LOCOMOTION

Méthodes utilisées par Marey dans ses recherches de cinématique animale.- Méthode graphique de représentation et méthode graphique de recherche»- Principe de la méthode graphique.- Instruments qu’elle utilise.- Chronophotographie .- Principe de la chronophotographie sur plaque fixe-- Correctifs apportés par Marey à cette méthode.- Plaque mobile,- Synthèse des mouvements . -

L’action des muscles sur les leviers de l’organisme est non-seulement capable de produire des effets statiques, mais encore des effets de mouvement ou cinématiques , C’est ainsi que le corps de 3 ’homrnë peut être déplacé sur le sol et prendre un mouvement de translation, avec des vitesses variables. C’est ce mouvement de translation .au niveau du sol que l’on appelle locomotion-

La locomotion de l’homme a été étudiée d’abord par Borelli (De^motu animal ium , Lyon- 1685) qui, dans un très-beau livre, a traité les principaux chapitres de la mécanique animale avec les données purement théoriques qu’il pouvait avoir à cette . époque . Les frères

Weber vinrent ensuite et essayèrent de donner une théorie mécanique de la marche, mais ce n’est que de nos jours que le professeur Marey a pu asseoir cette étude sur des données expérimentales solides, et c’est grâce à ces études et aux méthodes dont il s’est servi, que ce chapitre de mécanique animale est arrivé presque à la perfection

ocientif ique . Nous emprunterons presque tout ce qui va suivre aux études et aux livres de M. Marey.

Méthodes utilisées par Marey dans ses recherches de cinéma tique animale.- Les méthodes utilisées par Marey, dans ses études de cinématique animale, sont au nombre de deux:

1°.- La méthode graphique;

2°.- La chronophoto graphie .

C’est à lui que sont dues ces méthodes générales d’étude qui sont

d’ailleurs applicables non seulement à la locomotion de l’homme, mai à la locomotion et aux mouvements de tous les animaux, et à tous les mouvements en général.

Méthode graphique.- Il ne faut pas confondre la méthode graphique de représentation des phénomènes connus depuis longtemps, avec la méthode graphique de recherche qui a surtout été utilisée par MM. Marey et Chauveau. Lorsqu’on veut représenter graphiquement un phénomène, il faut d’abord connaître les données numériques de ce phénomène. Soit par exemple à représenter les variations de la taille d’un individu en fonction du temps;’ pour cela, l’on commencera par mensurer cet individu à chacun de ses divers âges, et l’on établira ainsi deux colonnes de chiffres dans lesquelles à

CCS

deux colonnes de chiffres qui constitue, à proprement parlsr, la recherche scient! fi que*

Mais, la lecture de ces deux colotme-s-.de chiffres ne représente pas évidemment à l’oeil la rapidité de la variation de la taillé ou sa lenteur* aux. divers âges de la vie? Pour arriver à une représentation frappante, on se sert alors d’un graphique dans lequel la taille étant portée en ordonnées, les divers âges sont portés en ahcisses, et l’on trace ainsi une courbe' qui peint alors clairement aux yeux le phénomène ou la série des phénomènes observés * On a employé là, la méthode graphique de représentation* Cét-

te méthode graphique est utilisée d’une façon très-générale, aussi bien en statistique qu’en sciences économiques v qu’en médecine» La courbe d,es températures est une de ces applications que vous aven tous les jours sous les yeux-.

Bans la méthode -graphique ■ û ’explo rat ion ou de recherche *

au contraire, la détermination, scientifique résulte du tracé de la courbe, c’est elle qui est le premier élément de la connaissance du phénomène, et c'est d’elle que l’on déduit ensuite' les chiffres qui. se rapportent à la grandeur des diverses constantes de ce phénomène. Cette différence entre les deux méthodes., totites les deux graphiques, me paraît importante à vous signaler, car l5une des deux méthodes n’est qu’un moyen de représentation plus .simple et plus frappant d*une étude déjà faite; l’autre est elle-meme un moyen d’étude* Si Marey s’est beaucoup dé là première, comme de plus en plus on

tend à le faire dans txwfe&s no© s 9 il .a pour ainsi dire ln«

troduit et généralisé lf emploi de logiques; on peut dire que dopai cherche n’est .faite sans l’emploi

la .seconde dans les sciences bio~ s ces travaux presque aucune rode la méthode graphique &? explora-

tion.

Principe de la méthode graphique-- On peut énonce!" de la façon suivante le principe général sur lequel repose la méthode graphique: C’est utiliser une faible partie des .forces mises en jeu

par le phénomène lui -meme, pour en inscrire au moyen d? instrumente appropriés les diverses phases ou les divers éléments mécaniques* force ou pression* vitesse» trajectoire * etc o

Quelquefois, mais rarement 5 1* instrumentation' nécessaire pour l’utilisation de lamethp.de graphique est on ne peut plus simple* Vous voyez ici un tracé, qui nous a servi à déterminer la longueur du pas ordinaire chez un homme normal (voir la planche à la dernière leçon); il nous a suffi pour cela de faire marcher le sujet en expérience, pisds»“KUS.5 sur une bande de papier enfumé ; l’homme a laissé la trace de ses pieds sur le. papier, il n’y a eu aucun ^ instrument utilisé* Au contraire, lorsque Harey a déterminé les vitesses des diverses, allures de l’homme, il s’est servi d’-urie instrumentation très complexe en même temps que très ingénieuse, ayant nécessité la construction d’une piste circulaire de. SCO mètres, l’établissement d’une ligne télégraphique autour de cette piste; enfin, la construction d’un appareil inscripteur particulier, l’o do graphe

Parmi tous les instruments utilisés par Marey, dans l’emploi de la méthode graphique à l’étude de la 3-oeomotion de l’homme, je ne vous parlerai que de quelques-uns qui m’ont paru les plus importants..

Le premier est le tambour - à levier de ffîhrey-* . XI se compo-. se essentiellement d’une capsule métallique plate (Pig. .60.) dont l’une des faces est fermée par une membrane de- caoutchouc mince pouvant

Pig, 6 0o-

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frJXstL'iSi .

facilement être déprimés ou gonf3.ee- par les variations 'de la pression de l’air enfermé dans la capsulée, Le dépl^ac-ement de ëette. membrane • met en jeu, par le mécanisme du levier du. troisième genre, un style- t r assiéger chargé d.? inscrire-- en les amplifiant, sur le cylindre ordinaire, les déplacements de la membrane* Sur l’un des côtés de la capsule, se trouve un tube métallique qui s’ouvre à son intérieur et sur lequel peut s7' adapter le tuyau de- u e « La disposition qui se prête, d’après à la plupart des expériences-, con-

siste à employer deux’ tambours à leviers dits tambours -conjugués, et

dont l?.un reçoit le as«c^€®aôïi'fc.y tandis que ? ' autre le trace; le premier tambour prend le nom de tambour explorateur 3 1 5 autre- est le tambour inscripteur <, Oes deux tambours sont réunis par un tube commun de caoutchouc»

Un autre instrument ayant donné de bons résultats dans 1 ’ étude de la locomotion do 1* homme ? est la chaussure exploratrice de Marey, elle repose sur le meme principe que le tambour à levier (Fig. 61); elle est formée ci5 une épaisse semelle de caoutchouc portée par une chaussure ordinaire, et creusée d’une cavité contenant

Fig o 61.-

une petite boule de caoutchouc pouvant etre comprimée à chaque appui du pked sur le sol; cette boul-e, réunie à un tube inscripteur, donne un tracé révélant chacune des phases du contact du pied avec le sol.

Un autre instrument a servi à Maroy pour mesurer la pression aux divers moments de 1 5 appui du pied pondant la marche,' la course, le saut, etc; c * est son dymmographe inscripteur ou spirale

chouc enroulé sous foras, de spirale plate {3?ig<. ff?o) et fermé h l-9 lise de ses extrémités 5 tandis que 1? autre ' copÊtmique avec le tambour inseripteuro Si l’on places im tel instrument sous ima'p-lataCome de Pige 6'2 o- bois 5 on pourra graduer expéri-

me rit aident au moyen de poids p lave é& successivement sur la plat©forasg -l®s indications dô-3sins« tournent o ï*a platefome de bois pourra servir ensuite de pôint de passage. s elle donnera, l&g pressions exers ée-s dans les divers actes de la locomotion^

XI y aurait encore à

vous citer un grand nombre d’ins-

iÔtj vukMa, o c^c^14A/l truments plus ingénieux les uns

que les autres ? mis en oeuvre par le professeur 3§arey9 dans ses ■

études de cinématique et de dynamique animale ; j’ai tenu à vous dé-

crire seulement ceux~ci5 pour vous en montrer simplement l.9originalité et la-siirçplicitéo feus faisons' ici devant vous « une application de la méthode graphique f au moyen de deux ' tambours conjugués (inscription du nombre des gouttès qui s.’ écoulent par un orifice capillaire}; doux tambours 4ron3vg&4&-- -sont. utills4â*

Voici un© reproduction simple. de la spirale dyrianographi que

de Hareyé '*&&&■ .d.^pXa©®^'2tt#-dii-styX© du tedr©^ kmorip^

teur dépendent., suivant une certaine loi, des poids qui sont placés sur la plateforme^

OhronophotograpM@e>.~ .Malgré ces ingénieux i&strtmentsf' qu’utilise la méthode graphique.» souvent 23 inscription mécanique d’un phénomène n’est pas possible par leur Int© médial re * ïi, peut arriver en effet que la, vitesse du mouvement soit telle» que lê‘tr&* jectoire du mobile .soit si étendue', que las instruments utilisé# d’ordinaire ne soient plus applicables^ l&ifxn, quelquefois.^ les" forces mises en jeu sont tellement petites, •qtï’on ne pourrait en sous*? traire meme une faible partie destinée àwz appareils i nserlp tours , sans modifier sensiblement le phénomène « C,? est pour ces cas que

Marey a imaginé et appliqué- une autre méthode ne nécessitant aucune liaison mécanique, supprimant toute cause d’inertie; cette méthode est la Ghronophoto graphie-*

Le principe de la chronophotographie est 1g suivant: Supposons (Pi g 63), un mobile ST se déplaçant devant un objectif photographique 0 derrière- lequel est une plaque sensible G G-3 » et plaçons devant -l’objectif photographique un obturateur rotatif pouvant tourner autour d’un axç plaça en 0 -*8i l’ obturateur dé cou* vre pendant un temps très-court l’objectif photographique» une image I viendra se former sur la plaque sensible, et si le mobile « est suffisamment éclairé, la plaque sera impressionnée au noint X l’obturateur, continuant sa • z*®sow9T<d. l’objectif et le Sé~

couvre ensuite de uïji -espAce plein s, succédé l’une

des fetreires dsécoupeea dans le disque de l*obturateur . Mais, pendant cet intervalle de temps, le mobile ffl est venu en M3 et, lorsque l’objectif sera à par l’obturateur, une nou-

velle image I’ viendra se former sur la plaque sensible. Le

Fig. 63.-

phénomène se reproduira de meme pour une nouvelle position HP ’ du mobile, et ainsi de suite; on aura donc pour la série des positions du mobile en M , M3 , M’ 3 ,une série d’images correspondantes I I* , I’’ ,qui donneront la forme et la position du mobile en

FXG* 64.-

lorsqu* on

connaîtra la vitesse de G et' le ndafere de fe-

.sur p lamie fixe*

i^snt -dlcnpsque le mobile est de faible dimension et que le nombre d® iicag-ea n’ost pas trop gwaââ>ôaî»skl.*tinité de temps., mais si l’i&a^e du ••toc-bi-le p-ro^e^éeèfcSmp^CLo pian. 4e la plaqu® pfeo t ographi q»0 occupe une certaine étendue, ou bies<- si tfes- imagos- 'dan a 1 5 uni té de

l^p^^-frk ^considérable , et la vitesse cte -sso-Mle faibl®, les- images.

p-eu‘reut; se sœp&r pose'r en partie, a peu p ro pre à X 7 étude du phénomène „ ."Dans -ne cas. le Prof ¥arey sa*

pXoi,a--ds'u^;'<jorrect if s *

Supposons qu* il s 5 agisse d* oxsploy&s* la

graphique- dans 1 5 étude de la marche de X8 homme qui ae déplace’ de^

u s , . vaut I? objectif, il y aura rjonfu-

vJ 'uo^u o a ^c40‘3 vA'^-

^ dUf si cm des imagés-, car le âeplxyos*^

Àban&t^ • ment du mobile ■••pendant un. ■ dixilb^.

sur 1» autre» Uhrey y a rémédlé-en sa-- servant de dispositifs très ingénieux représentés '^ir-deasus (Fig. 64 ) „ Gomme on le voit, ils consistent à recouvrir 3’homme en expérience, d’un costume de velours noir sur lequel l’'axe des membres' est dessiné par des cordons blancs, les articulations portent des boutons blancs placés au niveau du centre du mouvement, la tete est couverte d’une cagoule de velours noir portant une boxa e- brillante' au niveau de l’oreille. Si l’on photographie un marcheur dans ces conditions, on obtient toute la netteté d’un schéma, avec en plus, l’exactitude d’un cliché photographique. (la fig. ci-dessus peut représenter un négatif du marcheur).

Un second correctif apporté par Barey au chevauchement des images, c’est Remploi de la photographie sur plaque mobile, que H. J ans son avait déjà utilisée dans son revolver astronomique.

Sans entrer dans les détails, qu’il vous suffise de savoir qu’en meme temps que le mobile, la plaque photographique se déplace derrière l’objectif, d.’un mouvement saccade, restant au repos pendant la pose, avançant pendant que l’obturateur est fermé.

On comprend que, dans ces conditions, quels que soient le nombre d’images et la surface de ces images, on peut arriver à les obtenir absolument séparées; c’est sur ce principe qu’ont été construits depuis tous les appareils dits cinématographes ou appareils similaires*

Synthèse des mouvements,- Lorsque l’on a ainsi analysé la# chronophotographie des mouvements d’un mobile quelconque, on peut au moyen. <? ’ instruments appropriés, en réaliser pour 3’ oeil une

synthè-se donnant l’illusion du mouvement lui-même «

C’ast Plateau qui a posé les principes de cette méthode app-elée stroboscopie, et il avait cons'truit un appareil appelé phénaklsticope-. Sur ce princip-e ont été construits d’autres appareils tels que le zootrope, le praxino&eop-e de Raynaud, le photo-phone de Démeny, le phénakisticope à projections de Gariel, etc»

Les kinétoscopes et les cinématographes à projections sont les derniers instruments basés sur ce principe.

D’après Marey, un appareil analyseur d’un mouvement rapide, un cinématographe en un mot, doit être construit mécaniquement de telle sortè que les temps d-e pose soient aussi courts que possible; un millième de seconde est la durée habituelle du temps de pose pour les phénomènes ordinaires-. Pendant ce tempe, la pellicule sensible devra être complètement arrêtée dans son mouvement.

Dans le projecteur chrono -photographique au contraire, l’éclairage de l’image doit être aussi long que possible, et la pellicule transparente doit être arrêtée pendant tout le temps où elle ira se peindre sur l’écran; de plus, son mouvement doit etre très-rapide pour qu’une image succède rapidement à l’autre et que l’illusion optique soit très nette; ce sont ces conditions qu’essaient de remplir la plupart des instruments aujourd’hui dans le commerce. Voici un instrument très-simplifié qui remplit en partie ceo conditions. Il reproduit une série de mouvements du corps de l’homme, (projection cinématographique)

11e Leçon