l’on utilise un agrandisseur à condenseur ou à diffusion, plutôt que de considérer qu’un même négatif convient aux deux. Le choix raisonné dépend donc des négatifs en main : les têtes à condenseur conviennent aux négatifs fins ou peu contrastés et récompensent une manipulation irréprochable du film, tandis que les têtes à diffusion conviennent aux négatifs denses ou contrastés, pardonnent les défauts physiques mineurs et — surtout avec le 35 mm à gros grain — maintiennent le contraste plus proche de ce que le développement lui a donné.

Image : Ford Bowers tirant des photographies sur un agrandisseur autofocus, laboratoire photographique Dow (1947), via Wikimedia Commons, domaine public