CHAPITRE V

PHOTOGRAPHIE INSTANTANEE.

1. Considérations mathématiques sur les images dites instantanées. — Nécessité de soumettre an calcul les facteurs qui fout varier la vitesse de déplacement des images sur la glace photographique. — Ce qu'il faut entendre par images instantanées. — Influence des divers facteurs pouvant modifier' la vitesse apparente des objets. — 2. Détermination mathématique du temps pendant lequel un objectif doit être découvert pour reproduire un objet €n mouvement. — Etablissement des formules embrassant les quatre variables qui peuvent influencer la vitesse d'une image sur la glace dépolie. — Conséquences pratiques déduites des formules. — 3. Mesure de la vitesse des obturateurs. — Construction tiès simple d'un instrument marquant les millièmes de seconde et permettant de mesurer la vitesse des obturateurs. — 4. Relations entre la vitesse d'un obturateur et le temps pendant lequel la lumière agit sur la glace. — Le temps pendant lequel la lumière agit sur la glace sensible diffère du temps pendant lequel l'obturateur laisse passer la lumière. Rapport de ces deux valeurs. — 5. Choix des obturateurs. — Vitesse que les obturateurs ne p'euvent pratiquement dépasser. — 6. Choix des chambres noires pour Photographie instantanée, — Imperfections des appareils actuels. Difficultés de leur construction. — 7. Résumé pratique des règles relatives à la Photographie instantanée. — Règles relatives h la distance. — Dimensions possibles de l'image.

1 . ^ Considérations matliématiqnes sur les images dites instantanées.

Nécessité de soumettre au calcul les facteurs qui font varier la vitesse de déplacement des images sur la glace photographique. — Bien que l'étude de la Photographie instantanée paraisse sortir un' peu des limites de cet Ouvrage, elle y rentre au contraire tout à fait, car il n'est pas rare

d'avoir à photographier un monument entouré d'une foule en mouvement, et de vouloir le reproduire sans attirer l'attention. Pour les photographies d'ouvrages militaires, aucune autre méthode ne saurait la remplacer (*).

Laissant de côté le développement des clichés instantanés traité plus haut, je me bornerai à donner dans ce Chapitre, des règles très simples relatives aux rapports qui doivent exister entre la vitesse des objets, le foyer des objectifs et la rapidité des obturateurs. Ces règles, on les chercherait vainement dans les Ouvrages les plus récents. Elles ont pourtant une importance capitale, car c'est faute de les observer que les échecs en Photographie instantanée sont si nombreux.

Ces échecs répétés, les photographes les attribuent toujours au défaut de vitesse de leurs obturateurs ; il en résulte qu'ils sont naturellement conduits à chercher des obturateurs de plus en plus rapides ; ce qui ne peut avoir pour résultat que de donner des épreuves de plus en plus mauvaises au point de vue des détails et du modelé. Neuf fois sur dix cependant leurs mécomptes proviennent uniquement de ce qu'ils ignorent qu'il existe des relations mathématiques reliant ensemble la vitesse que doit avoir un obturateur, la rapidité del'objetàreproduire, sa distance à l'objectif et le foyer de ce dernier. 11 y a des cas où un objet se mouvant très lentement ne peut être reproduit qu'avec un obturateur extrêmement rapide, et d'autres où un objet se mouvant très vite peut être reproduit au contraire avec un obturateur très lent. Opérant sans règle, le photographe ne peut réussir que

(*) Pourne citer qu'un cas entre mille de l'utilité pftitique de la Photographie instantanée, je ferai remarquer que la photographie instantanée d'un chantier, exécutée deux ou trois fois par jour, pendant toute la durée de la construction, donnerait sur Tavancement des travaux, le nombre des ouvriers employés, leur façon de travailler, etc., des renseignements beaucoup plus exacts que les rapports d'ingénieurs les plus complets.

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si, par hasard, il s'est trouvé dans les conditions de vitesse requises; tandis qu'en opérant avec méthode, c'est-à-dire en effectuant des calculs qui ne lui demanderaient pas deux minutes, il saurait toujours à quelle distance il doit approximativement se mettre pour reproduire convenablement un corps quelconque : cheval au galop, homme au pas, voiture en mouvement, etc.

J'indiquerai plus loin comment on peut mesurer la vitesse d'un obturateur, les indications des constructeurs portées sur leurs catalogues étant de fantaisie pure. Il ne s'agit pas de graduer les vitesses d'un obturateur en centièmes de seconde, ce qui serait inutile, mais simplement de savoir une fois pour toutes quelles sont les deux ou trois vitesses ï^î "ioôf Wô ^® secdnde, par exemple, que l'instrument peut donner. J'espère que les considérations qui vont suivre montreront aisément la nécessité absolue de cette graduation, dont les photographes les plus instruits ne paraissent même pas soupçonner aujourd'hui l'importance (*).

Ce qu'il faut entendre par images instantanées. — Pour

C*) C'est ainsi que dans rexcellent opuscule la Photographie instantanée, publié en 1886 par M. Londe, l'opérateur qui connaît assurément le mieux la pratique des photographies instantanées, et auquel on doit un très bon Traité de Photographie, on lit, à propos des obturateurs, que « leur graduation ne serait d'aucune utilité, car rien ne peut nous dire la pose que nous devons employer en Photographie instantanée, et il faudra se fier plutôt à son habitude et à son expérience. »

On peut également, sans doute, se fier à son habitude et à son expérience pour mesurer avec la main la température d'un liquide, mais le plus vulgaire des thermomètres sera toujours plus exact; surtout quand la construction de ce thermomètre est extrêmement facile. Nous verrons plus loin que rien n'est plus aisé, contrairement à l'opinion de l'auteur que je viens de citer, que de déterminer par la calcul la pose qu'il faut employer pour photographier un objet en mouvement.

\n SECONDE PARTIE — CHAP. V.

bien comprendre la condition de production des images instantanées, recherchons d'abord ce qu'il faut entendre par image instantanée. L'appareil photographique n'ayant naturellement pas la propriété de rendre immobile un corps animé d'un mouvement continu, ce corps aura toujours le temps de bouger pendant l'exposition de la glace, si courte qu'on la suppose, mais si son déplacement a été trop faible pour avoir altéré la netteté de Timage, il en sera pour nous exactement comme si le corps était resté immobile. Pour obtenir une photographie instantanée, nous devons donc nous placer dans des conditions telles que le déplacement de l'objet en mouvement soit trop faible pour être perceptible sur l'image, et par conséquent que cette dernière paraisse immobile.

Le premier point que nous ayons à considérer est celui-ci : quelle est l'étendue du déplacement que peut subir u'iie image sur la glace dépolie, et par conséquent sur la glace sensible, sans cesser de paraître immobile.

Pour simplifier l'explication, réduisons cette image à une ligne subissant un déplacement latéral. Un calcul facile à vérifier par l'observation démontre aisément que deux lignes se confondent à l'œil nu quand leur écartement ne dépasse pas Y^ de millimètre. La ligne en mouvement que nous supposions à l'instant paraîtra donc immobile tant qu'elle n'aura pas subi sur la glace dépolie un déplacement de plus de -^ de millimètre. Une photographie instantanée est donc (simplement la photographie d'un objet dont Vimage n'a pas subi pendant la pose un déplacement latéral de plus de j^ de millimètre.

Influence des divers facteurs pouvant modifier la vitesse apparente des objets. — La vitesse réelle des objets étant fort différente de leur vitesse apparente sur la glace dépolie, nous devons rechercher l'action des divers facteurs qui font varier cette dernière.

Cette vitesse apparente dépend de quatre facteurs fondamen-

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taux : !• la distance de l'appareil photographique à Tobjet en mouvement; 2» la longueur focale de l'objectif; 3« la direction du mouvement de l'objet relativement à Taxe optique de l'objectif; 4" la vitesse de l'objet.

De ces quatre facteurs, un seul, la rapidité de l'objet en mouvement, est considéré comme important par les photographes ; il est aisé pourtant de prouver que les autres facteurs ont une importance bien autre. Je dis bien autre, parce que soit en s'éloignant, soit en changeant la longueur focale de l'objectif, soit en modifiant la direction de l'axe optique relativement à la direction du mouvement de l'objet, l'opérateur peut faire varier à volonté — quelque chimérique que la chose puisse paraître au premier abord — la vitesse apparente de l'objet en mouvement. L'opérateur maître de toutes les ressources de son art peut accélérer ou ralentir le mouvement apparent d'un objet animé d'une vitesse déterminée au point d'amener, par exemple, une tortue en marche à avoir, sur la glace dépolie, la vitesse d'un train de chemin de fer.

Pour mettre en évidence ce qui précède, considérons d'abord le premier des facteurs que nous avons énumérés, c'est-à-dire la distance de l'appareil photographique à l'objet en mouvement. Je vais prouver qu'en faisant varier convenablement les distances, l'image d'un individu marchant au petit pas peut "suivre exactement sur la glace dépolie de la chambre noire l'image d'un train de chemin de fer.

Supposons, pour fixer les idées, que l'objectif ait 0™, 10 de foyer, la glace dépolie 0™, 10 de côté, et que le champ embrassé par l'instrument soit de 10"* à la distance de 10™. Plaçons à cette distance de 10" un individu que nous inviterons à marcher, parallèlement à la glace dépolie, avec une vitesse de 1™ par seconde. Les 10" embrassés par l'objectif, et par conséquent les 0™, 10 de la glace dépolie seront évidemment parcourus en 10 secondes.

Admettons maintenant que parallèlement à l'individu pré-

% SECONDE PARTIE. — en AP. V.

cèdent, passe à lOO- de l'objectif un train de chemin de fer animé d'une vitesse de lO" par seconde. Le champ de l'iippareil étant 10- à 10- sera de lOO" à 100-. Les 0-, 10 de largeur de la glace dépolie embrassent donc maintenant 100", Le train parcourant 10- par seconde, ces 100- seront parcourus en ÎO secondes. Les 0-, 10 de la glace dépolie seront donc parcourus comme précédemment en 10 secondes. L'homme, au jiremicr plan, et la locomotive, au dernier, auront par conséquent exactement la même vitesse apparente sur la glace dt^polie. Pour photographier l'homme marchant au petit pas ûu le train de chemin de fer, l'obturateur devra avoir évidemment la même vitesse.

Nous venons de montrer l'influence du premier des facteurs que nous avons énumérés : la distance de l'appareil àTûbjet, - Celle de notre second facteur, la longueur focale, .se démontrerait par l'argumentation qui précède. Nous avons répété plusieurs fois, en effet, que faire varier la longueur focale d'un objectif revenait finalement à faire varier la distance qui sépare l'appareil photographique de l'objet à reproduire.

Le troisième facteur, la direction du mouvement de Fobjet relativement à l'axe optique de l'objectif, a une influence également considérable. Étantdonné un objet en mouvement, on peut, en effet, sans rien changer à la distance dont on en est séparé, mais simplement en modifiant l'angle que fait Taxo optique avec la direction du mouvement, réduire énormément la vitesse que doit posséder l'obturateur pour donner une bonne image.

Pour mettre ce dernier point en évidence, supposons qu'un opérateur, ayant entre les mains un objectif de 0-, 20 de foyer, doive faire la photographie instantanée d'une locomotive parcourant 20- par seconde. On lui laisse choisir sa position, mais sous la condition qu'il se maintienne exactement à 100" du point où doit passer la locomotive; et Ton demande, connaissant la direction du mouvement de cette locomotive,

quelle sera la vitesse maxima et la vitesse minima que pourra . avoir Tobturateur dans les diverses positions que l'opérateur est libre de choisir.

La distance au point par où passera la locomotive devant être toujours de 100", il est évident que les seules positions que le photographe puisse choisir seront sur une circonférence décrite autour de la locomotive avec un rayon de lOO"-.

Puisque Ton demande l'écart maximum de vitesse que peut avoir l'obturateur, nous n'avons que deux positions extrêmes à considérer, celle où la vitesse de l'obturateur devra être la plus grande et celle où elle pourra être la plus petite.

Des considérations géométriques élémentaires montrent que le déplacement de la locomotive sur la glace dépolie pendant l'unité de temps, et par conséquent la vitesse à donner à l'obturateur, sera maxima lorsque la glace dépolie sera placée dans une position telle que la locomotive se déplace parallèlement à cette glace, et fasse par conséquent un angle de 90° avec Taxe optique de l'appareil. Les mêmes considérations géométriques prouvent que le déplacement sur la glace dépolie sera au contraire minima, lorsque la ocomotive se déplacera de façon à ce que la direction du mouvement soit perpendiculaire à la glace dépolie, c'est-à-dire parallèle à Taxe optique.

Soyons maintenant quelle devra être la vitesse de l'obturateur dans ces deux cas. En appliquant une formule que nous établissons plus loin, on voit que si la locomotive fait 20" par .seconde, et que l'objectif ait 0",20 de foyer, il faut pour qu'elle ne se déplace pas sur la glace dépolie de plus de ^ de millimètre pendant la pose, lorsqu'elle marche parallèlement à cette glace, que l'objectif ne soit démasqué que pendant -j^ de seconde. C'est là une vitesse énorme que ne possède actuellement aucun des obturateurs vendus dans le commerce.

Plaçons maintenant l'objectif à 90^' de la position qu'il occupait précédemment, c'est-à-dire de façon à ce que la loco-

motive, au lieu de se déplacer parallèlement à la glace dépolie^ se meuve parallèlement à l'axe optique, c'est-à-dire vienne directement sur l'opérateur. Par le fait seul que nous avons changé l'angle que faisait l'axe optique avec la direction du mouvement, la pose va pouvoir être allongée au point que le plus lent des obturateurs sera maintenant sufUsant pour reproduire nettement notre locomotive, que préc<ïdemment les plus rapides obturateurs n'auraient pu permettre d'obtenir.

Afin de pouvoir traduire en chififres la vitesse de TobLurateur, admettons que la locomotive qui fait 20* par seconde ait une hauteur d'environ 5", le foyer de l'objectif employé 0'",20, et la distance à l'objectif toujours 100".

D'après une des formules que nous avons exposûes ailleurs,

h = dx TT I nous aurons pour la hauteur de la locomotive

sur la glace dépolie, à 100"*, h = 0'",20 x ttjtî = lO**". La locomotive continuant à avancer sur l'opérateur, avec la vitesse

de 20" par seconde, au bout d'une seconde elle sera à SO'% sa

hauteur sera alors h = 0"',20 x rrr = 12""", 5.

En une seconde l'image aura donc grandi sur la glace de 2""",5 (•). En jj de seconde elle n'aura grancii que d'en-

(') Les calculs que je donne dans ce Paragraphe n'out^ bien en tendu, aucun caractère général et doivent être répétés pour diaquc cas particulier.

On voit aisément, d'ailleurs, que quand l'objet en mouvemoût câL perpendiculaire à la glace dépolie, les variations do fçranticur de l'image sur cette glace, pour un déplacement déterminé, i.[cpcûdfnl surtout de la distance à laquelle l'objet se trouve de riipparefL Avi^c un objectif de O"*, 20 de foyer, notre locomotive de &™ de iiauEeur aurait, à iOO"', 10«»™ de hauteur; à 90™, H»»"". A 30" elle aurai! 33""" de hauteur et à 20™, 50""". On voit donc que, dans le pt<?mier cas, pour une différence de iO™, l'image ne s'est agrandie quo de 1™"% tandis que dans le dernier, pour une même différetn^e de 10™, elle s'est accrue de 17""™. Ces variations de grandeur suivant la dis-

viron la vingt-cinquième partie de 2"°", 5, soit ^ de millimètre, ce qui est précisément, comme nous l'avons dit, la limite des variations où Timage paraît immobile. Un obturateur qui découvrira l'objectif pendant ^ de seconde, c'est-à dire le plus lent des obturateurs instantanés, aura par conséquent une vitesse suffisante.

Ainsi donc, par le fait seul que la direction du mouvement a varié, l'obturateur a pu être rendu 16 fois moins rapide. La distance de l'appareil à la locomotive est restée la même, la vitesse de cette dernière n'a pas été modifiée, Tobjectif n'a pas été changé, et pourtant dans un cas la pose n'aurait pu être prolongée plus de -^ de seconde sans perdre l'image, alors que dans le second cas elle aurait pu être prolongée pendant jS* ^^ seconde.

Les démonstrations contenues dans ce Paragraphe mettent en évidence l'influence des divers facteurs qui font varier le déplacement des images d'objets en mouvement sur la glace dépolie. Elles prouvent clairement que la vitesse apparente des objets en mouvement, facteur qui paraît, au premier aboyd, échapper absolument à l'action du photographe, peut être* au contraire modifiée à son gré. De ces démonstrations découlent, d'ailleurs, comme nous leverrons, des indications pratiques dont Topérateur trouvera journellement l'application.

L'influence de chacun des facteurs qui déterminent la rapidité du déplacement des images sur la glace dépolie étant mise en évidence, il nous reste à rechercher les relations mathématiques qui relient ces divers facteurs, afin d'en conclure la vitesse que doit avoir un obturateur pour un cas donné.

lance peuvent être graphiquement représentées par une hyperbole équilatère.

I(K) SECONDE PARTIE. — CIIAP. V.