Alléger les objectifs est un rêve pieux pour les photographes. Mais comment y parvenir, tout en conservant une grande ouverture et une qualité d’image satisfaisante, c’est à dire de bonne facture ? Et d’ailleurs, est-ce possible ?
Ce qui pèse le plus dans une optique, fixe ou zoom, c’est le verre des lentilles. On peut donc se douter que, lorsque leur nombre augmente, le poids total s’aggrave. Au grand désespoir de nos bras, cous, mains, etc. Logiquement, de plus en plus d’utilisateurs souhaitent un équipement plus léger, d’autant plus que c’était une des promesses des hybrides. Une promesse pas toujours tenue.
Afin d’alléger les objectifs, comment peut-on concilier des ennemis ?
Les photographes souhaitent la meilleure qualité d’image possible. Or, les capteurs numériques étant plus définis que les pellicules argentiques, les optiques se doivent d’être adaptées afin de répondre à cette exigence. Pour y arriver, pendant longtemps, les solutions à disposition n’étaient pas très nombreuses.
Amélioration de la qualité au détriment du poids
Ce n’est pas parce qu’une formule optique est simple que l’objectif sera exempt de défauts, principalement des déformations et des aberrations chromatiques et optiques. Afin d’y remédier, les ingénieurs optiques ont apporté la seule réponse logique, ajouter des lentilles destinées à corriger. L’image est déformée ? On adjoint à l’existant une ou plusieurs lentilles destinées à remettre « droit ». Il y a des aberrations ? Ce n’est pas grave, un revêtement de surface et une lentille de plus.
Certes, le problème est réglé, mais au détriment du poids de l’objectif. Car le verre pèse énormément. Chaque lentille ajoutée a un impact. Si on ajoute le fût tout métal, on obtient un grand schelem. Histoire de compliquer, plus l’ouverture (F/2.8, f/2, f/1.4, etc.) est importante, plus la taille des lentilles est grande.
Un bel exemple se trouve chez Pentax avec le classique 50 mm à ouverture f/1.4. Un objectif standard, qui existe en deux modèles. À côté du FA 50, un 50 mm compact, léger, mais affecté de quelques défauts certes non rédhibitoires, on trouve un modèle haut de gamme, le DFA ✭ 50, nettement plus cher, mais bien au-dessus en matière de rendu final. Il suffit d’observer les formules optiques pour comprendre qu’il existe une différence dans la conception et la construction. Par contre, le résultat est au rendez-vous, c’est indéniable.
Le DFA 50/1.4 n’est pas le seul exemple. Il suffit d’observer la fiche technique et les formules optiques de nombreux objectifs haut de gamme.
Des approches pour alléger
Il y a eu plusieurs tentatives pour réduire ce poids. Une des idées de génie a été de proposer des capteurs plus petits que le Plein Format. Deux d’entre eux ont été pérennes, l’APS-C et le micro 4/3. Et comme les petits capteurs ont une surface plus réduite, la taille des lentilles a pu être diminuée. Le problème est que, malgré le succès, la demande pour le Plein Format ou le Moyen Format reste très importante.
À l’assaut des lentilles
Les constructeurs ont tenté des lentilles optiques diffractives multicouches. Celles-ci utilisent un réseau de diffraction qui modifie le trajet des rayons lumineux en les courbant. Le déplacement n’est donc plus en ligne droite, permettant d’employer ensuite des lentilles plus petites.
Un procédé qui a des inconvénients, comme une réduction de la résolution de l’objectif, et des avantages comme des corrections de déformation. Elles permettent aussi de concevoir des optiques plus compactes (avec des gains de 30 % en moyenne), à l’instar des récents RF 600 f/11 et RF 800 f/11 de chez Canon.
D’autres ont tenté l’approche des lentilles en fluorine. Ce cristal naturel est doté de propriétés qui le rendent intéressant pour les objectifs. S’il transmet la lumière infrarouge et ultraviolette, il dispose surtout d’un indice de réfraction très bas tout en affichant une faible dispersion. Et donc, à la clé, une réduction supérieure de l’aberration chromatique (avec un nombre de lentilles plus réduit pour atteindre le même résultat). Mais sans impact sur la déformation malheureusement.
Substituer du plastique au verre
Afin de faciliter les ventes, à l’époque du reflex, les constructeurs se sont mis à vendre des kits ‘objectif + boîtier’. Le but était de permettre aux acheteurs de commencer à prendre des clichés dès le déballage. Évidemment, il a fallu créer des objectifs d’entrée de gamme à bas coût. C’est ainsi que les fabricants ont remplacé les lentilles en verre par des lentilles en plastique. Plus compact, moins cher ! Que demander de plus… mis à part de meilleures performances ? Car si certains étaient loin d’être ridicules, d’autres étaient franchement mauvais.
Car s’il y avait un hic dans l’histoire, c’était bien celui-là. Le plastique, pendant longtemps, n’a pas offert les mêmes qualités visuelles que le verre, souffrant de plus, d’une perte de la netteté dans des conditions chaudes ou humides, sous l’effet de légères déformations. Gênant, n’est-ce pas ? Ce fut la raison pour laquelle les optiques, réalisées en partie avec des éléments (lentilles ou pièces) dans ces matières, ont souvent été cantonnées à l’entrée de gamme. Avec les progrès technologiques, la qualité de production et leur résistance ont permis d’investir le milieu de gamme. Seule la collection dite professionnelle résiste toujours à cette tendance.
À noter que les appareils photo compacts ont eux aussi utilisé une optique en plastique aux fins d’économie.
L’utilisation de lentilles de Fresnel
Une lentille de Fresnel est une lentille optique composée de plusieurs anneaux concentriques gravés qui permettent de focaliser la lumière de manière efficace tout en réduisant considérablement l’épaisseur et le poids de la lentille. Elle est couramment utilisée dans les phares, les projecteurs, les écrans de réalité virtuelle et certains téléobjectifs.
Les lentilles en verre traditionnelles utilisent la réfraction pour focaliser la lumière. Avec ce type de lentilles, comme toutes les couleurs qui composent la lumière et touchant le capteur après avoir traversé l’objectif ne convergent pas au même point, il y a des effets indésirables comme des aberrations chromatiques et un manque de netteté ultime. Les lentilles de Fresnel sont basées sur la diffraction qui affecte les différentes longueurs d’onde de la lumière de manière opposée à la réfraction. En combinant les deux, les ingénieurs optiques peuvent annuler les aberrations chromatiques, tout en rendant les images plus nettes. Autre avantage, elles permettent de réduire l’encombrement.
Cette approche a été utilisée par Nikon pour certaines optiques fixes à longues focales, comme les NIKKOR Z 800mm f/6.3 VR S PF ou NIKKOR Z 600mm f/6.3 VR S PF (PF pour Phase Fresnel).
Des objectifs à ouverture plus faible
Cette idée est née des améliorations des capteurs numériques. Ces derniers sont devenus de plus en plus performants, jusqu’à parfois dépasser les 1 000 000 ISO. Des valeurs souvent inutilisables, les photos étant exagérément bruitées. Néanmoins, à force de repousser les limites de l’acceptable, et les algorithmes informatiques aidant, monter en ISO jusqu’à 3200 ISO (APS-C) ou 6400 (Plein Format) est devenu courant. Sans compter les logiciels de post-traitement capables de prouesses. Ce qui était un non-sens en 2007 ne l’est plus en 2025.
Ce qui a donné l’idée à certains de réduire l’ouverture de certains objectifs, afin d’alléger la formule optique. Certes, l’objectif est moins lumineux, ce qui implique une perte de réactivité de l’AF (assez faible au final en pleine journée) et une montée en ISO. En contrepartie, il est plus léger et nettement moins cher. Si on compare le Canon RF 100-400 par rapport à ses concurrents, il pèse entre 2 et 3 fois moins, tandis que le prix a été scalpé.
| Modèle | Ouverture | Poids | Tarif |
| Canon RF 100-400 | f/5.6-8 | 635 g | 699,99 € |
| Canon RF 100-500 | f/4.5-7.1 | 1530 g | 3299,99 € |
| Nikon Z 100-400 | f/4.5-5.6 | 1440 g | 2699,00 € |
| Pentax DFA 150-450 | f/4.5-5.6 | 2320 g | 2199,99 € |
| Sony FE 100-400 | f/4.5-5.6 | 1400 g | 2229,00 € |
Adopter cette idée c’est aussi accepter l’idée des critiques de la part des puristes. C’est aussi accepter que photographier l’envol des flamants roses au crépuscule soit plus compliqué, du fait d’un AF moins réactif. Mais les avantages, surtout pour un utilisateur occasionnel, sont importants, avec des résultats surprenants.
La correction informatique
Les approches utilisées pour corriger les petites imperfections optiques, de l’ajout de lentilles supplémentaires à l’utilisation de lentilles asphériques en passant par les matériaux type fluorine ou plastique, ont été lourdes et coûteuses. En même temps, il s’agit de réponses apportées par des ingénieurs optiques qui ne conçoivent pas de créer des objectifs optiquement mauvais. C’est en partant de ce constat que des ingénieurs informatiques ont été appelés à la rescousse.
L’informatique s’est emparée de l’affaire il y a 20 ans environ. Le premier logiciel à avoir géré les déformations optiques a sans doute été DxO Optics Pro. Ce logiciel a été développé par des passionnés afin de proposer une qualité d’image jamais encore atteinte. L’idée était d’analyser en laboratoire un couple boîtier + optique, d’en relever les défauts géométriques et de les corriger APRÈS la prise de vue. Cela nécessitait certes de la puissance de calcul, mais les ordinateurs ont répondu présents.
Évidemment, les constructeurs n’ont pas été en reste et ont adopté le même principe dans leur boîtier. Les corrections sont alors apportées sur une image JPEG, quand un objectif est compatible. Pour les fichiers RAW, les informations permettant la rectification sont enregistrées dans le fichier, à charge au logiciel de post-traitement de l’appliquer… s’il le reconnaît. Ce qui n’est le cas que pour le logiciel fourni par le constructeur.
Heureusement, Lightroom et les autres ont souvent proposé leur propre correctif. Avec le temps, les profils correcteurs ont fait des progrès, avec des résultats proches de ceux de DxO. Désormais, ces algorithmes qui rectifient des déformations horizontales et verticales assez simples sont entrés dans notre process de post-traitement.
Les objectifs assistés par l’informatique
Cette idée s’inspire de l’application précédente. Ayant compris qu’on pouvait apporter des corrections post-prises de vue sur des objectifs afin de corriger ce qui n’avait pu l’être par des mécanismes optiques, les ingénieurs ont voulu pousser plus loin le concept. Ils sont partis d’une idée basique, simuler informatiquement certaines lentilles spéciales et coûteuses, tels les modèles asphériques, à dispersion anomales, en fluorine et bien d’autres. Supprimer de nombreux éléments de l’objectif permet d’en simplifier la conception. Au prix d’images très déformées, redressées par l’informatique.
Créer des optiques simples et déformantes n’est pas une idée qui a plu aux ingénieurs optiques. Mais les financiers et le marketing s’en sont emparés, car elle répondait à une demande de nombre d’acheteurs. Le fameux moins cher, moins lourd.
Miser sur une forte correction informatique après la prise de vue s’est longtemps heurté à un obstacle important : la puissance de calcul nécessaire pour traiter jusqu’à des dizaines d’images par seconde. Des images d’autant plus volumineuses que les capteurs sont passés d’une résolution moyenne de 10 Mpx en 2006 à 3 fois plus vingt ans après. Là encore, la technologie a répondu présente. Les processeurs, désormais intégrés dans les boîtiers récents (principalement les hybrides), sont très puissants, même surpuissants. Ils sont en mesure de corriger à la volée les images obtenues.
Cette voie a été suivie par Canon sur certains objectifs RF d’entrée et de moyenne gamme. Dans l’ensemble, le résultat optique va de bon à très bon, sans tomber dans l’exceptionnel. C’est surtout côté prix et poids que les buts ont été atteints.
Les défis de la résine
Chaque constructeur a sa catégorie d’objectifs haut de gamme. Ce sera la série S-Line chez Nikon, L chez Canon, G Master pour Sony, XF / XF Redbadge pour les Fuji APS-C ou GF pour le Moyen Format, ✭ chez Pentax… Les produits se doivent d’être irréprochables, sans concession, les erreurs se payant très cher. Il y a eu des objectifs « ratés » qui ont fait du mal à la réputation. C’est la raison pour laquelle, jusqu’à ce jour, cette gamme a été épargnée. Malgré toutes les recherches déjà effectuées, les constructeurs n’ont pas voulu remplacer une partie des pièces réalisées en verre par un autre matériau. Et cela durera tant qu’un certain nombre de défis posés par les éléments en plastique ne seront pas surmontés.
Les inconvénients bien connus des éléments en plastique
Sans entrer dans un précis de chimie, on peut dire que la résine est l’une des matières premières du plastique et que le plastique est le produit fini de la résine
Toutes les pièces construites en résine sont sensibles à la température et à l’humidité. Elles peuvent, au fil du temps, absorber l’eau de l’air, ce qui non seulement change légèrement leur forme (déformation), mais peut aussi modifier leur indice de réfraction (il s’agit d’un indice mesurant la façon dont la lumière se propage à travers un matériau. Plus elle se déplace lentement, plus la direction de la lumière se modifie à l’intérieur du matériau). Bref, les pièces se dilatent, se contractent et même se déforment légèrement, entraînant des changements de mise au point, une augmentation des aberrations optiques ou l’apparition de nouvelles comme :
- Des taches jaunâtres dues aux éléments en plastique qui se ternissent.
- Des rayures qui se manifesteraient après quelques mois ou années d’utilisation intensive ?
Si disposer d’un objectif qui fonctionne bien par une journée fraîche et sèche, mais qui perd de la netteté dans des conditions chaudes ou humides est tolérable pour bon nombre d’amateurs, ce n’est pas le cas pour des besoins de haute qualité optique dans le temps.
Le but des recherches est donc de trouver une résine viable pour des utilisations sérieuses. Car il faut stabiliser les performances de ces pièces malgré les changements environnementaux. Tous les moyens sont utilisés pour y parvenir, comme :
- La mise au point de matériaux plastiques à haute dispersion, moins sujets à la dilatation, à l’humidité.
- Placer un élément en plastique dans un groupe avec des lentilles de puissance positive et négative permet d’équilibrer la mise au point même si l’élément en plastique gonfle ou rétrécit. C’est assez technique, mais si la distance focale de l’élément en plastique se déplace, alors un autre élément du groupe se contre-déplace pour compenser…
Un brevet visant à maintenir la mise au point constante de l’objectif sur une gamme de températures a été ainsi déposé récemment. Il mentionne spécifiquement l’absorption d’humidité. On peut supposer des stratégies telles que des revêtements spéciaux, des pièces ou des éléments en résine pris en sandwich par des éléments en verre (ou l’inverse) afin d’être isolés et ne pas subir les aléas climatiques. Cela reste encore des spéculations. Ce qui est clair dans les intentions, c’est que le but est d’obtenir un « objectif zoom léger et de petite taille qui conserve une qualité optique constante malgré les changements environnementaux ».
Enjeux pour les photographes
Pour les photographes, la perspective de téléobjectifs ou de zooms plus légers est passionnante. Prenez les populaires 70-200 f/2.8 par exemple. Un membre de la trinité f/2.8, incontournable pour nombre de photographes. Ils sont tellement lourds qu’il en devient pénible de les porter. Il suffit de regarder les photographes de mariages et d’évènements pour en être convaincu. Une version plus légère avec la même qualité optique serait un soulagement (littéralement).
On peut imaginer que cette technique soit étendue aux super téléobjectifs premium (200-500, 400 mm, 600 mm, 1200 mm, etc.), cela pourrait réduire considérablement la fatigue pour ceux qui font du safari ou du tir sur le terrain. On pourrait aussi imaginer des 70-200 ouvrant à f/2, des focales fixes ouvrant à f/1.2 tout en ne pesant pas un kilo !
Attention, il faut raison garder. Pour l’instant, et sauf annonce surprise dans les prochaines semaines, il n’y a aucun produit impliquant cette nouvelle technique. À ce stade, on ne parle ici que de brevet, de concept. Or, beaucoup ne deviennent jamais des produits commerciaux. Néanmoins, on peut supposer que des expérimentations sont en cours, avec potentiellement des prototypes unitaires. Le but étant de valider si les éléments en résine peuvent vraiment correspondre aux performances des conceptions entièrement en verre dans le monde réel.
La qualité de l’image produite par des objectifs premium reste primordiale. Aucun compromis ne sera accepté sous le prétexte que l’objectif est plus léger. L’image ne doit pas être adoucie, les aberrations doivent être aussi bien maîtrisées qu’avec les procédés actuels. Et surtout, il ne faudra pas causer d’inquiétude aux acheteurs sur la durabilité à long terme. Mais il est possible que certains puissent atteindre leur but un jour prochain.
À une époque où les appareils photo sans miroir ont permis de réduire l’encombrement des boîtiers, la taille et le poids des objectifs sont devenus la prochaine frontière. Afin d’alléger le poids porté, toutes les marques cherchent des solutions. L’utilisation de matériaux complètement différents, de technlogies innovantes pourrait changer la donne.
Ainsi, en cas de succès, les objectifs en résine pourraient maintenir des performances de premier ordre tout en étant nettement plus légers. Un véritable gagnant-gagnant pour les photographes. Bien que nous ne verrons pas ces objectifs en vente dès cette année, ne soyez pas surpris si, dans le futur proche, un ou plusieurs constructeurs annoncent un objectif professionnel ultraléger, vantant fièrement certains éléments optiques en polymère avancés. De la résine, quoi…