Programme de SNT · Thème 4 sur 7
La photographie numérique en SNT : ce qui se passe entre la lumière et le fichier
Le thème le plus ludique de l'année, et celui que je garde pour le printemps, quand l'attention faiblit. Chaque élève a un appareil photo dans la poche et n'a jamais réfléchi à ce qui se passe entre le déclenchement et l'image sur l'écran.
Ce que demande le programme
Le programme officiel attend, pour le thème La photographie numérique :
- des repères historiques : de la chambre noire à l'argentique, puis au capteur numérique et au smartphone ;
- le capteur : photosites, filtre de couleurs, pixels, résolution, profondeur de couleur (les trois canaux rouge, vert, bleu) ;
- les métadonnées EXIF : date, appareil, réglages, et souvent la position GPS ;
- le traitement d'image : négatif, niveaux de gris, seuillage, retouche, et le rôle des algorithmes dans l'appareil lui-même (mise au point, exposition, HDR) ;
- la question de la véracité d'une image retouchée ou générée.
Comment je le traite en classe
Trois semaines. Je commence par l'œil humain : rétine, cônes et bâtonnets, puis la comparaison terme à terme avec un capteur photo. C'est de la physique et de la biologie autant que du numérique, et c'est exactement ce que le mot « sciences » de SNT permet. Les élèves comprennent le capteur parce qu'ils comprennent l'œil.
La séance sur le pixel passe par le zoom : on agrandit une photo jusqu'à voir les carrés, on lit les trois valeurs d'un pixel, on calcule ce que pèse une image non compressée (largeur × hauteur × 3 octets) et on compare au poids réel du fichier. La compression s'explique toute seule à partir de l'écart.
La sortie photo
Quand c'est possible, une heure dehors avec les téléphones : une consigne par groupe (contre-jour, gros plan, mouvement), puis retour en classe pour comparer les réglages automatiques choisis par les appareils et lire les métadonnées EXIF des photos prises. La position GPS enregistrée dans les fichiers est toujours une découverte, et elle ouvre naturellement sur le thème de la géolocalisation.
Quand la sortie n'est pas possible, un appareil argentique emprunté à un collègue ou à un grand-parent fait très bien l'affaire pour la comparaison. J'ai raconté la première dans la sortie photo.
Le TP de traitement d'image
En demi-groupe, avec un logiciel libre. Passer une image en niveaux de gris, en négatif, appliquer un seuil, puis comprendre que chacune de ces opérations est un calcul simple sur les trois valeurs de chaque pixel. Le corrigé fourni montre les mêmes opérations écrites en quelques lignes de Python, pour les groupes qui vont vite : c'est la passerelle la plus naturelle du programme entre un thème et la programmation.
Ce qui coince
Les images des élèves. Je ne projette jamais une photo d'élève, même prise pendant la sortie, même avec son accord. Les exemples projetés sont les miens ou libres de droits.
Les images générées. La question « cette photo est-elle vraie ? » a changé de nature depuis 2023. Je termine le thème par une séance sur les indices d'une image retouchée ou générée, en insistant sur le fait que ces indices vieillissent vite et que la source compte davantage que l'image.
Questions fréquentes
Quel logiciel pour le TP ?
N'importe quel éditeur d'image gratuit qui affiche les valeurs d'un pixel. Le TP fourni est écrit pour GIMP, présent sur la plupart des réseaux de lycée, mais il se transpose sans difficulté.
Faut-il faire de la physique optique ?
Un peu : la lumière, l'objectif, la focale, en une demi-heure. Le programme de SNT ne demande pas davantage, et les collègues de physique traitent le reste.
Pour aller plus loin