J’ai divisé mon exposé en deux parties.
1è partie: la photo haute vitesse avec des liquides, des gouttes d’eau, des éclatements etc… 2è partie: la photo à très haute vitesse, avec une carabine à plomb (vitesse de la balle 176m/s)

1ère partie la photo haute vitesse.

La photographie à grande vitesse est un secteur captivant qui offre la possibilité de conserver éternellement des instants fugaces. Que l’on parle d’un verre qui se casse, d’une collision de gouttes d’eau ou d’un ballon qui explose, les options sont nombreuses. Prendre en photo ces actions est simple et à la portée de tout photographe. Nous allons, voir les diverses méthodes à appliquer et l’équipement indispensable pour réaliser des photos à grande vitesse.

Principe de la photo haute vitesse 
La photographie à grande vitesse est une méthode qui permet de saisir des instants très rapides souvent invisibles à l’œil nu. Les actions se produisent la plupart du temps en un dixième de seconde ou même en millième de seconde. L’objectif est de capturer ces moments fugaces afin de présenter le sujet sous un angle inédit et de réaliser des images exceptionnelles. Les images à grande vitesse sont fréquemment utilisées pour illustrer des expériences scientifiques, pour mettre en évidence des phénomènes naturels ou pour générer des œuvres artistiques. Pour réaliser cela, la photographie à grande vitesse nécessite un éclairage et du matériel spécifique, ainsi qu’une préparation soigneuse.

L’équipement pour la photo haute vitesse 

L’appareil photo.
Il est possible d’utiliser n’importe quel appareil photo reflex ou hybride pour capturer des images à grande vitesse. La seule exigence est que l’appareil dispose d’un réglage d’exposition manuel ou B. Ces modes sont identifiés par les lettres M ou B sur la molette ou dans le menu de l’appareil.
L’objectif : Vous pouvez choisir l’objectif qui vous convient le mieux. Néanmoins, une longue focale empêchera d’ombrer la scène ou d’éclabousser votre équipement lorsque vous photographiez des gouttes d’eau, de la farine ou d’autres éléments susceptibles d’endommager votre matériel.

L’ éclairage : L’éclairage constitue l’un des aspects les plus cruciaux pour garantir la réussite de vos photographies à haute vitesse. Pour optimiser ce processus, il est préférable d’utiliser plusieurs flashs déportés disposés autour du sujet plutôt que de se fier à un éclairage continu. Il est essentiel d’avoir des flashs capables de communiquer sans fil avec votre appareil photo ou d’utiliser un déclencheur à distance. Sachez que des flashs d’entrée de gamme sont tout à fait adaptés à cet usage.

Le déclencheur : Pour faciliter encore plus votre tâche, un déclencheur automatique (trigger) pourra être d’une grande aide. Vous pouvez également utiliser un déclencheur sans fil.

Le trépied : élément indispensable pour réaliser vos photos, il sera nécessaire d’ajuster manuellement le cadrage sur le sujet. Étant donné que votre caméra sera fixée à un trépied, vous n’aurez besoin de le faire qu’une seule fois pendant toute la session.
Le trigger de déclenchement automatique :
C’est un appareil qui va permettre de déclencher automatiquement un ou plusieurs flashs et un appareil photo. Ils peuvent déclencher la prise de vue de plusieurs façons :

Capteur sonore : Photographiez l’instant T d’une explosion de ballon rempli d’eau, d’un bris de verre, etc., avec ce mode. En un temps record, le trigger déclenchera votre appareil photo ou votre flash dès qu’il captera une source sonore.
Capteur de lumière : Ce mode permet de déclencher votre appareil photo en une fraction de seconde lorsque le trigger capte un éclair. Ainsi, ce mode très apprécié pour la photo d’orages offre une réactivité instantanée, de quoi réussir tous vos clichés.
Capteur laser : il peut détecter n’importe quel mouvement grâce à son capteur laser. Le principe est simple : un capteur permettant de recevoir un très fin rayon laser fera déclencher l’appareil photo sur tout objet qui passera devant ce rayon, de la plus infime goutte d’eau au gibier, oiseau, etc.

Ci-contre un trigger « Miops »

La vitesse d’obturation
En général les appareils photo peuvent atteindre des vitesse d’obturation de 1/8000è de seconde, ce qui est souvent suffisant. Une barrière infrarouge est suffisante pour déclencher la prise de vue.
Pour obtenir des vitesses d’obturation ultra rapide il faut utiliser l’éclair d’un flash qui est capable de monter à des vitesses de 1/30.00ème de seconde.

Capturer une action grâce au flash

L’emploi de flashs représente la méthode la plus simple et la plus répandue dans la photographie à grande vitesse. Toutefois, il est important de réaliser que l’intensité du flash influence directement la durée de l’illumination. En règle générale, un flash utilisé à pleine intensité génère une lumière durant environ 1/1 000e de seconde. Cela reste insuffisant pour capturer des mouvements très rapides. En réduisant l’intensité du flash à 1/128e, la durée de l’éclairage peut être diminuée de manière significative, atteignant parfois jusqu’à 1/40.000e de seconde. Il est à remarquer que certains flashs professionnels peuvent fournir une intensité encore plus faible pour raccourcir la durée de l’éclair.
Étant donné que vos éclairages seront employés à une intensité réduite, il sera essentiel de les rapprocher du sujet. Par exemple, si vous utilisez un flash à pleine puissance à un mètre du sujet et que vous diminuez sa puissance à 1/128, il vous faudra rapprocher le flash à un peu moins de 10 cm du sujet pour obtenir un éclairage similaire.

Flash haute vitesse à LED
Le Vela One est le flash le plus rapide du marché. Prenez des photos d’une netteté exceptionnelle de balles supersoniques et d’explosions avec un reflex classique.   
La largeur d’impulsion est réglable entre 500 ns (1/2 000 000 s) et 5 µs (1/200 000 s), ce qui est suffisamment rapide pour figer une balle de fusil à grande vitesse en vol. Le flash peut émettre des éclairs continus jusqu’à 50 ips et des rafales jusqu’à 100 kHz. Cette impulsion extrêmement courte nécessite une luminosité bien supérieure à celle des autres flashs LED pour obtenir une exposition raisonnable dans ce laps de temps. Le Vela One est équipé de neuf LED intégrées ultra-lumineuses de 5 000 lm, boostées à plus de 2 000 %, pour un flux maximal de 1 million de lumens.

Travailler dans le noir total 

Pour capturer une action très rapide, il semble judicieux d’opter pour une vitesse d’obturation élevée afin de geler le mouvement. Toutefois, il est en réalité souvent plus simple d’utiliser une obturation plus lente associée à un flash très bref. Ainsi, il sera essentiel de se trouver dans un environnement totalement sombre. Même la plus petite lueur, comme une fenêtre légèrement ouverte ou une porte laissant passer un peu de lumière, peut influencer la qualité de vos photos. De plus, il pourra être nécessaire de créer un cadre sombre autour du sujet pour réduire les reflets lumineux dans la pièce. Enfin, n’oubliez pas de laisser un éclairage faible pour pouvoir ajuster la composition et travailler. Ce dernier devra être éteint à chaque prise de vue.


Comment régler votre appareil photo 

Mode : Pour réaliser des photographies à grande vitesse, commencez par mettre votre appareil en mode manuel pour maîtriser totalement les divers réglages du triangle d’exposition. Pour les poses longues, vous pouvez utiliser le mode B
Ouverture : choisir une ouverture située entre f/8 et f/11. Cela augmente la profondeur de champ et améliore les chances d’avoir un sujet bien net.
Sensibilité ISO : choisir une faible valeur pour réduire le bruit. N’augmentez cette valeur que si vos flashs sont incapables de fournir assez de lumière.
La vitesse d’obturation : En général, les appareils photo peuvent atteindre des vitesses d’obturation de 1/8000 è de seconde, ce qui est en général suffisant. Une barrière infrarouge est suffisante pour déclencher la prise de vue.
Pour obtenir des vitesses d’obturation ultra rapide, il faut utiliser l’éclair d’un flash qui est capable de monter à des vitesses de 1/35.000ème de seconde.

La mise au point : Il faut prévoir un éclairage pour faire la mise au point et ensuite éteindre les lumières. Pour les collisions de gouttes, j’utilise une tige pointue placée à l’endroit de la collision. Pour les animaux, il faut faire la mise au point sur le passage des animaux. Pour les chutes d’objets, j’utilise un fil à plomb.

Protection de votre objectif: il faut utiliser un filtre neutre de protection, car vous, avec souvent des éclaboussures avec les liquides, vous pouvez faire une série de photos sans problème et, parfois, dès la deuxième photo, votre objectif est taché, donc nettoyage avec un produit spécial objectif, surtout avec le lait. Si vous cassez du verre des éclats peuvent atteindre l’objectif si vous travaillez trop près.

Le problème de la profondeur de champ:
Plus vous êtes proche du sujet, plus votre profondeur de champ diminue, avec des risques d’éclaboussures.
La bonne distance est en général à 70 à 80 cm du sujet.
Ouverture de F10 à F22, avec une petite ouverture, vous êtes obligé de monter en ISO
Si votre sujet est grand par exemple un bol de lait il est important de bien vérifier votre profondeur de champ, ce qui est différent d’une tasse à café

Ci-dessous un tableau:  distance sujet/appareil photo – ouverture/profondeur de champ en cm. Ce qu’il faut retenir c’est la profondeur de champ en fonction de la taille du sujet…
Note: sur des sujets sans éclaboussures vous pouvez travailler à 50 cm

Comment déclencher la photo  
La première méthode consiste à commencer la capture un peu avant que l’événement se produise et à garder le bouton enfoncé jusqu’à sa conclusion.
Si vous ne pouvez pas rester près de l’appareil pendant la prise de vue, il est possible d’utiliser un déclencheur à distance.
Toutefois, ses méthodes nécessitent une bonne anticipation et beaucoup de patience pour atteindre le timing idéal.
N’oubliez pas que, pour la chute d’objets, il faut déclencher à la milliseconde
Pour maximiser vos chances de réussite, vous pouvez opter pour un appareil de déclenchement (trigger) qui va déclencher
votre appareil photo et les flashs au moment idéal, même si l’événement ne dure qu’une fraction de seconde. Par exemple, vous avez la possibilité de déclencher la prise de vue dès qu’un bruit est perçu.

Les méthodes de prises de vue

Ci-dessous la méthode pour prendre l’éclaboussure de la chute d’un objet (fraise,balle,etc) avec un trigger automatique en mode rayon lumineux.

Ci-dessous montage pour crever un ballon rempli d’eau. Dans un tube je fais chuter une fléchette.

Ci-dessous l’explication d’une collision de goutte ( voir ma page explications technique)

Ci-dessous, voici des photos avec l’explication de la méthode utilisée

Ci-dessous : photo très haute vitesse d’une balle (flash Vela-one à 1/2000.000è de seconde

Ci-dessous trigger de déclenchement par la lumière

Ci-dessous déclenchement au son, d’une bille de verre sur un tas en acier. Le retard du trigger est réglé sur 0, 10 ,20 millisecondes. Ce principe peut être utilisé pour des animaux, des véhicules ou autres…

Le retard de déclenchement du flash est de 0 millisecondes, le bille remonte de 8 mm.

Le retard de déclenchement du flash est de 10 milliseconde, la bille remonte de 14,8 cm

Le retard de déclenchement du flash est de 20 millisecondes, la bille remonte de 17,8 cm

ci-dessous déclenchement avec un trigger et un faisceau lumineux (lampe de poche ou laser)

Ci-dessous 3 collisions de goutte

Ci-dessous déclenchement avec un rayon laser

Voici l’astuce pour effectuer les photos ci-dessous

Le principe est très simple, j’utilise un verre collé sur une planchette munie d’une charnière de manière à diriger la chute toujours au même endroit. Quand les deux plaques de métal se touchent cela créé un bruit qui déclenche mes deux flashs grâce à un trigger qui est sensible au son.

Ci-dessous photos haute vitesse au marteau

J’utilise un marteau monté sur un axe de manière à maîtriser sa chute.

Cette image montre un plomb diabolo de calibre 4,5 mm se déplaçant à 176 mètres par seconde à travers trois craies.

 La méthode

Commençons par le matériel
Une carabine à air comprimé de 7,5 joules, vitesse du plomb environ 176 m/s
Un laser de pointage fixé sur le canon de la carabine
Plombs diabolo 4,5mm plate et pointue
Chevalet de support carabine
Trigger de déclenchement à faisceau laser Miops
Support porte-objet réglable
Support pour appareil photo avec protection éclaboussures
Support pour flash avec protection éclaboussures
Un flash durée éclair de 1/30.000/s
Un flash durée éclair de 1/100.000/s (suffisant pour fixer le plomb en plein vol)
Protection arrière pour recevoir les plombs avec mousse anti-rebond
Fond en tissu noir
Protections diverses en plastique des supports pour éviter les éclaboussures

Ci-dessous les photos de mon matériel

Ci-dessus le montage fabrication maison: chevalet porte carabine

Ci-dessus le système de déclenchement du flash

Butée arrière de la carabine

Le porte flash avec une protection

A: partie mobile réglable en longueur suivant la carabine. B: réglage de la hausse avec une tige fileté diamètre 10mm.

Trépied photo, réglable en hauteur avec une protection éclaboussures

Distance, mise en place et réglages

Je place le chevalet sur une table solide, j’ajoute un poids de 20kg pour éviter toute vibration
Ensuite, il faut régler la distance canon/objet
Ensuite la hauteur et le centrage, soit manuellement mais il faut beaucoup d’essais, le mieux est d’utiliser un faisceau laser pour le réglage des armes.
Faire un 1^er essai avec un carton blanc sur lequel je trace une croix

Note : Il faut se placer dans le noir complet

Pointeur laser pour carabine, ce pointeur se glisse dans le canon du fusil.

Réglages de l’appareil photo
Mode manuel
Vitesse 1 seconde
Ouverture F9
ISO 200 à 300 (peut varier en fonction de la puissance du flash)
Déclenchement avec télécommande sans fil

Ouverture et profondeur de champ totale en full format (24 X 36 mm)


Note : focale courte risque d’éclaboussures, focale longue profondeur de champ réduite,
une petite ouverture oblige de monter en ISO.
50mm F8 = 0,86 m – F11 = 1,32 m – F16 = 1,98 m – F22 = 3,33 m
70mm F8 = 0,42 m – F11 = 0,58 m – F16 = 0,86 m – F22 = 1,24 m
80mm F8 = 0,31 m – F11 = 0,44 m – F16 = 0,65 m – F22 = 0,91 m
100mm F8 = 0,20 m – F11 = 0,27 m – F16 = 0,40 m – F22 = 0,56 m
135mm F8 = 0,10 m – F11 = 0,14 m – F16 = 0,21 m – F22 = 0,29 m
En fonction de la dimension de l’impact et de sa traînée il faut choisir la bonne focale et la bonne ouverture.m

Réglages flash
Pour avoir le maximum de vitesse soit une durée d’éclair minimum il faut régler le flash sur 1/128è de sa puissance se qui donne environ 1/33.000 millième de seconde
Distance flash objet le plus court possible, je suis en général entre 30 et 70 cm du sujet, attention aux éclaboussures d’ ou ma protection
Brancher le flash sur le trigger, il faut vérifier l’alignement du laser de déclenchement et régler le trigger au plus sensible
Ensuite, en fonction de la distance, du poids de la balle, ajuster le retard à environ 17 à 20 m/s

Choix des plombs
Suivant le poids du plomb, la vitesse est variable
Plomb pointu, n’abîme pas trop l’objet et laisse une traînée en sortie
Plomb plat ils éclatent l’objet (attention aux éclaboussures)

Ci-dessus: plomb plat il pulvérise l’objet

Ci-dessus plomb pointu il traverse l’objet sans l’abîmer

Ci-dessus tir avec un plomb plat, la tomate est pulvérisée

Ci-dessus tir avec un plomb pointu, la tomate est transpercée sans trop l’abîmée

Les vitesses en fonction du poids des plombs
Note : Que le plomb soit plat ou pointu, la vitesse est pratiquement la même en fonction du poids, les balles pointues ont une portée légèrement plus grande.

Plomb de 0,40 gr = 186 m/s ou 669 km/h
Plomb de 0,45 gr = 176 m/s ou 633 km/h
Plomb de 0,50 gr = 166 m/s ou 597 km/h
Plomb de 0,55 gr = 159 m/s ou 572 km/h
Plomb de 0,60 gr = 152 m/s ou 547 km/h
Plomb de 0,70 gr = 141 m/s ou 507 km/h

Test de vitesse/poids
J’ai pesé avec une précision au milligramme une série de plombs que j’ai tirés pour mesurer la différence de distance parcourue, ma conclusion est qu’avec une série de plombs de poids identiques, la distance parcourue est pratiquement la même, par contre, avec des plombs pris au hasard dans la boîte, le résultat est complètement aléatoire.

Retard et durée de l’action
Suivant le retard de déclenchement du flash, vous pouvez saisir l’action avec un retard variable, ce qui vous donne une traînée plus ou moins longue. Sur la photo prise avec ce bouchon, la traînée est courte, vous pouvez même voir le plomb qui est à quelques cm de l’impact.

Note : la durée de l’éclair joue beaucoup sur la prise de vue cela permet :
de saisir une action à un moment précis
suivant la durée de l’éclair la photo est complètement différente, par exemple avec durée courte vous avez tous les éclats qui sont figés à un instant précis, par contre sur une durée plus longue vous avez une sorte de nuage créé par le déplacement des éclats

Durée éclair 1/30.000

Durée éclair 1/100.000

Ci-dessous la photo du plomb à 1/100 .000 il est pratiquement nette, par contre à 1/33.000 il est floue.

Ci-dessous deux photos avec un déclenchement trop rapide du flash

Conclusion :
Avec de la prudence et de la préparation, cela n’est pas très compliqué, par contre j’ai passé des heures à construire le chevalet, les différents supports.
Dans cet exposé je ne parle pas du tir avec des armes à feu, car je n’ai pas de flash suffisamment rapide pour saisir la balle à pleine vitesse.
Ensuite il faut une licence de tir que je ne compte pas acquérir.
La vitesse d’une balle de fusil peut aller de 2000 km/h à 4390 km/h, qui donne de 555 m/s à 1219 m/s

Ci-dessous mes première photos