"La question si obscure du vol des oiseaux..."

"Le jour où Muybridge, de San Francisco, réussit photographier vingt-quatre attitudes successives d'un cheval pendant un pas de galop, la science fut dotée d'une méthode précise pour l'analyse des mouvements de l'homme et des animaux. Le célèbre photographe américain montra lui-même les applications qu'on pouvait faire de sa méthode à la connaissance des allures du cheval ou des grands quadrupèdes, et celle des principaux mouvements de l'homme; enfin, disposant dans un zootrope les images qui correspondaient aux phases successives d'un mouvement priodique, il parvint à donner aux yeux l'illusion de ce mouvement lui-même. Le cycle des applications de la photographie aux études physiologiques était tracé dans son entier. Mais comme rien n'arrive du premier coup à la perfection, la méthode de Muybridge avait certains défauts et présentait dans son application des difficultés sérieuses. L'invention des plaques au glatino-bromure d'argent permit bientôt d'obtenir, avec des poses très courtes, des images bien modelées, au lieu des simples silhouettes que donnait le collodion humide. Les intervalles de temps qui séparaient les images successives furent rendus plus égaux, conditions indispensables pour la détermination des phases du mouvement. Enfin, les appareils zootropiques destinés à reproduire l'apparence des mouvements étaient assez imparfaits et déformaient sensiblement les images ..."

Ces déclarations ont été écrites, fin 1889, par Etienne Jules Marey, le premier chercheur qui, en 1882, énonçait les fondements de la synthèse de la vision. Il ne s'agit pas, comme l'a découvert Joseph Plateau, des phénomènes de la persistance rétinienne, pour lesquels ce dernier trouva des applications pratiques donnant à l'œil l'apparence du mouvement, mais d'un projet complet et rigoureux évaluant les possibilités d'enregistrement, puis de restitution, par le truchement de la photographie, non seulement du mouvement mais aussi de la vie, de la réalité. Et ce projet n'est pas resté lettre morte, loin s'en faut, puisqu'il a donné naissance à une série d'appareils tant d'enregistrement que de restitution et de projection du mouvement qui, dans leur quasi-totalité, sont des appareils de recherche, de mesures scientifiques.
Ainsi, le cinéma scientifique n'est pas une application, une utilisation spéciale du cinéma mais, au contraire, c'est le moyen technique que nous désignons aujourd'hui par ce terme de «cinéma», qui est une retombée de la recherche scientifique, une digression, un détournement dans l'utilisation d'un moyen d'enregistrement mis au point par des scientifiques. Plus précisément, ce sont les physiologistes et les anthropologues qui ont imaginé et réalisé les systèmes optiques et mécaniques, qui en constituent les éléments fondamentaux.

Etude : Aux sources du cinéma (1) Cette étude permet d'aborder certains aspects du précinéma et vise à montrer l'étroite relation entre la Science et le Cinéma à ses débuts. Contexte pédagogique : Lycée : SVT et Sciences physiques (1ère L), Cinéma-Audiovisuel, TPE 1ère L Art et Science, TPE 1ère S (Image) Niveaux : tous niveaux : préalable possible à l'activité "Sur les traces de Marey" Piste pédagogique possible : étude de deux approches du précinéma voir le dossier "Méliès" http://www.ac-nancy-metz.fr/cinemav/fx/fx0.htm
"La question si obscure du vol des oiseaux" Jansen 1876
Le cinéma scientifique est né bien avant le cinéma spectacle. La fameuse projection publique du cinématographe Lumière du 28 décembre 1895 est généralement considérée comme marquant le début du cinéma. Pourtant plus de vingt ans plus tôt, l'astronome Jules Janssen, qui deviendra le directeur de l'Observatoire de Meudon, avait enregistré les phases du passage de Vénus devant le disque solaire ; en 1874, pour observer ce phénomène, il s'était rendu au Japon et s'était fait construire dans ce but un « revolver photographique ». Le fonctionnement de cet appareil reposait sur le principe de la rotation d'une plaque photographique daguerrienne circulaire sur laquelle on enregistrait plusieurs images successives, chacune avec une exposition d'une seconde. La technique utilisée par Janssen est à de nombreux égards comparable à celle que l'on appelle aujourd'hui la prise de vues image par image. Bien qu'il ne s'agissait alors que d'une série de photographies successives, le principe du fonctionnement de l'appareil avec son mouvement automatique et son déplacement de la surface sensible est la base même du cinématographe au sens étymologique du mot et répond aux buts de l'analyse et de la documentation du phénomène faisant l'objet de la recherche. Janssen écrivait en 1876...« La propriété du revolver de pouvoir donner automatiquement une série d'images nombreuses et aussi rapprochées que l'on veut d''un phénomène à variations rapides permettra d'aborder les questions intéressantes de la mécanique physiologique-se rapportant à la marche, au vol, aux divers mouvements des animaux. Une série de photographies qui embrasserait un cycle entier de mouvements relatifs, àune fonctin déterminée fournirait de précieuses données pour en éclairer le mécanisme. On comprend, par exemple, tout l'intérêt qu'il y aurait pour la question si obscure du vol des oiseaux à obtenir une série de photographies représentant les divers mouvements de l'aile durant cette action. La principale difficulté viendrait de l'inertie de nos surfaces sensibles eu égard aux durées si courtes d'impression que ces images exigent. Mais la science lévera certainement ces difficultés.
Muybridge et le galop du cheval...
"Le jour où Muybridge, de San Francisco, réussit photographier vingt-quatre attitudes successives d'un cheval pendant un pas de galop, la science fut dotée d'une méthode précise pour l'analyse des mouvements de l'homme et des animaux. Le célèbre photographe américain montra lui-même les applications qu'on pouvait faire de sa méthode à la connaissance des allures du cheval ou des grands quadrupèdes, et celle des principaux mouvements de l'homme; enfin, disposant dans un zootrope les images qui correspondaient aux phases successives d'un mouvement priodique, il parvint à donner aux yeux l'illusion de ce mouvement lui-même. Le cycle des applications de la photographie aux études physiologiques était tracé dans son entier. Mais comme rien n'arrive du premier coup à la perfection, la méthode de Muybridge avait certains défauts et présentait dans son application des difficultés sérieuses. L'invention des plaques au glatino-bromure d'argent permit bientôt d'obtenir, avec des poses très courtes, des images bien modelées, au lieu des simples silhouettes que donnait le collodion humide. Les intervalles de temps qui séparaient les images successives furent rendus plus égaux, conditions indispensables pour la détermination des phases du mouvement. Enfin, les appareils zootropiques destinés à reproduire l'apparence des mouvements étaient assez imparfaits et déformaient sensiblement les images ..." Ces déclarations ont été écrites, fin 1889, par Etienne Jules Marey, le premier chercheur qui, en 1882, énonçait les fondements de la synthèse de la vision. Il ne s'agit pas, comme l'a découvert Joseph Plateau, des phénomènes de la persistance rétinienne, pour lesquels ce dernier trouva des applications pratiques donnant à l'œil l'apparence du mouvement, mais d'un projet complet et rigoureux évaluant les possibilités d'enregistrement, puis de restitution, par le truchement de la photographie, non seulement du mouvement mais aussi de la vie, de la réalité. Et ce projet n'est pas resté lettre morte, loin s'en faut, puisqu'il a donné naissance à une série d'appareils tant d'enregistrement que de restitution et de projection du mouvement qui, dans leur quasi-totalité, sont des appareils de recherche, de mesures scientifiques. Ainsi, le cinéma scientifique n'est pas une application, une utilisation spéciale du cinéma mais, au contraire, c'est le moyen technique que nous désignons aujourd'hui par ce terme de «cinéma», qui est une retombée de la recherche scientifique, une digression, un détournement dans l'utilisation d'un moyen d'enregistrement mis au point par des scientifiques. Plus précisément, ce sont les physiologistes et les anthropologues qui ont imaginé et réalisé les systèmes optiques et mécaniques, qui en constituent les éléments fondamentaux.
Jules-Etienne Marey et le vol des oiseaux...
Etienne Jules Marey tient une place importante dans ce programme. Professeur au Collège de France 39 ans, il obtientt deux ans plus tard, une importante subvention et un grand terrain dans l'Ouest parisien, où il construit aussitôt un laboratoire d'étude du mouvement qui deviendra célèbre : la station physiologique du Parc des Princes...Marey, à partir de 1882, jette les bases d'un moyen exceptionnel d'investigation scientifique, qu'il appellera plus tard chronophotographie, laquelle, par la suite, deviendra le cinéma. Dès 1888, Etienne Jules Marey avait déjà chronophotographié et, de 1889 à 1892, filmé, au sens propre du terme, c'est-à-dire enregistré sur film, un ou plusieurs sujets quasiment dans chacune des disciplines que le cinéma scientifique explorera plus tard. Lorsque Marey entreprend l'étude du vol des oiseaux et des insectes, il témoigne d'une préoccupation majeure : découvrir les grandes lois de la locomotion aérienne. Mais ces phases correspondent aussi à des orientations méthodologiques, dont la philosophie générale est de préférer à l'observation directe (l'auscultation médicale, par exemple, avec la vue, l'ouïe, le toucher) une observation outillée dans laquelle les instruments enregistreront eux-mêmes les mouvements, les phénomènes à observer. Une telle conception est révolutionnaire à cette époque et si Marey est intimement convaincu de la supériorité d'une pareille méthode, ce type d'approche scientifique n'existe pas encore. Tout est à inventer. Une des méthodes de Marey est fondée sur l'utilisation de la photographie pour enregistrer les aspects extérieurs des sujets en expérimentation.Une autre est d'explorer les possibilités des photographies en série enregistrées. Mais, d'une part, Marey ignore toute de la technique photographique et par ailleurs les sujtets à mouvement rapide qui le préoccupent ne se prêtent guère à l'enregistrement photographique puisque les émusions de l'époque nécessitent des poses longues et en plein soleil ! alors que des instantanés très brefs et en rafale sont nécessaires pour décomposer le mouvement et le fixer sur la plaque.
Jules-Etienne Marey : le "fou" de Pausilipe ...
Muybridge a été le premier à relever ce défi technique et à tenter de réaliser l'impossible. Marey, admirant les résultats, en profita pour lui demander par correspondance et sans malice de mettre un peu de son talent au service de l'étude du vol des oiseaux. Ce que le photographe américain accepta bien volontiers. Mais c'était sans compter avec la redoutable technique. Les moyens mis en œuvre pour l'enregistrement de la marche, du trot ou du galop du cheval étaient inopérants pour les oiseaux. Muybridge fut donc obligé d'inventer de nouveaux dispositifs, mais n'obtint finalement que des images qui déçurent Marey. Aussi ce dernier décida-t-il de se lancer lui-même dans la construction d'un instruments qui devait pouvoir prendre des photographies en rafale, si possible une dizaine dans le temps d'une seconde. C'est le début de la seconde phase. En février 1882, l'appareil était construit et fonctionnait. Marey avait choisi de lui donner la forme d'un fusil afin de suivre aisément toute cible en mouvement. Ce choix se révéla efficace dans la photopoursuite des oiseaux.... A Naples, où il possédait une résidence d'hiver, il accomplit ses premières prises de vues sur le vol des mouettes avec l'appareil qu'il venait de faire construire. L'exceptionnelle luminosité de la région était suffisante pour permettre l'enregistrement d'images (sous forme de silhouettes) à la vitesse extraordinaire pour l'époque de 10 images par seconde. Un assistant de Marey a raconté que le savant français avait été surnommé « le fou de Pausilipe » — endroit où se trouvait sa villa — par ceux qui l'avaient vu souvent viser longuement avec son curieux fusil des oiseaux en vol sans qu'il en tombe jamais un seul, puis reposer son arme, visiblement satisfait. Pendant les années qui suivirent, Marey fit construire et utilisa fréquemment d'abord un « chronophotographe » à plaque fixe, puis, plus tard, un autre à pellicule, pour faciliter ses recherches sur la physiologie du mouvement humain. En effet, les progrès de la technologie photographique avaient entre-temps permis d'abandonner les plaques de verre, lourdes et fragiles, au profit d'un support flexible qui pouvait être utilisé en rouleau. Le 29 octobre 1988, devant l'Académie des Sciences, Marey dit ces quelques mots : "J'ai l'honneur de présenter aujourd'hui une bande de papier sensible sur laquelle une série d'images a été obtenue, à raison de vingt images par seconde. L'appareil que j'ai construit déroule une bande de papier à la vitesse de 0,80 mètre par seconde. Si l'on prend les images pendant que le papier se déroule, on n'obtient aucune netteté. Mais si, au moyen d'un dispositif spécial, on arrête le défilement du papier pendant la durée de l'éclairement, 1/3000 de seconde, les images prennent toute la netteté désirable. Cette méthode permettra de recuillir des images succesives d'un homme ou d'un animal en mouvement, en s'affrichissant de la nécessité d'opérer devant un fond obscur. Elle semble donc destinée à faciliter grandement les études sur la locomotion de l'homme et des animaux.» Tout semble simple, les recherches sur le mouvement sont sur une bonne voie mais, s'il n'en dit mot, les problèmes photomécaniques, inhérents à ce nouveau support, ont aussi été résolus. Ces quelques llignes de Marey développent toute la théorie de l'enregistrement sur film. Les bases mécaniques de l'enregistrement cinématographique sont clairement énoncées, et les résultats auxquels elles peuvent mener présentés ainsi que l'analyse Georges Sadoul dans son histoire générale du cinéma : "La chronophotographie à pellicule que présentait Marey à l'Académie des Sciences avait les principales caractéristiques de la caméra moderne. C'était un appareil photographique, muni d'un obturateur en forme de disque fenêtré mû par une manivelle et utilisant une pellicule entraînée par saccades, qui s'arrêtait plusieurs fois par secondes, pour permettre chaque fois une prise de vue."
De l'enregistrement à la restitution du mouvement : zootrope, phénakistiscope, praxinoscope...
Les appareils utilisent le principe de la persistance rétinienne : (fiche pédagogique à venir) Le zootrope (par William Horner 1833) est un cylindre percé de fentes dans lequel est placée une bande d’un mouvement décomposé. A chaque fente correspond un dessin. Lorsque le zootrope se met à tourner, en regardant par les fentes, on a l’impression que les images se suivent sans rupture. Le phénakistiscope (mis au point par Joseph Plateau en 1833) est constitué de deux disques : sur l’un se trouvent les différentes phases d’un mouvement. L’autre est percée de fentes. En faisant tourner les deux disques, on a l’impression de voir le mouvement se faire et se répéter. Le praxinoscope mis au point par Emile Reynaud 1877) améliore tous les systèmes précédents. Comme le zootrope, c’est un cylindre contenant une bande de mouvement décomposé mais muni de miroirs en son centre. Il permet d’observer des petites scènes de façon agréable.

En savoir plus
Des sites Mesurer sur les images, de la recherche à la salle de classe...Préambule historique J.E. Marey http://www.inrp.fr/Tecne/Acexosp/Actimage/EJMarey.htm Etienne-Jules Marey : le mouvement en lumière, une exposition en ligne produite par la Maison du Cinéma (Mission de réalisation et la Cinémathèque Française) http://www.expo-marey.com/indexFR.htm 1889 - 1989 : Un siècle de cinéma scientifique en France http://perso.club-internet.fr/amif/francais/mag//siecle/filmdoc-alloul.htm Sémia, Société d'études sur Marey et l'image animée "La Société d’études sur Marey et l’image animée (Sémia) est une association loi de 1901 fondée en février 2001 par vingt chercheurs venus de pays et d’horizons différents : historiens de l'image et du son, des sciences et des techniques, conservateurs de musée, médecins, collectionneurs. Ils considèrent tous l’œuvre du physiologiste Étienne-Jules Marey (1830-1904) comme essentielle et déterminante dans l’essor de l'image animée, scientifique ou non"... http://www.inrp.fr/she/semia/accueil.htm E.J.Marey, le photographe du mouvement Notice rédigée par Michel FRIZOT, commissaire scientifique de l'exposition organisée par le Centre Pompidou et le musée d'art moderne, 1977/78 http://perso.club-internet.fr/amif/francais/mag/marey/marey-pompidou.htm Document vidéo Le cinématographe des frères lumière (Série : Les grandes dates de la science et de la technique) .- CNDP, 1990 .- 1 cassette VHS, coul. : 14 mn .- (Images à lire ; V 3742) Résumé : Ce document raconte la naissance du cinéma, depuis ses lointain ancêtres (lanterne magique, phantascope, zootrope) jusqu'au cinéma vidéo actuel...
Les sources
Textes : Cette fiche pédagogique a été rédigée en référence à : Etienne Jules Marey, les origines du cinéma, Jean-Dominique Lajoux, in Le Cinéma et la Science, CNRS Editions, 1994 La science au berceau du cinéma, Virgilio Tosi, in La Science à l'écran, Cinémaction n° 38, avril 1986 Images : tous droits réservés
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