Principe de la projection

Le cinématographe des frères Lumière était un appareil réversible. Il suffisait, pour le transformer en projecteur, d’ouvrir la face arrière de la caméra et d’y adjoindre une source lumineuse.

Aujourd’hui, les appareils de projection sont conçus d’une manière bien distincte de celle des caméras. L’entraînement intermittent du film se fait par un mécanisme à croix de Malte (Continzouza, 1896). L’obturateur a une forme différente pour augmenter le nombre des obturations. En effet, une projection à 24 images/seconde, donnerait sur l’écran une impression de papillotement (scintillement). On y remédie par un obturateur à plusieurs pales.

Dans les projecteurs qui équipent les salles de cinéma, les lampes au xénon ont presque totalement remplacé les arcs charbon employés jusque dans les années 1970. Ces sources lumineuses ont des durées de vie de plusieurs milliers d’heures et procurent une lumière stable avec une température de couleur voisine de celle de la lumière du jour. Leur puissance s’échelonne entre 500 et 7 000 watts pour la projection des films 35 et 70 mm sur des écrans pouvant atteindre une surface de 200 mètres carrés (correspondant à une largeur de 20 m). Avec l’apparition des complexes cinématographiques, les constructeurs ont développé des équipements de projection automatiques, pour lesquels tout le programme (de 4 000 à 7 000 m) est disposé sur une seule bobine ou sur un plateau horizontal, permettant ainsi d’assurer une séance de plusieurs heures sans interruption ni intervention d’un technicien.

Caméras et projecteurs anciens

La première projection eut lieu en 1893, à l’aide d’un appareil conçu également par Dickson et appelé Kinétoscope. Cet appareil, une sorte de visionneuse individuelle, était enfermé dans un grand coffret et permettait la perception d’images continues à travers un viseur. Sous cette forme, ce ne fut guère qu’une attraction foraine, toutefois fort prisée.

Les frères Lumière en reprirent le principe et mirent au point un projecteur sous le nom de Cinématographe. Leurs films purent ainsi être projetés sur un écran en public, la première représentation ayant eu lieu à Paris, au Grand Café, le 28 décembre 1895. Le succès fut immédiat. D’autres chercheurs, aux États-Unis (Laurie Dickson, associé à Eugène Lauste, Thomas Armat, dont le brevet fut acheté par Edison en 1896, etc.), en France (Georges Demenÿ, inventeur du Chronophotographe pour la firme Gaumont), en Allemagne (Max Skladanowsky, Oskar Messter), en Italie (Filoteo Alberini) et en Grande-Bretagne (Robert William Paul), mettaient au point à la même époque des brevets concurrents ou complémentaires (voire des contrefaçons) des brevets Edison ou Lumière. Très vite, le format de pellicule de 35 mm défini par Edison et la vitesse de projection de 16 images par seconde du Cinématographe Lumière devinrent des standards.

Charles Pathé Charles Pathé (1863-1957), industriel et producteur de cinéma français. Charles Pathé commença sa carrière en exploitant, en France, le phonographe inventé par Thomas Edison, puis il étendit ses activités et s'intéressa au négoce des projecteurs et des films. En 1896, il fonda la société Pathé Frères.	L'Omnia En 1907, Charles Pathé décide de louer les films qu'il produit et non de les vendre : par ce geste, il inaugure l'industrialisation du cinéma et le développement croissant de son propre empire qui fabrique de la pellicule, possède des studios de tournage, emploie des réalisateurs attitrés et exploite des salles à Paris mais aussi en province.	Léon Gaumont Léon Gaumont (1863-1946), inventeur et industriel français dont toute la carrière fut consacrée à la photographie et au cinéma, muet d'abord, parlant ensuite. Au début du siècle, il produisit des caméras, des machines industrielles pour la préparation des pellicules et installa des studios aux Buttes-Chaumont pour la prise de vue et la réalisation de longs métrages. Aux États-Unis, il fonda des studios et des laboratoires pour le cinéma parlant. En 1903, il inventa une méthode de synchronisation entre l'image et le son et, en 1912, il mit au point le procédé trichrome pour le cinéma en couleurs. Avec Charles Pathé (1863-1957), ce fut l'un des principaux promoteurs de l'industrie cinématographique française dans le monde.
Laissant à son frère la partie phonographe, il s'intéressa plus particulièrement au cinéma. À partir de 1901, il s'associa avec Ferdinand Zecca et se spécialisa dans la production. Les films que Pathé produisait étaient tournés rapidement et les bénéfices qu'ils rapportaient étaient réinvestis afin d'améliorer la production des films. Vers 1905, la société employait plusieurs scénaristes, décorateurs, caméramen, réalisateurs, etc. La société Pathé fut donc la première à produire des films à l'échelle industrielle. Par l'abondance et la qualité de leur production, les frères Pathé dominèrent le marché mondial. En effet, Pathé demeura le plus important producteur du monde jusqu'en 1914. Charles Pathé s'intéressait particulièrement aux côtés pédagogiques des films et sa société produisit beaucoup plus de documentaires que les autres sociétés. Pendant la Première Guerre mondiale, Charles Pathé délaissa la production française et se concentra sur la filiale américaine, Pathé Exchange. Quand il reprit la production française, après la guerre, sa société ne parvint pas à faire face à la concurrence des importations étrangères. Il abandonna alors la production et se limita à la distribution. En 1929, il vendit ses titres de la société Pathé Frères et se retira des affaires. On lui doit en outre les premières actualités cinématographiques.

Il ne manquait qu’un système pratique de synchronisation du son - le Vitaphone en 1926, puis le Movietone en 1931- pour que les fondements techniques du cinéma moderne fussent tous réunis.

Le fonctionnement du cinéma repose sur une propriété de l’oeil humain appelée persistance rétinienne. Lorsque le cristallin projette une image sur la rétine, la transformation des pigments des cellules photoréceptrices (cônes et bâtonnets) se traduit par un potentiel d’action qui est transmis au cerveau. Lorsque l’image s’interrompt, l’activité chimique persiste au niveau des cellules photoréceptrices et entretient l’influx nerveux pendant une courte période.

Le film est une succession d’images fixes projetées à une certaine cadence pour donner l’illusion du mouvement. La plupart des films sont projetés à la vitesse de 24 images par seconde.

Lanternes magiques

Bien longtemps avant l’invention du cinématographe, on sut projeter des images grâce à la lanterne magique. Platon en avait eu l’idée avec son fameux mythe de la caverne (République, VII). Léonard de Vinci parle déjà de la chambre noire et dessine une lanterne de projection. En 1646, le jésuite allemand Kircher construit une lanterne magique. Avant eux, le moine Bacon au XIIIe siècle, et sans doute les Romains, avait déjà utilisé la lanterne magique. En tout cas, au XVIIe siècle, le mathématicien danois Wangenstein met au point une lampe de projection par lumière artificielle (1660). En 1798, on note à Paris des spectacles de projections animées (fantasmagories) réalisés par Robertson.

Mais ce n’est pas encore le cinéma. Deux problèmes sont à résoudre : l’analyse et la synthèse du mouvement. Paradoxalement, il fallut découvrir d’abord la synthèse du mouvement pour chercher ensuite les moyens de l’analyser photographiquement.

La persistance rétinienne et son utilisation

Cette synthèse n’est possible qu’en fonction de la limitation des sens humains. Il n’y a pas à proprement parler de machine capable de faire la synthèse du mouvement. C’est à partir d’une suite d’images fixes, d’une discontinuité, que l’oeil crée du mouvant et du continu. «L’oeil ne possède qu’un pouvoir de séparation étroitement limité dans l’espace et le temps. Un alignement de points très proches les uns des autres est perçu comme une ligne, suscite le fantôme d’une continuité spatiale. Et une succession suffisamment rapide d’images distinctes, mais peu différentes, crée, par suite de la lenteur et de la persistance des sensations rétiniennes, un autre continu, plus complexe, spatio-temporel, lui aussi imaginaire» (Jean Epstein, L’Intelligence d’une machine).

Si la limitation du pouvoir de séparation de l’oeil permet la photographie, la fameuse persistance rétinienne permet le cinéma et la télévision. Une perception sensorielle persiste quand l’excitation disparaît. Cette persistance est de l’ordre d’un tiers de seconde. Pour l’oeil, elle varie avec l’éclairement, la fréquence des excitations, le temps de perception. On admet qu’une impression de continuité est obtenue à partir de seize excitations par seconde. Le cinéma parlant portera cette cadence à vingt-quatre projections par seconde, et la télévision à vingt-cinq, pour des raisons de synchronisation des caméras et récepteurs avec la fréquence du courant d’alimentation (50 périodes/seconde).

En 1823, le docteur Paris, un médecin anglais, découvre ce phénomène. Il le met en évidence avec un jouet qu’on peut regarder comme l’ancêtre lointain du cinéma, le «thaumatrope». Il s’agit d’un disque de carton tenu entre deux fils. Sur une face on dessine un oiseau. Sur l’autre, une cage. Avec les fils, on fait tourner le disque très vite : on a l’illusion de voir l’oiseau dans la cage.

De 1829 à 1900, cette invention reçoit de nombreux perfectionnements décisifs : on dessine sur des cylindres, puis sur des bandes, les phases successives d’un mouvement, et l’on parvient à reproduire le mouvement et à le projeter. C’est le principe du «phénakistiscope» de Plateau (1833) puis du «praxinoscope» de Reynaud (1877). Ce que nous appelons aujourd’hui le dessin animé est né ainsi, longtemps avant le cinéma. Émile Reynaud réalise de nombreux films d’animation.

Reste à découvrir l’analyse photographique du mouvement.

L’analyse photographique du mouvement

De très nombreux chercheurs, principalement des physiologistes, réussissent, dès 1852, à analyser photographiquement le mouvement, par une suite d’instantanés. Mais leurs techniques font appel à un matériel encombrant (plaques photographiques et installation de plusieurs appareils, ou plaques rotatives). Dans les deux cas (Muybridge, 1878, et Étienne Marey, «fusil photographique», 1882), on ne peut enregistrer qu’un phénomène de très courte durée.

Muybridge, Daisy, le saut Une série d’images décompose le mouvement du saut de mouton. C’est une démonstration du zoopraxinoscope présenté en 1881 par l’Américain d’origine britannique Edward Muybridge (1830-1904) Eadweard Muybridge, Cavalier - Daisy, le saut, 1887. Phototypie, 20×26 cm. Cabinet des estampes et de la photographie, musées de la ville de Strasbourg.	Connu dans un premier temps pour ses paysages, Muybridge s'attacha ensuite à l'étude du mouvement, à commencer par celui du cheval. Les photographies sont prises sur une distance couverte par une multitude d'appareils côte à côte, déclenchés par le mouvement de l'animal lui-même; à chaque pas, un cliché est effectué, la multiplication, puis la juxtaposition des images reconstituant le déplacement. L'illustration est tirée du livre Animal Locomotion, publié en 1887.
Eadweard Muybridge (1830-1904) Photographe américain d'origine britannique, inventeur des «images animées», célèbre pour ses photographies d'hommes et d'animaux en mouvement.	Une image obtenue avec le chronophotographe à plaque fixe et disque rotatif fenêtré inventé en 1882 par le médecin et physiologiste français Etienne Jules Marey (1830-1904)
	Ce n'est qu'en 1878, alors qu'un riche propriétaire de chevaux lui avait demandé en 1872 de vérifier les affirmations du physiologiste français Marey, qu'il parvint à prouver, photographies à l'appui, que lorsqu'un cheval galope il garde pendant un instant les quatre pieds décollés du sol et que, à cet instant, les pieds se trouvent sous le ventre de l'animal. À la suite de cette première et spectaculaire décomposition du mouvement pour laquelle il utilisa une série de douze appareils à déclenchements successifs, il entreprit une exploitation systématique de ce procédé. En 1881, il mit au point le zoopraxiscope, projecteur lui permettant de recomposer le mouvement - courses de chevaux, vols d'oiseaux ou compétitions sportives - à travers la vision rapide et successive de ses phases décomposées. Ses expériences le conduisirent à publier plusieurs livres, très appréciés des artistes de l'époque, dont les plus importants sont Cheval en mouvement (1878) et Locomotion animale (Animal Locomotion, 11 volumes de 100 000 plaques photographiques, 1887). Des extraits de ce dernier ouvrage furent publiés sous le titre la Figure humaine en mouvement (The Human Figure in Motion, 1901). Ses travaux placent en quelque sorte Muybridge comme l'un des précurseurs du cinéma.
Praxinoscope De son vrai nom Edward James Muggeridge, Muybridge naquit à Kingston-on-Thames, où il fit ses études. Il émigra aux États-Unis en 1852 et devint photographe paysagiste pour le Coast and Geodetic Survey. Ses photographies furent rapidement remarquées mais, en 1872, il fut accusé du meurtre de l'amant de sa femme et dut s'exiler en Amérique du Sud. Il rapporta de la guerre des Modocs (1873), de l'Alaska et du Guatemala (1874) de remarquables reportages qui lui valurent la célébrité.

Kinétoscope
Un kinétoscope de 1912 dont le modèle original a été déposé en 1891 par Dickson, un assistant de Thomas Edison

Lorsque les pellicules photographiques de Celluloïd remplacent les plaques de verre, en 1869, l’invention du film devient possible. Imitant les bandes de papier perforé utilisées par Reynaud dans son praxinoscope, Edison enregistre en 1890 les premières vues photographiques sur film perforé (Kinetograph). Ce film de 35 mm de largeur restera le format standard de toutes les pellicules de type professionnel. Il lance aussitôt sur le marché ce que nous appellerions aujourd’hui une visionneuse pour ses films (le Kinetoscope).

Dès lors, les inventions se succèdent très vite dans plusieurs pays. En 1893, le «chronophotographe» de Marey permet de projeter des films. Mais les images sont très instables.

C’est alors que les frères Lumière apportent une solution définitive, pratique et simple, à l’ensemble des problèmes : enregistrement, projection, analyse et synthèse du mouvement. Leur cinématographe est la première caméra fabriquée industriellement et qui permet sans modification de projeter les films. La première démonstration a lieu le 28 décembre 1895 à Paris. Aujourd’hui encore, les caméras les plus perfectionnées, ainsi que les appareils de tirage des copies et de projection, fonctionnent sur le principe de la caméra des frères Lumière.