Les collisions de gouttes

Collision de gouttes (Water Drop Photography)

 
Introduction:
Cette technique fait partie de la photo haute vitesse, vous trouverez une mine d’informations sur internet, souvent en anglais ou en allemand, voici quelques appellations courantes: Water drop photography, water drop collision, wessertropfen kunst fotografie etc…
Pour résumer la situation il faut générer deux gouttes à un intervalle régulier, la première descend et rebondit dans un bocal d’eau, ensuite la deuxième descend et entre en collision avec la 1re, à ce moment précis, il faut saisir en photo cette collision, grâce à un flash et votre appareil photo. 
 
Pour commencer voici quelques photos de collision avec des couleurs naturelles, je précise que ce sont mes premières collisions uniquement avec de l’eau colorée en travaillant la technique et les mélanges liquides, il est possible d’obtenir des collisions plus esthétiques.
Note: vous pouvez agrandir en cliquant sur l’image et Echap pour revenir.

Pour réussir ce genre de photo, il vous faut un minimum de matériel que je vais énumérer ci-dessous. Malheureusement ne comptez pas faire tomber des gouttes d’eau à une cadence précise afin qu’elles entrent en collision, que ce soit avec un mini robinet ou un compte-gouttes, cela est quasiment impossible ou alors avec un coup de chance extraordinaire…
 
Le matériel nécessaire:
Un réservoir d’eau avec une compensation de la pression atmosphérique, c’est-à-dire que la pression du volume d’eau sur mon goutteur sera toujours la même, ce réservoir s’appelle une bouteille de Mariotte, nous verrons comment la construire pour quelques euros.
Une électrovanne pour faire tomber des gouttes à la demande.
Un cadenceur d’électrovanne électronique fabrication maison ou industrielle.
De l’eau ou un liquide plus dense le liquide à son importance pour le résultat final et facilite la tâche.
Un récipient pour recevoir les gouttes
Un ou plusieurs flashs
Et bien sûr un appareil reflex

Commençons par la bouteille de mariotte :

 Vous pouvez utiliser une bouteille ou tout autre vase cylindrique, j’ai fait la mienne dans une gourde sport avec paille, elle est graduée et la fermeture est parfaitement étanche.
Le but est de percer une bouteille pour introduire un petit tuyau qui plongera dans le liquide, permettant ainsi de laisser passer l’air, vous pouvez faire varier la pression légèrement en descendant plus ou moins ce tuyau. C’est le passage de l’air en dessous du niveau de l’eau qui permet d’obtenir une pression constante.
 
Pensez à laisser une ouverture que l’on puisse fermer hermétiquement pour le remplissage, que ce soit par le haut ou par le bas.

Ci-dessus ma bouteille

L’électrovanne

Attention, toutes les électrovannes ne conviennent pas, il faut qu’elles puissent générer de 7 à 10 gouttes seconde, il faut prendre des électros vannes basse tension 12 volts, elles sont pilotables par des interfaces basse tension.
Voici quelques marques qui conviennent :
Airtac 2V025-08 DC 12V PT1/4 Solenoid Valve 2 Position 2 Way IP65
Chuka model 2V025-08 DC12V –  BSP Solenoid valve 12V 2 port water Air oil 2W-025-08 12VC  –  Shako PU220AR de Apex industrial supply
note: vous pouvez trouver des électrovannes de marque différentes qui fonctionnent parfaitement.
Diamètre courant des buses de sortie électrovanne: de 2,3mm à 4,5mm, la dimension de 4mm est la plus utilisée.
Diamètre de la buse de sortie et durée d’ouverture de l’électrovanne: 2,3mm de 7 à 30 ms, buse de 3,25 de 25 à 50 ms, buse de 4,55mm de 50 à 70ms ( ces chiffres sont variables suivant la densité de votre liquide)
En général les électrovannes pour essence ou huile auto conviennent, vous pouvez les trouver sur un site d’enchères connu, vous taper « 2V025-08 DC 12V PT1/4 Solenoid Valve », le prix est de l’ordre de 10 euros port non compris.

Le générateur ou cadenceur :

Vous avez deux possibilités :
Le générateur fait maison, il offre l’avantage d’être moins cher il est très facile à faire par contre il faut le piloter avec un ordinateur. Il se fabrique à base d’une interface à microprocesseur de la marque Arduino type UNO au prix de 7 euros port compris. Il est monté sur une plaque a essais ou vous pouvez placer tous les composants sans utiliser de fer à souder.
 
Matériel nécessaire au montage de cette interface ordinateur:
1 plaque à essais électronique…………….. 7 euros
1 carte Arduino (UNO R3)…………………….. 7 euros
Câble USB/arduino ( fournis avec la carte) 1 euro
1 Circuit intégré 8 transistor UL N2803A… 1 euro
2 opto coupleurs 4N 35………………………….. 2 euros
2 résistances de 330 ohms………………………..0,20 euro
1 boîtier coupleur de 8 piles 1,5 V …………. 5 euros
1 cordon de déclencheur pour votre APN .. 6 euros
1 prise de synchros PC flash (facultatif) .. 5 euros
des fils pour relier les composants (récupération
Ce qui nous fait un total de…………………………………32,26 euros
 
Votre 1er travail est de câbler votre carte :
 
Note: en cas de mauvais câblage je n’assume aucune responsabilité
 
attention les circuits intégrés ont un sens repéré par une encoche, à gauche sur ma photo, cette encoche sera à gauche dirigée vers la carte arduino, idem pour les 4N35, ils sont munis soit d’ une encoche, soit un petit rond en bas à gauche comme le 4N35.

Ne forcez pas, poussez doucement pour ne pas plier les pattes.

Commencer par le ULN2803 et ensuite par les deux 4N35
Poser vos deux résistances, attention les valeurs sont 330 ohms(orange orange brun) à la place de 1K ohms
 
ensuite il faut câbler exactement comme sur mon schéma toutes les liaisons avec les fils fournis avec votre plaque d’essais, sinon utilisez de petits fils rigides d’un diamètre égal à vos pattes de résistances, sur mon schéma j’ai mis des couleurs pour bien suivre le montage, mais peut importe la couleur ce sont les branchements au bon endroit qui comptent.
Note: sur la photo de droite vous avez une partie de plaque, il est important de savoir que sur une rangée (a à f) tous les contacts sont reliés entre eux, que vous placiez votre fil en 1a, 1b,1c,1d,1e, 1f le résultat sera le même, idem pour la partie inférieure 1g,1h,1i, 1j, 1k,1l = même contact…
Pour le négatif (sous le trait noir) tous les trous situés sous cette ligne sont reliés entre eux,
Pour le positif (sur le trait rouge) tous les trous situés au-dessus de cette ligne sont reliés entre eux

Note:
La carte Arduino est alimentée par le port USB
Pour effectuer ce montage aucune connaissance en électronique est nécessaire, il faut suivre pas à pas mes conseils ou ceux de Patrice qui sont au top

Par où commencer une fois votre carte montée:

 
Il faut télécharger les logiciels Arduino et Droplet
ar contre je vous ai mis plus bas quelques explications pour débuter
 
Pour la partie logiciel j’ai utilisé le pilote fourni par Arduino je vous conseille d’utiliser le logiciel Windows zippé qui contient tous les pilotes nécessaires. Allez sur le site Arduino : https://www.arduino.cc/ – dans Download à droite, téléchargez « windows zip file for non admin install »
 
Pour faire fonctionner votre carte, il faut la piloter avec un logiciel (droplet) qui a été réalisé par Stephan Brenner que je remercie au passage) :  Lien de téléchargement droplet ver 0.1.3.
 
 
Dans l’ordre:
Créer un nouveau dossier que vous appelez «goutte» ou autre.
Dans ce dossier, placer les logiciels Arduino et Droplet, ensuite, dézippez ces 2 fichiers, ce qui vous donne deux dossiers un «Arduino-1.6.12» et un autre «droplet-0.1.3»
Dans le dossier Droplet dézippez «sketch_droplet,zip».
Dans le dossier Arduino lancer le fichier « arduino.exe »
Ensuite, connecter la carte Arduino
Normalement il reconnaît la carte, cliquez sur «outils» et en dessous vous devez voir le port com et le type de carte qui s’affichent
Vous pouvez cliquer sur outil/port série pour vérifier ce port (pour moi c’est le 8)
Vous pouvez également cliquer sur type de carte et vous vérifiez que ce soit bien la « Arduino/Genuino Uno » ou la « Arduino uno », voir photos ci-dessous

9. Ensuite vous faite «fichier », «ouvrir»vous allez dans le dossier «goutte/arduino/ sketch_droplet» et vous cliquez sur le fichier sketch_droplet.ino et ouvrir
 
10. Vous aurez une fenêtre comme celle ci-dessous avec un fichier système qui s’affiche nommé sketch_droplet, ne cherchez pas à décrypter ce fichier, le but est de transférer sur la carte tous les dossiers dans l’ordre de gauche à droite: skecht_droplet, droplet.cpp, droplet.h, logginc.cpp, logging.h, protocol.ccp, protocol.h et pour terminer utils.h.
 
11. Pour transférer chaque dossier ouvert cliquer sur la flèche verte qui devient jaune, vous avez une barre d’avancement et un message de bon transfer.Sur la copie d’écran ci-dessus, vous pouvez voir les trois niveau de rotation: (A) rotation supérieure, (B) rotation intermédiaire, (C) rotation basse en contre-plongée.Avec une focale fixe vous pouvez vous approcher du sujet (D) pour saisir un détail.
Au centre votre s

12. A chaque téléversement vous avez un curseur vert d’avancement du téléversement.
 
13. Vous pouvez suivre également ce travail sur votre carte Arduino qui est munie de 2 LEDS orange RX et TX qui clignotent lors d’un transfert.
 
14. Une fois ces données transférées, le logiciel arduino.exe peut être fermé, et ne sera plus utilisé car tout est dans la carte. 

Installation du logiciel droplet

Dans le dossier droplet vous avez deux exécutables version 64 bits «droplet_\0.1_x64.exe» et une version 32 bits «droplet_\0.1_x86.exe» vous cliquez sur votre version.
Attention, ce programme utilise Java, il faut donc qu’il soit installé sur votre ordinateur sinon télécharger Java à partir du site WWW.java.com
Nous verrons plus bas le fonctionnement.
 
Les générateurs du commerce:
Vous allez trouver sur internet des générateurs Allemands, Anglais ou Américains, je ne fais pas de pub, à vous de voir.
Leurs avantages ils sont fournis avec l’électrovanne, la bouteille de Mariotte, ils sont prêts à fonctionner pas besoin d’interface et de logiciel spécifique.
Il faut compter de 200 à 400 euros le générateur, avec toutes les prises flash, prise appareil photo bouteille, support de bouteille, il ne reste plus qu’à brancher votre appareil photo et votre flash,mettre de l’eau et effectuer les réglages tout de même.
 
 
Les réglages d’ouverture des électrovannes (durées données pour de l’eau):
Hauteur de la buse au bac récepteur = 39cm
Diamètre de la buse = 4mm
Durée ouverture 1re goutte = 28ms (ms = milliseconde)
Délai flash = 400
Intervalle entre la 1re goutte et la 2e = 149ms durée ouverture 2e goutte 28ms
Intervalle entre la 1re goutte et le déclenchement de l’appareil photo 120ms durée de la pose 400 ms
 
Notes: ces intervalles et la durée d’ouverture varient suivant la viscosité de votre liquide, il faut faire des essais avant de trouver le bon réglage, surtout notez ce que vous faites et préparez vos liquides avec des dosages précis. Attention notez bien la hauteur buse/récepteur de manière à avoir des valeurs identiques lors de vos essais.

Préparation des liquides:

Tout comme moi, commencez par de l’eau pour trouver les bons réglages, mais retenez bien que ce n’est pas le plus facile.Vous pouvez utiliser des produits différents dans le générateur (bouteille) et dans votre bac récepteur, ce qui varie les résultats. Pour débuter, commencer les mélanges uniquement dans le bac récepteur.
Coloration: colorants alimentaires, acryliques, ou des encres d’imprimante (attention aux taches), il faut doser vos préparations (compte-gouttes, verre doseur, etc) et noter vos dosages. Exemple colorant jaune pour la bouteille et bleu pour le bac, ce qui vous donne une couronne jaune avec une tige bleue.
Les liquides:(tous ces liquides peuvent être colorés), pour l’eau, vous pouvez ajouter une à deux gouttes de produit de rinçage lave vaisselle. Le lait ½ écrémé offre l’avantage d’absorber la lumière il est plus facile pour commencer.
Les épaississants: pour épaissir votre eau vos pouvez utiliser de la gomme de guar qui est un épaississant alimentaire, la proportion est d’environ 1 cuillère à café pour un litre d’eau, faire chauffer et filtrer avec un filtre à café, pour mes préparations je fais mon mélange la veille, je filtre et je l’utilise le lendemain.
 
Le récepteur de gouttes:
C’est un récipient rempli de liquide coloré ou non, les formes les plus utilisées sont:
un récipient cylindrique de 7 à 8 cm de diamètre et de 2 à 5 cm de hauteur.
 
Vous trouverez de tout sur internet: bol, tasse à café, verre large, mais toujours de petites dimensions…
 
Positionnement de l’électrovanne par rapport au bac récepteur:
La hauteur de la buse de sortie électrovanne au niveau de l’eau de bac récepteur est d’environ 30 à 60 cm, si vous augmentez cette distance, vous aurez des éclaboussures à mon avis une hauteur de 40 cm est convenable.
 
 
Flashs et fonds:
 Vous pouvez utiliser 1, 2, ou 3 flashs, dans un premier temps, commencez par un flash derrière un panneau blanc translucide.
Réglages: pour obtenir un éclair ultra rapide, il faut travailler en puissance réduite de l’ordre de 1/30ème à 1/128ème de la puissance de votre flash (1/64ème me semble bon)
Position: la meilleure position est de chaque côté du récepteur
Distance du fond: de 30cmà 40cm, ce fond doit avoir une surface mate
Couleur du fond: pour commencer, un fond blanc sera parfait
Couleur de la lumière: vous pouvez utiliser des feuilles de couleur devant votre flash, personnellement j’utilise des protège-cahiers translucides.
Commande: la meilleure solution est de commander vos flashs par la carte arduino.
 
L’appareil photo:
La focale idéale est 100mm, ce qui permet de ne pas être trop proche des éclaboussures, il faut travailler à une distance minimum de 30cm pour éviter les projections d’eau. Avec un 200mm + bague allonge, je suis entre 70 à 80 cm  suivant la bague, un petit rappel, quelle que soit la focale, la profondeur de champ est toujours la même.
Placez un clou dans le vase, faire tomber des gouttes et déplacer votre bac de façon à ce que les gouttes tombent sur la pointe.
Faire la mise au point en mode manuel sur votre clou
L’appareil: reflex, bridge, ou hybrides. Le principal est de pouvoir se mettre en mode pose.
Sensibilité ISO: 100 à 200 si possible sinon plus si vous n’avez pas le choix
Vitesse d’obturation en mode bulbe (B)
Ouverture F14 à F16 même F18
Stabilisateur sur off
Trépied obligatoire
Déclenchement par l’interface du générateur

Ci-dessous schéma de la mise en situation (flash arrière)

Ci-dessous schéma de la mise en situation (avec 2 flashs)

Ci-dessous collisions avec un fond translucide blanc et un flash derrière

Ci-dessous collisions avec deux plaques translucides une de chaque côté,  avec 1 flash de chaque côté.