Appareils argentiques et instantanés : le fonctionnement

Ce qui se passe quand on appuie sur le déclencheur

Appuyez sur le déclencheur d’un appareil à pellicule et vous entendez un seul clic. À l’intérieur, en moins de temps que ce clic n’en prend, une courte suite d’événements s’est déroulée dans un ordre fixe. Sur un reflex mono-objectif, l’objectif se ferme jusqu’à l’ouverture que vous avez choisie, un miroir se relève hors du faisceau lumineux, un premier rideau parcourt la pellicule pour la découvrir, un second rideau le suit pour la recouvrir, puis le miroir retombe et l’objectif s’ouvre en grand. À un temps de pose de 1/1000 de seconde, la totalité de l’image n’est jamais découverte en même temps. Une fente large de quelques millimètres balaie la pellicule, et l’image s’inscrit bande par bande à mesure qu’elle passe.

La scène commence là, à l’arrière d’un reflex dont le dos est ouvert, au ralenti, 300 fois plus lentement que dans la vie réelle. Appuyez sur « Déclencher » et regardez la pellicule. Passez ensuite à six autres machines de l’histoire de la photographie : un appareil à boîte de type daguerréotype de 1839, une chambre photographique à soufflet, un télémétrique 35 mm de type 1925, un reflex à deux objectifs de type 1929, un appareil instantané pliant de type 1972 et un appareil jetable de type 1986. La huitième étape est une chambre noire.

Les sept machines photographient la même scène de parc : un mannequin immobile à 3 m, un ballon qu’on frappe à 4 m en travers de l’image, deux personnes qui passent à pied à 8 m, une maison à 14 m, des arbres à 45 m et une jardinière de fleurs à 1,5 m. Le tirage dans le coin de la scène, et celui, plus grand, sous les commandes, sont calculés à partir de vos réglages avec les formules de cette page. Changez l’ouverture, et les arbres deviennent flous ou nets. Changez le temps de pose, et le ballon se fige ou devient flou de bougé. Changez la sensibilité du film, et l’image devient plus lumineuse et plus granuleuse.

Une boîte noire percée d’un trou

Tous les appareils de la scène reposent sur la même idée : une boîte qui arrête toute la lumière sauf celle qui passe par l’objectif. L’objectif dévie la lumière de chaque point de la scène vers un point de la pellicule, et l’image qu’il forme est renversée de haut en bas et inversée de gauche à droite. Placez-vous derrière la chambre photographique de la scène et regardez son verre dépoli : la maison, les arbres et le mannequin y sont tous, la tête en bas.

L’appareil à daguerréotype de 1839 n’est guère plus que cette boîte. Le Victoria and Albert Museum conserve un appareil à daguerréotype Giroux, conçu par Louis Daguerre et fabriqué par Alphonse Giroux, qu’il décrit comme le premier modèle d’appareil photo mis en vente au grand public. C’est une boîte coulissante : une boîte en bois se déplace dans une autre pour mettre l’image au point sur un verre dépoli à l’arrière, et la face avant porte un objectif en laiton. Il n’y a pas d’obturateur. Le photographe retirait le bouchon de l’objectif et le remettait quand le temps était écoulé.

Tout ce qui est venu ensuite a ajouté des moyens de maîtriser trois choses : la quantité de lumière qui atteint la pellicule, pendant combien de temps, et la sensibilité de la pellicule à cette lumière. Le reste de la page parle de ces trois nombres et des machines construites autour d’eux.

Trois nombres règlent l’exposition

La quantité de lumière qui tombe sur chaque point de la pellicule est l’exposition. Dans son cours de Stanford sur la formation des images, Marc Levoy l’écrit H = E × T : l’exposition est l’éclairement de la pellicule (réglé par l’ouverture) multiplié par la durée pendant laquelle il s’exerce (réglée par l’obturateur). La sensibilité du film décide de l’exposition dont une pellicule a besoin pour donner une bonne image.

Les photographes réunissent les deux premiers en un seul nombre, l’indice de lumination (IL) :

IL = log₂(N² / t)

où N est le nombre d’ouverture et t le temps de pose en secondes. Chaque pas de 1 en IL est un cran, soit un facteur deux sur la lumière. f/16 à 1/125 de seconde donne log₂(256 × 125) = log₂(32 000) = 14,97, donc IL 15 en chiffres ronds. f/8 à 1/500 donne log₂(64 × 500) = 14,97 également. Tout couple de réglages ayant le même IL laisse entrer la même quantité de lumière.

Une scène a son propre IL : le réglage qui l’expose correctement sur un film de 100 ISO. Le plein soleil vaut environ IL 15, un jour couvert environ IL 12, une pièce lumineuse environ IL 9 et une rue de nuit environ IL 5. Ce sont les niveaux de lumière du modèle, tirés des tables d’exposition habituelles, et la commande Lumière en choisit un. Un film plus rapide demande moins de lumière, un cran de moins à chaque doublement de sa sensibilité :

IL nécessaire = IL de la scène + log₂(ISO / 100)

Ainsi, un film de 400 ISO en plein soleil demande IL 17 : f/16 à 1/500 donne 16,97. L’indicateur d’exposition de la scène est la différence entre l’IL dont la scène a besoin et l’IL que vous avez réglé. Les nombres positifs signifient trop de lumière, les nombres négatifs trop peu. La barre de mesure en dessous a son milieu à zéro et va de trois crans de sous-exposition à trois crans de surexposition.

L’ancienne règle empirique dite du « sunny 16 » dit qu’en plein soleil on règle l’ouverture à f/16 et le temps de pose à 1/ISO, c’est-à-dire 1 sur la valeur de sensibilité du film. Pour 100 ISO, cela donne f/16 à 1/125, IL 14,97, ce qui correspond à l’IL 15 du plein soleil. L’une des missions vous demande de la retrouver.

Ouverture : pourquoi un nombre plus grand est un trou plus petit

Le nombre d’ouverture est la focale divisée par le diamètre de l’ouverture. Le cours de Stanford donne l’exemple de f/2 sur un objectif de 100 mm, une ouverture de 50 mm de large. Sur l’objectif de 50 mm du reflex, f/2 signifie une ouverture de 25 mm de large et f/1,4 une ouverture de 35,7 mm.

La lumière qui atteint la pellicule est proportionnelle à la surface de l’ouverture, donc au carré de son diamètre, et elle diminue avec le carré de la distance à la pellicule. En divisant l’un par l’autre, il reste 1 / N². Doubler N divise donc la lumière par quatre, et pour la diviser par deux, on multiplie N par la racine carrée de 2, soit environ 1,4. C’est pourquoi les nombres d’ouverture d’un objectif se suivent ainsi : 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, chacun laissant passer la moitié de la lumière du précédent.

Les lamelles du diaphragme sont dans l’objectif. Sur la scène, regardez le reflex de face et appuyez sur « Déclencher » avec l’ouverture à f/16 : les lamelles se ferment en un petit trou à six côtés, puis se rouvrent. Sur un vrai reflex, vous ne verriez pas cela en regardant dans l’appareil. L’objectif reste grand ouvert pour que le viseur soit lumineux, et les lamelles ne se ferment à l’ouverture de travail qu’au moment de la prise de vue.

La profondeur de champ en chiffres

Un objectif met au point avec exactitude à une seule distance. Un point situé devant ou derrière s’étale en un petit disque sur la pellicule. L’applet de Stanford sur la profondeur de champ appelle cercle de confusion le plus grand disque qui ressemble encore à un point. Tant que le disque d’un point reste plus petit que cela, le point paraît encore net, et la plage de distances où c’est vrai est la profondeur de champ. Le modèle utilise un cercle de confusion de 0,03 mm pour le film 35 mm, et des valeurs plus grandes pour les formats plus grands : 0,05 mm pour le 6 x 6 cm, 0,1 mm pour les films en feuilles de 4 x 5 pouces et 0,15 mm pour la plaque de daguerréotype.

Pour un objectif de focale f mis au point à la distance s, un point à la distance d forme un disque de diamètre

c = f² × |d − s| / (N × d × (s − f))

et les limites proche et lointaine de la netteté se déduisent de la distance hyperfocale

H = f² / (N × c) + f.

L’objectif de 50 mm du reflex à f/2,8, mis au point sur le mannequin à 3 m, donne H = 29,8 m et une zone nette de 2,73 m à 3,33 m, soit seulement 0,6 m de profondeur. En fermant à f/8, la zone va de 2,34 m à 4,19 m. À f/16, elle va de 1,92 m à 6,92 m. La règle du cours selon laquelle doubler le nombre d’ouverture double la profondeur de champ se vérifie bien ici, où le sujet est beaucoup plus proche que la distance hyperfocale.

Mettez au point sur la distance hyperfocale elle-même et tout est net de la moitié de cette distance jusqu’à l’infini. Pour l’objectif de 50 mm à f/8, H vaut 10,5 m, donc une mise au point à 10,5 m rend net tout ce qui va de 5,2 m jusqu’à l’horizon. La mission intitulée Tout net demande cette astuce avec un objectif plus grand-angle : l’objectif de 28 mm à f/16 a H = 1,66 m, donc une mise au point à cette distance garde nets les fleurs à 1,5 m, le mannequin et les arbres.

Flouter l’arrière-plan fonctionne en sens inverse. L’objectif de 135 mm à f/2,8 mis au point à 3 m transforme un point lointain en un disque de 2,27 mm de large, soit 5,25 % de la diagonale de l’image. Le même point vu par l’objectif de 50 mm au même nombre d’ouverture ne fait qu’un disque de 0,303 mm. La barre sous les commandes montre chaque objet de la scène sous forme de point : vert quand son disque est plus petit que le cercle de confusion, rouge quand il est plus grand.

Temps de pose et mouvement

L’obturateur décide pendant combien de temps la pellicule voit la scène, et tout ce qui bouge pendant ce temps laisse une traînée. Le cours de Stanford le dit simplement : doubler le temps d’exposition double le flou de bougé.

Pour un objet qui traverse l’image à la vitesse v et à la distance d, la traînée sur la pellicule est

flou = v × t × f / (d − f).

Le ballon de la scène passe à 4 m. À 10 m/s et 1/1000 de seconde, son image se déplace de 0,127 mm sur la pellicule avec l’objectif de 50 mm. Le ballon lui-même se déplace de 10 mm, moins de 1/20 de sa largeur de 22 cm, et paraît figé. À 1/60 de seconde, son image se déplace de 2,11 mm et devient une traînée. La mission Arrêter un ballon en mouvement demande que le ballon se déplace de moins d’un dixième de sa propre largeur pendant que l’obturateur est ouvert.

L’appareil bouge aussi. Le cours explique qu’on peut tenir un appareil à la main jusqu’à environ 1/60 de seconde, et donne la règle empirique selon laquelle le temps le plus lent sans risque est 1 sur la focale, soit 1/180 de seconde pour un objectif de 180 mm. Le modèle traduit cette règle en nombres : un appareil tenu à la main oscille de 0,03 radian par seconde, ce qui, à 1/50 de seconde avec un objectif de 50 mm, étale l’image de 0,03 mm, soit un cercle de confusion. À 1/15 de seconde, l’étalement est de 0,1 mm et l’indicateur avertit d’un risque de bougé. La commande Trépied l’empêche.

Deux sortes d’obturateur

Il y a deux façons d’ouvrir et de fermer le trajet de la lumière. Un obturateur central se trouve à l’intérieur de l’objectif : une couronne de fines lamelles qui se chevauchent, s’ouvrent depuis le centre et se referment. Un obturateur à rideaux se trouve juste devant la pellicule : deux rideaux qui parcourent l’image l’un après l’autre.

Le cours de Stanford énumère leurs avantages et leurs défauts. L’obturateur à rideaux est bruyant, rapide (jusqu’à 1/4000 de seconde sur les appareils plus tardifs) et déforme les mouvements. L’obturateur central est silencieux et plus lent, jusqu’à environ 1/500 de seconde, et chaque objectif doit avoir le sien, puisqu’il se trouve dans l’objectif.

Sur la scène, la chambre photographique et le reflex à deux objectifs ont des obturateurs centraux, et l’appareil jetable a une seule lamelle à ressort qui bondit en travers de l’ouverture. Le télémétrique et le reflex mono-objectif ont des obturateurs à rideaux. L’appareil à daguerréotype n’a ni l’un ni l’autre, seulement son bouchon d’objectif. Le Science Museum Group conserve aussi un des premiers obturateurs à volet, vers 1885, en bois, en métal et en feutre, de 83 x 80 x 27 mm, une étape entre le bouchon et les obturateurs des appareils ultérieurs. Vous pouvez le trouver au sol, à côté du trépied de la chambre photographique.

Comment une fente fait 1/1000 de seconde

Un obturateur à rideaux ne peut pas ouvrir toute l’image, la maintenir ouverte et la refermer en un millième de seconde : les rideaux devraient se déplacer à une vitesse impossible. À la place, les deux rideaux se déplacent à la même vitesse régulière, et le second part un temps déterminé après le premier. Entre eux voyage une fente, et chaque bande de pellicule ne reçoit de lumière que pendant que la fente passe dessus. La largeur de la fente fixe le temps de pose :

largeur de la fente = longueur de la fenêtre × t / temps de traversée.

Dans le modèle, les rideaux métalliques du reflex traversent sa fenêtre de 24 mm en 7 millièmes de seconde. À 1/1000 de seconde, la fente fait 24 × 1 / 7 = 3,43 mm de large, à 1/500 elle fait 6,86 mm et à 1/250 elle fait 13,71 mm. À 1/125, soit 8 millièmes de seconde, le premier rideau a atteint le bas avant que le second ne parte, et pendant un instant toute l’image est ouverte. Les rideaux en tissu du télémétrique traversent sa fenêtre de 36 mm latéralement en 20 millièmes de seconde dans le modèle, si bien qu’à 1/500 sa fente fait 3,6 mm et qu’à 1/100 elle fait 18 mm.

C’est ce que montre la première étape de la visite. La pellicule, dans le dos ouvert de l’appareil, se peint bande par bande au passage de la fente, avec une ligne lumineuse là où la lumière arrive. L’image peinte n’est dans le bon sens qu’une fois tournée de 180 degrés, puisque l’objectif la projette à l’envers et inversée. L’image latente d’une vraie pellicule ne se voit pas du tout avant le développement ; le modèle montre où la lumière est tombée.

Comme le haut et le bas de l’image sont exposés à des instants différents, un sujet qui se déplace vite est dessiné à des endroits légèrement différents dans chaque bande. Le Los Angeles County Museum of Art conserve la photographie de Jacques Henri Lartigue Au Grand Prix de l’A.C.F. 1912, que le cours de Stanford utilise pour montrer cet effet de l’obturateur à rideaux. Sur la scène, frappez le ballon à 20 m/s et photographiez-le avec le reflex à 1/1000. Son image se déplace de 253 mm par seconde sur la pellicule, donc pendant les 7 millièmes de seconde que la fente met à traverser l’image, elle se décale de 1,77 mm, soit 7,4 % de la hauteur de l’image, et le ballon penche.

Le flash et la fente

Un flash dure très peu de temps, il fige donc tout ce qu’il éclaire. Avec un obturateur à rideaux, il doit partir à un moment où toute l’image est ouverte : après que le premier rideau a fini sa course et avant que le second ne démarre. Cela n’est possible que si le temps de pose est au moins égal au temps de traversée. La vitesse de synchronisation du flash du reflex du modèle est 1/125 de seconde, plus longue que ses 7 millièmes de seconde de traversée.

Choisissez un temps plus court et le flash, déclenché à la fin de la course du premier rideau, n’éclaire que la bande de pellicule sur laquelle la fente passe à cet instant. À 1/250, soit 4 millièmes de seconde, cela représente 4 / 7 = 57 % de l’image, et le reste de l’image ne reçoit que la lumière de la pièce. La mission Une demi-image au flash vous demande de commettre cette erreur exprès. Les obturateurs centraux ouvrent toute l’image d’un coup, ils fonctionnent donc avec le flash à n’importe quelle vitesse.

La quantité de lumière que le flash ajoute dépend de la distance. Le nombre-guide d’un flash est le nombre d’ouverture multiplié par la distance qu’il éclaire correctement à 100 ISO. Le flash du reflex du modèle a un nombre-guide de 20, donc un sujet à 3 m est éclairé correctement à f/6,67, et avec un film de 400 ISO, qui double le nombre-guide, à f/13,3. Quelque chose deux fois plus loin reçoit un quart de la lumière, ce qui explique que les arbres d’une photo au flash restent sombres.

Sensibilité du film et grain

La sensibilité d’un film dit de combien peu d’exposition il a besoin. Chaque doublement du nombre ISO économise un cran : un film de 400 ISO demande un quart de la lumière d’un film de 100 ISO, et un film de 3200 ISO en demande 1/32. Le cours de Stanford en nomme le prix : le film échange de la sensibilité contre du grain. Le tirage de la scène ajoute un grain qui croît avec la racine carrée de la sensibilité, si bien que la rue de nuit à 3200 ISO sort assez lumineuse et visiblement rugueuse.

La sensibilité des films se mesurait bien avant l’échelle ISO. Le Science Museum Group conserve l’actinographe de Hurter et Driffield de 1888, brevet 5545, une règle à calcul en bois avec des échelles pour le nombre d’ouverture, le temps et l’éclairage, et pour la sensibilité H et D que les deux hommes avaient définie. Il fait sur le bois ce que la table d’exposition sous les commandes fait sur la page.

Le film lui-même ne répond pas à la lumière de façon linéaire. Au-delà d’un certain point, plus de lumière change peu de chose, et en dessous d’un certain point, trop peu de lumière ne laisse rien. Le modèle imprime chaque image à travers une courbe avec un pied et une épaule, et donne à chaque procédé une plage différente : le film négatif couleur conserve les détails quatre crans au-dessus, le noir et blanc trois, et le tirage instantané et le daguerréotype moins. Ces latitudes sont des valeurs du modèle choisies pour montrer la différence entre les procédés.

Le reflex mono-objectif : un miroir et un prisme

Le reflex mono-objectif permet de regarder à travers le même objectif que celui qui prend l’image. Un miroir incliné à 45 degrés derrière l’objectif renvoie la lumière vers le haut, sur un verre de visée, et un prisme de verre à cinq côtés au-dessus du verre remet l’image à l’endroit pour votre œil. Quand vous appuyez sur le déclencheur, le miroir se relève pour s’écarter du chemin, les rideaux font leur travail, et le miroir redescend.

Les éléments sont arrivés à des moments différents, et le Science Museum Group a un appareil pour chaque étape. Le Kine Exakta, fabriqué à Dresde en 1936, est un reflex mono-objectif pour images de 24 x 36 mm sur film 35 mm. Le Contax S, lancé à la Foire de printemps de Leipzig en 1949, avait un pentaprisme fixe à hauteur d’œil et fut l’un des premiers reflex à pentaprisme ; son obturateur à rideaux en tissu courait latéralement de 1/2 à 1/1000 de seconde. L’Asahiflex IIB de 1954 avait un miroir à retour instantané, si bien que la vue revenait dès que l’image était prise.

Le reflex de la scène est d’un type plus tardif, avec un obturateur métallique allant de haut en bas. Activez « Voir à l’intérieur » et regardez-le de côté quand on appuie sur le déclencheur. Dans le modèle, l’objectif se ferme pendant les 6 premiers millièmes de seconde, le miroir est relevé à 14, le premier rideau part à 16, et quand le second rideau a fini, le miroir et le diaphragme reviennent. À 1/250, toute la séquence dure environ 50 millièmes de seconde, ce qui est le minutage du modèle et non la mesure d’un appareil réel. L’une des missions vous demande de remettre les six événements dans l’ordre.

Deux petits éléments du modèle viennent de la fiche de l’appareil de 1949. Le bouton de rembobinage porte un rappel de film, un cadran qui indique le type et la sensibilité du film chargé, et l’avant du boîtier porte un levier de retardateur.

Le télémétrique : deux fenêtres et pas de miroir

Un appareil télémétrique n’a pas de miroir. Vous regardez par une fenêtre distincte, et une seconde fenêtre, à quelques centimètres, voit le même sujet sous un angle légèrement différent. Dans le viseur, les deux vues se superposent, et en tournant la bague de mise au point, on déplace l’une d’elles jusqu’à ce que les deux images coïncident. La distance à laquelle elles coïncident se calcule à partir de l’angle entre les deux lignes de visée, comme le font les géomètres pour mesurer une distance.

Le premier Leica de série du Science Museum Group, fabriqué à Wetzlar vers 1925, sert de modèle à cette machine. Il avait un objectif fixe de 50 mm f/3,5 qu’on ne pouvait pas changer, et un obturateur à rideaux à sept vitesses de 1/20 à 1/500 de seconde, plus un repère marqué Z. La fiche d’un autre Leica I donne ses dimensions, 65 x 130 x 55 mm, assez petit pour une poche de manteau. Activez le mannequin et comparez.

Les rideaux du télémétrique sont en tissu sur des rouleaux et se déplacent latéralement, si bien que sur la scène la fente balaie la pellicule d’un côté à l’autre. Sans miroir à relever, le déclenchement est plus silencieux et plus rapide, et rien n’obscurcit la vue au moment de la prise de vue.

Le reflex à deux objectifs : deux objectifs, un miroir

Le reflex à deux objectifs place deux objectifs assortis l’un au-dessus de l’autre. L’objectif du bas prend l’image à travers son obturateur central. L’objectif du haut ne sert qu’à viser : un miroir fixe derrière lui projette l’image vers le haut sur un verre dépoli sous un capuchon pliant, si bien qu’on tient l’appareil à la hauteur de la taille et qu’on regarde vers le bas.

Le Rolleiflex original du Science Museum Group, fabriqué en Allemagne en 1929 après trois ans de développement, prenait des images de 6 x 6 cm sur film en rouleau 117. Son objectif de prise de vue était un Tessar de 75 mm f/4,5 ; son objectif de visée était un f/3,1 plus lumineux, pour la mise au point. L’obturateur Compur avait des vitesses de 1, 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/100 et 1/300 de seconde, avec B et T. Le verre dépoli portait un niveau à bulle, et le capuchon une loupe et un miroir pour l’usage à hauteur d’œil. Les cadrans du modèle suivent cette fiche, et le niveau et la loupe sont des éléments cachés à trouver.

Comme l’image sur le verre vient d’un seul miroir, elle est inversée de gauche à droite. Regardez le verre depuis le dessus, sur la scène : la maison est du mauvais côté. Suivre un sujet en mouvement demande de l’entraînement, puisque tourner l’appareil vers la gauche fait glisser l’image vers la droite.

La chambre photographique : à l’envers sous un voile noir

Une chambre photographique est un objectif sur une planchette, un verre dépoli sur un cadre et un soufflet pliant entre les deux, le tout sur un rail. On met au point en faisant glisser l’avant ou l’arrière le long du rail tout en regardant le verre dépoli, d’ordinaire sous un voile noir pour l’abriter de la lumière. L’image y est à l’envers et inversée. Quand elle est juste, un châssis contenant une feuille de film prend la place du verre dépoli, on en retire le volet, et l’on déclenche l’obturateur central de l’objectif.

Le modèle prend des films en feuilles de 4 x 5 pouces avec un objectif de 150 mm, et son obturateur central va de 1 seconde à 1/500. Avec un format aussi grand, le cercle de confusion peut être plus grand, 0,1 mm dans le modèle, ce qui compense en partie la faible profondeur de champ de l’objectif long. Un trépied est indispensable à ces dimensions.

1839 : des minutes devant l’objectif

L’appareil Giroux était vendu pour le daguerréotype. Chaque image est une image unique sur une plaque argentée, sans négatif à partir duquel tirer des épreuves, et les plaques étaient très lentes.

Deux objets racontent les débuts sur la scène. Le Bayerisches Nationalmuseum conserve un passe-partout, d’environ 1838, qui porte la dédicace de Daguerre à Louis Ier de Bavière. Le Science Museum Group possède un appareil à daguerréotype entièrement métallique fabriqué par Voigtlander à Vienne en 1841, pour des plaques rondes de 95 mm de diamètre, avec un objectif Petzval d’environ f/3,8. Sa fiche explique qu’une fois l’image nette sur le verre de visée, le photographe entrait dans la chambre noire et remplaçait le verre par une plaque de daguerréotype. Un objectif de portrait Petzval de la même collection, d’environ 1860, est un objectif double f/5,3 de 8 pouces de focale, à ouverture fixe.

L’appareil à daguerréotype du modèle a un objectif de f/15 et une plaque dont la sensibilité est réglée de façon qu’une rue ensoleillée demande environ 5 minutes (298,5 secondes dans le modèle). C’est une estimation faite pour le modèle, non une sensibilité mesurée : sur l’échelle ISO, cela donne environ 0,0023. Sur 5 minutes, un piéton large de 45 cm qui avance à 1,4 m/s ne couvre un point donné de la rue que pendant environ un tiers de seconde, soit 0,107 % de l’exposition, et ne laisse presque rien. Le mannequin immobile reste. Appuyez sur « Déclencher » sur le daguerréotype et regardez les piétons s’effacer du tirage.

Un daguerréotype se regarde du même côté que celui qui faisait face à l’objectif, et il n’y a pas de négatif pour retourner de nouveau l’image. Aussi le modèle, comme une plaque, montre-t-il la scène inversée de gauche à droite.

Négatifs sur papier et moyen de les fixer

À la même époque en Angleterre, William Henry Fox Talbot travaillait sur papier. Le Carnegie Museum of Art note qu’il fit breveter son procédé du calotype en 1841 ; ses poses plus courtes rendaient possibles les intérieurs et les portraits, et un négatif sur papier pouvait donner de nombreux tirages. L’appareil Giroux du Victoria and Albert Museum est un appareil que Talbot possédait et qu’il modifia pour son procédé sur papier, et la fiche du musée dit qu’il avait aussi de petites boîtes rudimentaires que sa femme appelait des souricières. L’une d’elles est posée sur un tabouret à côté de l’appareil à daguerréotype, sur la scène.

Une image faite avec des sels d’argent continue de noircir à la lumière si l’on n’élimine pas les sels inutilisés. L’article de Nancy Reinhold pour l’American Institute for Conservation décrit comment Talbot stabilisa d’abord ses images avec de l’iodure de potassium et du sel ordinaire, et comment il apprit l’existence du thiosulfate de sodium par John Herschel, qui en fixa la moitié d’un dessin lors de la visite de Talbot le 1er février 1839. La note de carnet de Herschel du 29 janvier 1839, citée par la Digital History de l’Université de Houston, consigne que l’« hyposulphite of soda » lavait le sel d’argent : « Succeeds perfectly. » Les chambres noires l’appellent encore l’hypo.

Film en rouleau et instantané

Les plaques de verre et les films en feuilles devaient être chargés un par un. Le film en rouleau et un appareil simple ont changé qui pouvait prendre des photos. Le brevet américain 388,850, publié le 4 septembre 1888, couvre le boîtier, le support d’objectif et l’obturateur, et le porte-film de l’appareil de George Eastman. Le Science Museum Group conserve un appareil Kodak original de 1888 coupé en deux pour montrer son intérieur : bois, cuir, laiton, celluloïd et ficelle dans une boîte de 100 x 172 x 85 mm.

Douze ans plus tard, le prix a encore baissé. La fiche du Brownie n° 1 au Science Museum Group dit que le Brownie de 1900 coûtait 1 dollar aux États-Unis et 5 shillings en Grande-Bretagne, et que plus de 100 000 furent vendus la première année.

Dans la chambre noire

L’image sur un film exposé est invisible. La lumière a modifié quelques atomes dans certains grains d’halogénure d’argent, et seul le développement transforme ces grains en argent métallique que l’on peut voir. La note de l’Institut canadien de conservation sur le traitement des films et papiers noir et blanc énumère cinq étapes : développement, bain d’arrêt, fixage, lavage et séchage.

Le film se met sur une bobine à spirale dans l’obscurité totale, puisque le film réagit à toutes les couleurs, et dans une cuve étanche à la lumière. Le développement dure ensuite plusieurs minutes, de 4 à 9 selon le film. Un bain d’arrêt, généralement une solution d’acide acétique à 2 % dans l’eau, l’arrête en 15 à 30 secondes. Le fixateur, thiosulfate de sodium ou d’ammonium, dissout l’halogénure d’argent qui n’a pas été développé, et c’est seulement alors que le négatif peut voir la lumière sans danger. Le lavage emporte le fixateur ; la note déconseille de laisser films ou tirages dans l’eau de lavage toute la nuit. Le papier se développe plus vite, en 60 à 120 secondes, et le papier noir et blanc n’est pas sensible au rouge, si bien qu’on peut faire des tirages sous une faible lumière inactinique rouge.

Sur la scène, l’horloge de la chambre noire tourne 30 fois plus vite que dans la vie réelle. Chargez la bobine et la pièce devient noire. Développez le film et les négatifs de vos propres images apparaissent sur la corde à sécher, sombres là où la scène était lumineuse. Faites un tirage et votre dernière image monte dans le bac de révélateur. Le Science Museum Group possède aussi une cuve de développement Premo pour film-pack d’environ 1908, qui développe douze films à la fois dans un support en forme de ruche ; elle est cachée sur l’établi.

La photographie instantanée

L’idée d’Edwin Land était un appareil qui fait le travail de la chambre noire à l’intérieur du film. Son brevet, de priorité du 15 janvier 1947 et délivré le 27 février 1951, décrit un produit photographique portant un récipient rompable de liquide de traitement. Un second brevet, déposé le 29 août 1946 et délivré le 10 février 1948, couvre un appareil qui expose et traite le film. Le Polaroid Land Camera Model 95 du Science Museum Group a été fabriqué de 1948 à 1953 à Cambridge, dans le Massachusetts.

La couleur a pris plus de temps. L’historique de l’American Chemical Society pour ce site historique de la chimie décrit comment Howard Rogers proposa la molécule du révélateur colorant, un colorant associé à un révélateur, et comment l’entreprise fabriqua et testa environ 5000 composés sur plusieurs années. Dans le film couleur sorti en 1963, des molécules acides contenues dans une couche de polymère de la feuille positive rencontraient le révélateur alcalin une fois qu’il avait fait son travail, ce qui fixait les colorants en place.

À l’intérieur du tirage intégral

L’appareil instantané pliant de 1972 mettait tout dans une seule carte qui sort de l’appareil et se développe dans votre main. L’American Chemical Society décrit l’unité de film comme épaisse d’environ 2 mm, avec 17 couches : feuilles de polymère, couche réceptrice d’image, réactif, couches de minutage et de réflexion de la lumière et négatif en trois couleurs. Land écrivit dans The Photographic Journal en 1974 que, lorsque le film est éjecté, de l’hydroxyde de potassium dans quelques gouttes d’eau est étalé en une couche de 26/10 000 de pouce d’épaisseur, soit environ 0,066 mm, et que pendant plusieurs minutes des réactions se succèdent dans ce mince sandwich.

La pile à côté de l’appareil, sur la scène, montre 15 des couches dans l’ordre donné par l’étude de la Society for Imaging Science and Technology sur l’imagerie instantanée et par le brevet de Land sur le film intégral de 1968. La lumière entre par la fenêtre de polyester transparent et traverse la couche réceptrice d’image, encore transparente, pour atteindre trois couches photosensibles : sensible au bleu en haut, puis au vert, puis au rouge, chacune avec son révélateur colorant en dessous (jaune, magenta et cyan). Quand le tirage quitte l’appareil, deux rouleaux font éclater la poche et étalent le réactif entre la couche réceptrice et le négatif. Là où une couche de couleur a enregistré de la lumière, son révélateur colorant est consommé par le développement de cette couche et reste en place ; là où elle n’en a pas enregistré, le colorant monte vers la couche réceptrice. La lumière bleue, par exemple, retient le colorant jaune et laisse passer le magenta et le cyan, et ces deux-là ensemble paraissent bleus.

Pendant que tout cela se produit, l’image doit rester dans l’obscurité, alors que le tirage est déjà à la lumière du jour. Le réactif contient un pigment blanc et des colorants opacifiants qui empêchent la lumière d’entrer à la forte alcalinité du début. L’étude explique pourquoi une couche de minutage est nécessaire : les colorants ont besoin de temps pour migrer avant que le pH ne baisse, et la couche de minutage retarde donc le moment où la couche acide neutralise l’alcali. Quand l’acide passe, l’opacifiant s’éclaircit et les colorants s’arrêtent. L’article de Martin Krieger sur ce système dans Optical Engineering note que le film intégral prenait plus de temps que les 60, voire 10 secondes des procédés antérieurs, et que voir l’image apparaître en plusieurs minutes est devenu une part de son attrait. Dans le modèle, l’image est montée à 90 % au bout de 254 secondes ; l’accéléré tourne 20 fois plus vite que dans la vie réelle, et 40 fois quand la scène est en lecture.

Le même article souligne qu’un tirage SX-70 n’a pas de structure de grain, puisque l’image est faite de colorant sur un fond de pigment blanc. Le tirage instantané du modèle n’a pas de grain non plus.

L’appareil pliant autour du film

L’appareil devait se plier à plat, placer un miroir dans le trajet de la lumière et pousser le tirage entre des rouleaux. Le brevet de Land, Blinow et Eloranta, délivré le 6 février 1973, décrit un reflex mono-objectif entièrement automatique qui se plie assez mince pour une poche, avec un moteur à côté de la cassette de film et un poste de traitement à rouleaux de l’autre côté. Le même brevet dit que la cassette contient une pile plate dans sa partie la plus basse, reliée à des bornes dans la base de l’appareil. La pile était dans le film, si bien que chaque nouveau pack en apportait une neuve.

La fiche du Science Museum Group pour l’appareil SX-70 Land mentionne une exposition automatique avec une commande pour assombrir et éclaircir, une mise au point à travers l’objectif par un système de miroirs avec télémètre à image coupée, et une éjection motorisée du film, dans un appareil de 130 x 110 x 178 mm ouvert. Sur la scène, l’appareil choisit lui-même son temps de pose d’après la lumière, et tant la molette pour assombrir et éclaircir que l’image coupée sont des éléments cachés à trouver.

Le miroir importe parce que le tirage se regarde du côté d’où il a été exposé. Une image vue du côté exposé serait inversée, donc une réflexion dans l’appareil la remet d’abord à l’endroit. L’étude décrit le film intégral PR-10 de Kodak comme exposé par un côté et regardé par l’autre, ce qui explique que ses couches soient empilées différemment.

L’appareil qu’on n’utilise qu’une fois

L’appareil jetable renverse l’idée de vendre un appareil : on achète le film, et l’appareil vient avec. Le brevet de Fuji, de priorité du 20 août 1986 et délivré le 28 novembre 1989, décrit un boîtier de film muni d’un objectif de prise de vue, d’un obturateur simple et d’un enrouleur, vendu avec le film à l’intérieur partout où l’on vend des films. Le Science Museum Group conserve lui aussi des appareils jetables, dont un appareil Fuji de 2002 pour 27 poses, de 110 x 123 x 35 mm.

Un tel appareil n’a rien à régler, donc ses réglages doivent convenir à la plupart des images. Le modèle utilise un objectif de 32 mm à f/10, un seul temps de pose de 1/100 de seconde et un film de 400 ISO ; ce sont des valeurs typiques choisies pour le modèle. Fixé à f/10, l’objectif est mis au point sur sa distance hyperfocale de 3,4 m, si bien que tout, d’environ 1,7 m jusqu’à l’horizon, est acceptablement net. Son indice de lumination est log₂(100 × 100) = 13,29 ; un film de 400 ISO en plein soleil demande IL 17, donc l’image est surexposée de 3,7 crans. Le film négatif couleur conserve les détails jusque-là, et à l’ombre ou avec le flash intégré, le même appareil est à peu près juste.

En quoi le modèle diffère des vrais appareils

Les machines sont génériques, sans nom de fabricant. Quand une fiche de musée ou un brevet donne un nombre (vitesses, ouvertures, formats d’image, dates), le modèle l’utilise. Quand aucun n’en donne, le modèle utilise une valeur typique et le dit sous les commandes : les niveaux de lumière, les temps de traversée des rideaux (7 millièmes de seconde pour le reflex, 20 pour le télémétrique), les nombres-guides des flashs, la sensibilité et l’objectif de la plaque de daguerréotype, l’objectif de 116 mm f/8 et le film de 150 ISO de l’appareil instantané, les réglages de l’appareil jetable et la vitesse de tremblement de la main.

Le tirage est dessiné, non photographié. Chaque objet est flouté par son propre disque, les formules sont celles d’une lentille mince, et les courbes de film sont simples. Les vrais objectifs ont des aberrations, les vrais obturateurs accélèrent et ralentissent pendant leur course, et les vrais films ont des dérives de couleur que le modèle omet. Le minutage du reflex est un modèle de l’ordre des événements, non un déclenchement mesuré. L’horloge de la chambre noire tourne 30 fois trop vite, et l’accéléré du tirage instantané 20 ou 40 fois.