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# Photographie numérique
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> Chaque jour, des milliards de photos sont prises dans le monde grâce aux smartphones et appareils photo numériques.
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> Mais comment une image est-elle représentée dans un ordinateur ? Comment fonctionne un capteur photo ? Et quels enjeux posent la manipulation et le partage des images ?
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## Le Programme
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| Contenus | Capacités attendues |
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|----------|---------------------|
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| Photosites, pixels, résolution | Distinguer les photosites du capteur et les pixels de l'image |
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| Métadonnées EXIF | Retrouver les métadonnées d'une image et en extraire des informations |
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| Traitement d'image | Traiter une image pour modifier ses caractéristiques |
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| Droit à l'image | Connaître les principes du droit à l'image |
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## L'image numérique
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### Qu'est-ce qu'un pixel ?
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Le mot **pixel** vient de l'anglais *picture element* (élément d'image). C'est le plus petit élément d'une image numérique.
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Une image numérique est une **grille rectangulaire** de pixels, chacun ayant une couleur.
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┌───┬───┬───┬───┬───┐
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│ │ ■ │ ■ │ ■ │ │
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├───┼───┼───┼───┼───┤
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│ ■ │ ■ │ ■ │ ■ │ ■ │
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├───┼───┼───┼───┼───┤
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│ │ │ ■ │ │ │
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Image 5x5 pixels
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```
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### La résolution
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La **résolution** d'une image correspond au nombre total de pixels :
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Résolution = Largeur × Hauteur
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**Exemples** :
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| Format | Dimensions | Résolution |
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|--------|------------|------------|
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| HD | 1280 × 720 | 921 600 pixels (≈ 1 MP) |
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| Full HD | 1920 × 1080 | 2 073 600 pixels (≈ 2 MP) |
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| 4K | 3840 × 2160 | 8 294 400 pixels (≈ 8 MP) |
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| iPhone 15 | 4032 × 3024 | 12 192 768 pixels (≈ 12 MP) |
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> **MP** = Mégapixels = millions de pixels
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### Activité : Calculer une résolution
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✏️ **À faire** :
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1. Prenez une photo avec votre téléphone
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2. Affichez ses propriétés (dimensions en pixels)
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3. Calculez sa résolution en mégapixels
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## La couleur numérique
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### Le modèle RVB (RGB)
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Chaque pixel est défini par trois composantes de couleur : **Rouge**, **Vert** et **Bleu** (RVB ou RGB en anglais).
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Chaque composante est codée sur **8 bits**, soit des valeurs de **0 à 255**.
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| Couleur | Rouge | Vert | Bleu | Code hexadécimal |
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|---------|-------|------|------|------------------|
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| Noir | 0 | 0 | 0 | #000000 |
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| Blanc | 255 | 255 | 255 | #FFFFFF |
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| Rouge pur | 255 | 0 | 0 | #FF0000 |
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| Vert pur | 0 | 255 | 0 | #00FF00 |
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| Bleu pur | 0 | 0 | 255 | #0000FF |
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| Jaune | 255 | 255 | 0 | #FFFF00 |
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| Cyan | 0 | 255 | 255 | #00FFFF |
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| Magenta | 255 | 0 | 255 | #FF00FF |
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### Combien de couleurs possibles ?
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Avec 3 composantes de 8 bits chacune :
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Nombre de couleurs = 256 × 256 × 256 = 16 777 216 couleurs
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On parle de **True Color** ou couleurs 24 bits (3 × 8 = 24).
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### Le poids d'une image
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Le **poids** (taille en octets) d'une image non compressée se calcule ainsi :
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```
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Poids = Largeur × Hauteur × 3 octets
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```
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**Exemple** : Une image Full HD (1920 × 1080)
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Poids = 1920 × 1080 × 3 = 6 220 800 octets ≈ 6 Mo
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> C'est pourquoi on utilise la **compression** !
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## Le capteur photographique
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### Du photosite au pixel
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Le **capteur** d'un appareil photo contient des millions de **photosites** (ou photocapteurs), qui mesurent l'intensité lumineuse.
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**Attention** : Un photosite ≠ Un pixel !
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| Élément | Rôle | Localisation |
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|---------|------|--------------|
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| **Photosite** | Capte la lumière | Sur le capteur |
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| **Pixel** | Représente une couleur | Dans l'image finale |
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### Le filtre de Bayer
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Chaque photosite ne capte qu'**une seule couleur** grâce à un filtre coloré placé devant lui.
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Le **filtre de Bayer** est le plus courant :
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- 50% de photosites verts (l'œil humain y est plus sensible)
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- 25% de photosites rouges
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- 25% de photosites bleus
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```
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┌───┬───┬───┬───┐
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│ R │ V │ R │ V │
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├───┼───┼───┼───┤
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│ V │ B │ V │ B │
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├───┼───┼───┼───┤
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│ R │ V │ R │ V │
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├───┼───┼───┼───┤
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│ V │ B │ V │ B │
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└───┴───┴───┴───┘
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Motif de Bayer
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```
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### Le dématriçage
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Le processeur de l'appareil photo reconstitue la couleur complète de chaque pixel en analysant les photosites voisins. C'est le **dématriçage** (ou *debayering*).
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## Les formats d'image
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### Formats avec et sans perte
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| Type | Principe | Exemples |
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|------|----------|----------|
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| **Sans perte** | Toutes les données sont conservées | PNG, BMP, TIFF, RAW |
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| **Avec perte** | Certaines données sont supprimées | JPEG, WebP |
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### Comparaison des formats
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| Format | Compression | Transparence | Usage |
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|--------|-------------|--------------|-------|
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| **JPEG** | Avec perte | Non | Photos |
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| **PNG** | Sans perte | Oui | Logos, captures d'écran |
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| **GIF** | Sans perte | Oui | Animations, icônes |
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| **WebP** | Les deux | Oui | Web (moderne) |
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| **RAW** | Aucune | Non | Photographie professionnelle |
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### L'effet de la compression JPEG
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Plus on compresse une image JPEG, plus elle perd en qualité :
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| Qualité | Taille | Artefacts |
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|---------|--------|-----------|
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| 100% | Grande | Aucun |
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| 80% | Moyenne | Imperceptibles |
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| 50% | Petite | Visibles |
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| 10% | Très petite | Très visibles |
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> **Activité** : Exportez une même image en JPEG à différentes qualités et comparez les résultats.
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## Les métadonnées EXIF
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### Qu'est-ce que l'EXIF ?
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**EXIF** (*Exchangeable Image File Format*) est un format de métadonnées intégrées aux fichiers image.
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Ces données sont enregistrées automatiquement par l'appareil photo lors de la prise de vue.
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### Informations contenues dans l'EXIF
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| Catégorie | Données |
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|-----------|---------|
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| **Appareil** | Marque, modèle, objectif |
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| **Paramètres** | Ouverture, vitesse, ISO, flash |
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| **Date et heure** | Moment de la prise de vue |
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| **Localisation** | Coordonnées GPS (si activé) |
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| **Image** | Dimensions, orientation, miniature |
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### Activité : Lire les métadonnées
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✏️ **À faire** :
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1. Prenez une photo avec votre téléphone (GPS activé)
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2. Transférez-la sur un ordinateur
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3. Utilisez un outil pour lire les métadonnées :
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- Windows : Clic droit → Propriétés → Détails
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- En ligne : [exifdata.com](https://exifdata.com) ou [jimpl.com](https://jimpl.com)
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4. Trouvez :
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- La date et l'heure de la photo
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- Le modèle de l'appareil
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- Les coordonnées GPS (si disponibles)
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### Vie privée et EXIF
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**Attention** : Les métadonnées peuvent révéler des informations sensibles !
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- Votre **position GPS** (domicile, travail, vacances)
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- Vos **habitudes** (horaires, lieux fréquentés)
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- Votre **équipement** (modèle de téléphone)
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> **Conseil** : Supprimez les métadonnées avant de partager des photos sur internet.
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## Traitement d'image
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### Opérations de base
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| Opération | Description |
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|-----------|-------------|
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| **Recadrage** | Supprimer des parties de l'image |
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| **Redimensionnement** | Changer la taille de l'image |
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| **Rotation** | Tourner l'image |
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| **Luminosité** | Éclaircir ou assombrir |
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| **Contraste** | Accentuer les différences |
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| **Saturation** | Intensifier les couleurs |
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| **Filtres** | Appliquer des effets prédéfinis |
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### Logiciels de retouche
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| Logiciel | Type | Niveau |
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|----------|------|--------|
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| **GIMP** | Gratuit, libre | Intermédiaire/Avancé |
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| **Photoshop** | Payant | Professionnel |
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| **Paint.NET** | Gratuit | Débutant |
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| **Canva** | En ligne | Débutant |
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### Activité : Retouche avec GIMP
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✏️ **À faire** avec GIMP :
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1. Ouvrez une photo
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2. Recadrez-la (Image → Rogner selon la sélection)
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3. Ajustez la luminosité (Couleurs → Luminosité-Contraste)
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4. Appliquez un filtre noir et blanc (Couleurs → Désaturer)
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5. Exportez en JPEG (Fichier → Exporter sous)
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## Manipulation et deepfakes
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### Les retouches trompeuses
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Les logiciels de retouche permettent de **modifier** les photos de façon invisible :
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- Supprimer des éléments
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- Ajouter des éléments
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- Modifier l'apparence des personnes
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- Changer le contexte d'une image
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### Les deepfakes
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Un **deepfake** est une image ou vidéo truquée créée par intelligence artificielle.
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| Type | Description |
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|------|-------------|
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| **Face swap** | Échange de visages |
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| **Lip sync** | Modification des paroles |
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| **Face generation** | Création de visages inexistants |
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### Comment détecter une image truquée ?
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✅ Vérifier la **source** (qui a publié l'image ?)
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✅ Faire une **recherche inversée** (Google Images, TinEye)
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✅ Regarder les **détails** (ombres incohérentes, bords flous, texte déformé)
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✅ Vérifier les **métadonnées** (date, lieu)
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✅ Consulter des sites de **fact-checking** (AFP Factuel, Les Décodeurs)
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## Droit à l'image
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### Principes fondamentaux
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Le **droit à l'image** est un droit fondamental en France. Toute personne a le droit de s'opposer à la diffusion de son image sans son consentement.
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### Ce qui est interdit
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❌ Photographier quelqu'un sans son accord dans un lieu privé
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❌ Diffuser une photo/vidéo d'une personne identifiable sans son consentement
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❌ Utiliser l'image d'autrui à des fins commerciales sans autorisation
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❌ Partager des photos intimes sans consentement (**revenge porn** = délit !)
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### Ce qui est autorisé
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✅ Photographier des personnes dans un lieu public si elles ne sont pas le sujet principal
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✅ Photographier des personnalités publiques dans l'exercice de leurs fonctions
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✅ Photographier des événements d'actualité (droit à l'information)
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### En cas de problème
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- **Demander le retrait** à la personne qui a publié
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- **Signaler** sur la plateforme
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- **Porter plainte** si nécessaire
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- Contacter la **CNIL** pour les données personnelles
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## Pour aller plus loin
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- 📖 [Comment fonctionne un capteur photo](https://www.lesnumeriques.com/photo/comment-fonctionne-un-capteur-photo-pu102439.html) - Les Numériques
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- 🎥 [Comprendre les pixels](https://www.youtube.com/watch?v=15aqFQQVBWU) - Monsieur Bidouille
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||
- 📖 [Droit à l'image - Service Public](https://www.service-public.fr/particuliers/vosdroits/F32103)
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- 🖼️ [GIMP - Manuel utilisateur](https://docs.gimp.org/2.10/fr/)
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## Synthèse
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Complétez le texte suivant :
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Une image numérique est composée de _____________ organisés en grille. Chaque pixel est défini par trois composantes : _____________, _____________ et _____________ (RVB).
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Chaque composante est codée sur _____________ bits, soit des valeurs de 0 à _____________.
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Le _____________ d'un appareil photo contient des photosites qui captent la lumière à travers un filtre de _____________.
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Les _____________ EXIF contiennent des informations sur la photo : date, appareil, et parfois les coordonnées _____________.
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||
Le format _____________ utilise une compression avec perte, tandis que le format _____________ conserve toutes les données.
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Le _____________ à l'image protège chaque personne contre la diffusion de photos sans son consentement.
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Auteur : Florian Mathieu
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Licence CC BY NC
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<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/"><img alt="Licence Creative Commons" style="border-width:0" src="https://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/4.0/88x31.png" /></a> <br />Ce cours est mis à disposition selon les termes de la <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/">Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions 4.0 International</a>.
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