Une scène correctement exposée ne laisse parfois aucune marge de manœuvre. La lumière vive du jour impose une vitesse rapide qui fige le flou de l’eau en mouvement, ou un petit diaphragme qui étend la profondeur de champ au-delà de ce que l’on souhaitait. Un filtre à densité neutre résout ce problème en supprimant de la lumière sans favoriser aucune partie du spectre, réduisant l’éclairement qui atteint le film pour que l’exposition puisse être rallongée via une vitesse plus lente ou une ouverture plus grande. Le calcul est simple. Les pièges se trouvent dans le marquage, dans le posemètre qui ne peut plus lire la scène à travers le filtre, et dans un filtre puissant qui se révèle ni parfaitement neutre ni exactement de la puissance annoncée.

Densité, transmittance et échelle logarithmique

La valeur la plus fondamentale est la densité optique, le chiffre que Lee et Tiffen impriment sur leurs verres. La densité est définie de façon logarithmique : la transmittance est égale à 10 élevé à la puissance de la densité négative, T = 10^(-D). Un filtre de densité 0,3 transmet 10^-0,3, soit environ 50 % de la lumière incidente, soit une réduction d’un diaph (stop). Comme l’échelle est logarithmique, les densités s’additionnent : deux filtres 0,3 empilés donnent 0,6 et une perte de deux diaphs (stops) ; un 0,9 transmet environ 12,5 % et coûte trois diaphs (stops).

La conséquence pratique est que chaque 0,30 de densité équivaut à un diaph (stop) entier. Les valeurs courantes en découlent directement : 0,6 représente deux diaphs (stops) (25 % de transmission), 0,9 en représente trois, 1,8 en représente six (environ 1,56 %), et 3,0 représente dix diaphs (stops), ne laissant passer que 0,1 % de la lumière.

Le même filtre, trois étiquettes différentes

L’introduction promettait de la confusion, et la voici. Une deuxième convention, le facteur ND, indique le multiple par lequel l’exposition doit augmenter plutôt que la densité. Puisque chaque diaph (stop) divise la lumière par deux, le facteur double par diaph (stop) : ND2 équivaut à un diaph (stop), ND4 à deux, ND8 à trois, ND64 à six, ND1024 à dix. Le facteur est égal à deux élevé au nombre de diaphs (stops). Une troisième convention, plus approximative, indique simplement « 3-stop » ou « 6-stop ».

Le chiffre gravé sur le verre ne signifie rien tant que l’on ne sait pas quel système le fabricant a utilisé. ND2 équivaut à un diaph (stop), pas deux. ND16 équivaut à quatre diaphs (stops), pas seize. Hoya, B+W et Cokin impriment le facteur (ND8) ; Lee et Tiffen impriment la densité (0,9) ; Leica imprime le facteur comme multiplicateur (8x). Un 0,9, un ND8 et un filtre « 3-stop » sont le même article exprimé dans trois dialectes. Achetez selon le nombre de diaphs (stops) que vous voulez réellement et traduisez tout le reste avant que le filtre n’arrive devant l’objectif.

Mesurer à travers le filtre

Au-delà de trois ou quatre diaphs (stops), un problème pratique surgit que le calcul ignore : l’appareil ne voit plus. Un filtre de six à dix diaphs (stops) bloque tellement de lumière qu’un posemètre TTL, et la plupart des posemètres à main, ne peuvent pas donner une mesure fiable à travers lui, et l’autofocus ni le télémètre à image dédoublée ne peuvent pas non plus faire la mise au point. Le protocole est donc figé dans l’ordre. Mesurez la scène sans filtre et notez la valeur. Faites la mise au point sans filtre, puis passez l’objectif en manuel pour qu’il ne parte pas en chasse dans l’obscurité. Montez le filtre seulement ensuite, appliquez le facteur et réglez le résultat obtenu.

Appliquer le facteur signifie trouver une vitesse d’obturation que l’appareil propose. Une mesure de 1/250 s derrière un ND8 donne 1/250 × 8 = 1/31,25 s ; ce repère n’existe pas, vous réglez donc le plus proche, soit 1/30. Arrondissez à la valeur gravée plutôt que de chercher une décimale que l’obturateur ne peut pas délivrer.

Quand le calcul atteint ses limites : le défaut de réciprocité

Le calcul du facteur suppose que le film répond linéairement à la lumière, ce qui est vrai en dessous d’environ une seconde. Au-delà, les émulsions perdent leur sensibilité, et le temps calculé sous-expose le négatif. HARMAN, qui fabrique le film Ilford, donne la correction dans leur fiche Film Reciprocity Failure Compensation (David Abberley, 30 mai 2024) sous forme d’une loi de puissance : le temps corrigé Tc est égal au temps mesuré Tm élevé à un exposant P propre à chaque film, sans correction nécessaire en dessous d’une seconde. Les exposants varient selon l’émulsion : HP5+ est 1,31, FP4+ 1,26, Delta 100 1,26, Pan F+ 1,33, SFX 1,43. L’exemple chiffré d’Ilford : HP5+ mesuré à 10 secondes demande 10^1,31 = 20,4 secondes, à régler sur 20.

La même fiche porte le fait le plus utile en chambre noire. Les longues expositions augmentent le contraste, parce que les zones les plus lumineuses et les plus sombres du cadre se trouvent à des niveaux de lumière différents et subissent donc le défaut de réciprocité à des degrés différents au sein d’un même négatif ; les ombres perdent plus que les hautes lumières, et la courbe s’étire.

La structure du grain entre ici en jeu. Les films T-grain de Kodak sont bien plus tolérants que les émulsions classiques à grains cubiques : T-MAX 100 ne nécessite rien de 1/1 000 à 1/10 s, seulement +1/3 diaph (stop) à une seconde et +1/2 diaph (stop) à dix secondes (exposer à 15 s), et +1 diaph (stop) à 100 secondes. Tri-X est brutal en comparaison — environ +1 diaph (stop) à 1/100 000 s montant jusqu’à +3 diaphs (stops) à 100 secondes, où une minute mesurée doit être exposée environ huit minutes. Choisissez le film en fonction de la durée d’exposition, pas seulement pour le rendu.

Un exemple complet à dix diaphs

Prenons un exemple jusqu’au bout. Une mesure de 1/60 s derrière un filtre 3,0 / ND1024 donne 1/60 × 1024, soit environ 17 secondes — et 17 secondes dépasse largement le seuil du défaut de réciprocité, si bien que la valeur non corrigée est un piège. Sur HP5+, cela devient 17^1,31, soit environ 41 secondes. Sur FP4+ (P 1,26), environ 36 secondes. Sur T-MAX 100, les mêmes 17 secondes ne demandent qu’environ +1/2 diaph (stop), soit environ 25 secondes. Même lumière, même filtre, trois expositions différentes parce que les films subissent le défaut de réciprocité différemment. Le calcul ND donne le point de départ ; la fiche technique finit le chiffre.

Pas tout à fait neutre

Le « neutre » du nom est un objectif, pas une garantie. Les filtres puissants introduisent une dominante colorée : le Lee Big Stopper tire vers le froid et le bleu, les dix diaphs (stops) de B+W tendent vers le chaud. Sur un film panchromatique noir et blanc, ce n’est pas qu’un effet cosmétique — un « ND » à dominante bleue se comporte comme un faible filtre bleu sur le négatif, relevant les ciels et assombrissant les rouges par rapport à un verre véritablement neutre. Il existe une seconde fuite à haute densité. Aux alentours de 3,0, le filtre bloque tellement de lumière visible que le proche infrarouge résiduel devient une fraction mesurable de ce qui atteint le film, augmentant la densité dans les ombres et aplatissant le contraste. Le verre IRND existe pour le bloquer — le ProGlass IRND de Lee, et les gammes IRND de NiSi et Formatt-Hitech.

Deux notes pratiques supplémentaires. La puissance annoncée est approximative : les mesures indépendantes de Lee Big Stoppers ont donné environ 10,3 à 10,6 diaphs (stops) plutôt qu’un chiffre rond de dix, donc une seule trame d’étalonnage sur votre propre filtre vaut plus que le chiffre imprimé sur la bague. Et les ND variables, constitués de deux polariseurs croisés que l’on tourne l’un contre l’autre, économisent de la place mais échouent près de la densité maximale, où les rayons obliques ne sont pas atténués uniformément et un « X » sombre traverse le cadre, surtout prononcé sur les objectifs grand-angle et ultra-grand-angle ; restez en dessous du maximum indiqué. L’empilement de filtres fixes a ses propres inconvénients — vignettage sur les grands-angles et réflexions entre les surfaces de verre — donc privilégiez un seul filtre haute densité plutôt qu’un empilement dès que possible.