Voir Méthode graphique, p

PHOTOGRAPHIES PARTIELLES

de son parcours, la photographie révèle les détails les plus intéressants sur le mécanisme du vol.

Toutefois le pigeon se prête mal à de pareilles études, à cause de la fréquence trop grande des battements de ses ailes ; mais, malgré cela, on observe déjà certains actes qui échappent à l'examen direct du vol. Ainsi, en suivant l'aile dans son parcours, à partir du moment où elle est en élévation extrême , on voit qu'elle se porte très vivement en avant et cache latéralement la tête de l'oiseau; puis l'aile s'abaisse et s'infléchit sur l'air pendant toute sa phase d'abaissement. A la fin de l'abaissement, les articulations carpiennes, étendues jusqu'ici, se plient soudainement, et le carpe forme au niveau du corps un angle saillant ; les pennes s'écartent l'une de l'autre, et leur imbrication devient apparente. Des espaces libres que l'on a comparés à ceux qui séparent les lames d'une persienne se produisent et semblent avoir pour effet de laisser l'air traverser l'aile remontante. Cette fonction des pennes, déjà maintes fois signalée par les auteurs qui se sont occupés du vol des oiseaux, était jusqu'ici déduite plutôt de l'anatomie que réellement constatée. Existe-t-elle à tous les instants du vol? J'ai quelques raisons de croire qu'elle ne se produit que dans les coups d'aile de départ et que, sur l'oiseau lancé à pleine vitesse, la flexion du carpe et la séparation des pennes cessent de se produire.

Mais, pour juger cette question et beaucoup d'autres encore, il faudra multiplier les expériences, prendre des images en séries, sous dilTérents angles, de manière à voir l'oiseau tantôt de profil, tantôt fuyant ou s'approchant. Enfin, et surtout, il faudra opérer sur des oiseaux de différentes espèces, afin de saisir les caractères particuliers à chacune d'elles.

Emploi des photographies partielles pour étudier la locomotion de l'homme et des animaux.

Lorsqu'on prend sur la même plaque une série de photographies représentant les attitudes successives d'un animal, on cherche naturellement à multiplier ces images pour connaître le plus grand nombre possible de phases du mouvement. Mais, quand la translation de l'animal n'est pas rapide, la fréquence des images est bientôt limitée par leur superposition et par la confusion qui

en résulte. On a vu (fig 18), qu'un homme qui court, même avec une vitesse modérée, peut être photographié dix fois par seconde, sans que les images se confondent. Si, parfois, une jambe vient se peindre en un lieu où une autre jambe avait déjà laissé son empreinte, cette superposition n'altère point les images: les blancs deviennent seulement plus intenses aux endroits où la plaque a été deux fois impressionnée, de sorte que les contours des deux membres se distinguent encore aisément. Mais, quand l'homme marche lentement (fig. 22), les images présentent des superpositions si nombreuses qu'il en résulte une grande confusion.

Fig. 22. Homme marchant lentement. (Journal lu Nature.)

Dans les actes les plus rapides, s'il existe un ralentissement pas sager du mouvement, la confusion des images peut encore se produire ; ainsi (fig. 23), à la fin d'un saut en hauteur, au moment où le corps retombe, il pert sa vitesse et la superposition des images a lieu. C'est pour remédier à cet inconvénient que j'ai eu recours à la photographie partielle, c'est-à-dire que j'ai supprimé certaines parties de l'image pour que le reste fût plus facile à comprendre.

Gomme, dans la méthode que j'emploie, les objets blancs et éclairés impressionnent seuls la plaque sensible, il suffit d'habiller de noir les parties du corps qu'on veut retrancher de l'image. Si un homme revêtu d'un costume mi-partie blanc et noir marche sur la piste en tournant du côté de l'appareil photographique la partie blanche de son vêtement, la droite par exemple, on le verra

PHOTOGRAPHIES PARTIELLES. 33

dans les images comme s'il était réduit à la moitié droite de son corps (fig. 24).

Ces images permettent de suivre, dans leurs phases successives,

Fig. -23. Saut en liauteur. Les images se confondent quand le sauteur, retombé sur le sol, ralentit sa vitesse. A gauclie de la figure est un cadran chronographique sur lequel une aiguille brillante fait un tour en une seconde. Le nombre des images de l'aiguille et l'angle quelles font entre elles font connaître le nombre et la fréquence des admissions de la lumière. (Journal la Nature.)

d'une part le pivotement du membre inférieur autour du pied pendant le temps de l'appui, et, d'autre part, pendant celui du levé, l'oscillation de ce même membre autour de l'articulation

Fig. Marche lente. La moitié droite du corps est seule rendue visible.

coxo-fémorale, pendant que cette articulation se transporte ellemême en avant d'une manière continue.

Les photographies partielles sont utiles aussi dans l'analyse des mouvements rapides, parce qu'elles permettent d'augmenter

Marey. — Photofjraphic. 3

le nombre des attitudes représentées. Toutefois, comme Timage d'un membre présente encore une assez grande largeur, on ne peut multiplier beaucoup ces photographies partielles, sous peine de les confondre par superposition. J'ai donc cherché à diminuer la largeur des images, afin de les répéter à des intervalles extrêmement courts. Le moyen consiste à revêtir le marcheur d'un costume entièrement noir, sauf d'étroites bandes de métal brillant qui, appliquées le long de la jambe, de la cuisse et du bras, signalent assez exactement la direction des rayons osseux de ces membres.

Cette disposition permet de décupler aisément le nombre des images recueillies en un temps donné sur uue plaque : ainsi, au lieu de dix photographies par seconde, on en peut prendre cent. Pour cela, on ne change pas la vitesse de rotation du disque; mais, au lieu de le percer d'une seule fenêtre, on en fait dix semblables et également réparties sur toute sa circonférence*.

Fig. 25. Coureur dont les images sont réduites à des lignes et à des points brillants dessinant les rayons osseux des membres et les articulations.

La figure 25 est obtenue par cette méthode. Elle montre les phases successives d'un pas de course. Les lignes pleines correspondent à la cuisse, à la jambe et au pied, au bras et à l'avantbras; les points, aux articulations du pied, du genou et delà hanche, à l'épaule et à la tête.

Cette figure exprime assez clairement déjà les alternatives de

1. Il est avantageux de donner à l'une des fenêtres un diamètre double de celui des autres; il en résulte une intensité plus grande de l'une des images et cela facilite l'estimation des temps, en même temps que cela fournit des points de repères pour comparer les mouvements des membres inférieurs à ceux des membres supérieurs. Voir Comptes rendus de TAcadémit^ dos Sciences, t. XCV.)

PHOTOGRAPHIES PARTIELLES

flexion et d'extension de la jambe sur la cuisse, les trajectoires onduleuses du pied, du genou et de la hanche, et pourtant le nombre des images n'excède pas soixante par seconde. Un disque obturateur percé de fenêtres plus nombreuses donnerait, s'il le fallait, avec plus de détails, les déplacements angulaires de la jambe sur la cuisse et les trajectoires des trois articulations.

Plus on donne de finesse aux lignes qui expriment la direction des membres, plus on peut multiplier le nombre des images; mais, dans le cas présent, il est plus que suffisant d'avoir soixante fois par seconde l'indication des déplacements du marcheur.

On voit que, dans cette méthode d'analyse photographique, les deux facteurs du mouvement, le temps et l'espace, ne peuvent pas être tous deux estimés d'une manière parfaite. La connaissance des positions que le corps a occupées dans l'espace suppose qu'on possède des images complètes et distinctes; or, il faut, pour avoir de telles images, laisser un intervalle de temps assez long entre deux photographies successives. Veut-on, au contraire, porter à la perfection la notion du temps, on n'y peut arriver qu'en augmentant beaucoup la fréquence des images, ce qui force à réduire chacune d'elles à certaines lignes. On concilie autant que possible ces deux exigences opposées en choisissant pour les photographies partielles, les lignes et les points qui renseignent le mieux sur les attitudes successives du corps.

Il est curieux de voir que cette expression des attitudes successives des membres, au moyen d'une série de traits exprimant la direction des rayons osseux, ait été précisément adoptée par d'anciens auteurs comme étant la plus explicite et la plus capable de faire bien comprendre les phases d'un mouvement. Ainsi, Vincent et Goiffon, dans leur remarquable ouvrage sur le chevaP, ont essayé de représenter par des lignes diversement brisées les déplacements des rayons osseux des membres aux différents temps d'un pas (fig. 26) *.

1. Mémoire artificielle des principes relatifs à la fidèle représentation des animaux tant en peinture qu'en sculpture; par feu Goiffon et M. Vincent. In-fol., 1779.

2. Il est regrettable que ces savants aient eu recours à une méthode tout à fait artificielle pour exprimer le sens du mouvement. Au lieu de représenter les déplacements successifs des membres dans l'espace, ils supposent le cheval immobile et Cgurenl les rayons osseux de ses membres comme s'ils oscillaitînt en sens alternatifs autour de l'articulation supérieure.

Au commencement de ce siècle, les frères Weber ont eu aussi recours au même mode de représentation pour exprimer les actes successifs qui se produisent dans la marche de l'homme. C'est en réduisant le marcheur à la figure d'un squelette que ces éminents observateurs ont réussi à juxtaposer, sans les confondre, un grand nombre d'images exprimant des attitudes différentes (fig.27)

Fig. 26. Représentation des attitudes successives d'un membre postérieur d'un clieval au pas, pendant les différentes phases de l'appui et du lever. Les lignes pleines correspondent aux phases de l'appui; les lignes ponctuées à celles du lever.

Il n'est pas nécessaire d'insister sur la supériorité que présente la photographie, qui donne les positions véritables des membres, sur les dessins construits d'après l'observation directe, incapable de saisir des actes si rapides et d'apprécier de si courtes durées.

Les photographies partielles obtenues par notre méthode per-

PHOTOGRAPHIE DES TRAJ KCTOIRES.

mettent d'analyser les différents actes de la locomotion : aussi bien les mouvements qui se font sur place que ceux qui s'accomplissent dans la marche, la course ou le saut.

Fig. 27. Représentation des attitudes successives des membres dans un pas de marclie- (D'après les frères Wcber.)

Photographie des trajectoires.

Bien souvent le problème que se pose le physiologiste est celuici : déterminer la trajectoire décrite par un point du corps dans un certain mouvement. La photographie donne aisément la solution désirée.

Devant le champ noir absolu braquons un appareil photographique ouvert en permanence; la plaque, nous le savons, ne sera point impressionnée. Mais, au-devant de ce champ, lançons une boule de métal brillant, nous recueillerons sur la plaque sensible la trajectoire complète que cette boule a décrite dans l'espace. La plaque photographique conserve indéfiniment l'impression que notre rétine garde passagèrement quand un objet brillant est rapidement agité devant nos yeux. J'ai obtenu ainsi la trajectoire parabolique d'une boule brillante lancée dans un plan parallèle à l'écran noir,

D'autres fois, je signais mon nom dans l'espace au moyen d'une boule de ce genre, et la plaque sensible portait ma signature en caractères parfaitement lisibles. Voulant éprouver la sensibilité de mes plaques photographiques j'accrus la rapidité du mouvement de la boule brillante, je l'attachai à une corde et la fis tourner comme une fronde avec une grande vitesse; en même temps je me déplaçais au-devant du champ noir, afin que les cercles tracés ne se confondissent pas entre eux. J'obtins ainsi des figures en forme de boucles résultant de la combinaison du mouvement rotatif et de la translation.

Dans ces expériences, il faut que la personne qui met en mouvement le point brillant soit entièrement vêtue, gantée et masquée de noir, sans quoi des traces lumineuses viendraient altérer la pureté du champ sur lequel la trajectoire est décrite.

Un grand nombre de problèmes de cinématique consistant à déterminer la trajectoire d'un point soumis à différentes forces sont susceptibles d'être résolus expérimentalement par la photographie.

Ainsi, les géomètres ont déterminé la trajectoire d'un point de la circonférence d'un cercle qui roule sur un plan. La courbe engendrée par le mouvement peut être obtenue par la photographie de la manière suivante : Sur un point de la circonférence d'un disque noir on place une boule brillante ou simplement un petit disque de papier blanc, puis on fait rouler ce disque sur un plan légèrement incliné; le tout étant, bien entendu, placé devant l'écran noir. La courbe engendrée par les mouvements du point blanc est exactement une cycloïde. On conçoit que l'emploi de la photographie s'applique à des mouvements de nature plus compliquée et donne la solution concrète de certains problèmes qui exigeraient autrement des calculs longs et compliqués.

Pour la facile mesure des mouvements décrits par le point brillant, il est commode d'établir un réseau de fils tendus au-devant de l'écran noir, ces fils laissant entre eux un intervalle d'un décimètre ont formé le réseau de la figure 30 et des suivantes. On estime aisément, au moyen de ces divisions, la valeur absolue d'un mouvement quelconque ou, pour parler plus exactement, de la projection de ce mouvement sur le plan vertical représenté par l'écran noir.