Projet l'Europe des découvertes 

Fiche pédagogique pour l'enseignant


Activités :

 

Document de travail    
Jean-Louis Alayrac
Claudette Balpe
Sara Franceschelli
David Jasmin
encycloscience@inrp.fr  
INRP 29, rue d'Ulm 75005 Paris
Publication : juin 2001 Mise en ligne : juin 2001

 

Titre :  Le cinématographe
 
Date de la découverte  13 février 1895
Domaine scientifique  Optique, physique, chimie, communication
 
Nom du scientifique :  Les frères Louis et Auguste Lumière 
Données biographiques 
Données biographiques Louis lumière, physicien et bricoleur, né à Besançon en 1864, se passionne pour la photographie en couleurs, la stéréo-synthèse et le film en relief. Il meurt à Bandol en 1948. Son frère aîné Auguste Lumière, naît lui aussi à Besançon en 1862. Il montre des dispositions pour la chimie et la recherche médicale. Il meurt à Lyon en 1954. 
 
Description de la découverte 


Le cinématographe est une découverte assez complexe ; elle suppose résolus cinq problèmes : 
1. - La formation d'une image photographique sur une pellicule en celluloïd, 
2. - la projection lumineuse d'images (comme avec les lanternes magiques et les fantasmagories de Robertson, 1798), 
3. - l'analyse du mouvement en images, 
4.- sa synthèse, et enfin, 
5. - la synchronisation de tous ces facteurs à travers un support, la pellicule trouée et mobile. 

1. - La photographie se développe au XIXe siècle d'abord sur plaque sensible (la lumière impressionne la matière chimique de la plaque et laisse une empreinte qui sera mise à jour chimiquement). Les sels d'argent permettent une amélioration de la sensibilité. Puis, est mise au point la pellicule souple qui peut d'enrouler.

2.- La projection lumineuse nécessite une source lumineuse et une lentille pour envoyer sur un écran une image agrandie de image de départ. Les fantasmagories de Robertson, en 1798 en témoignent. 

3.- La production de mouvement qui peut se faire avec une succession suffisamment rapide d'images distinctes mais peu différentes : par suite de la lenteur et de la persistance des sensations rétiniennes (environ 1/3 de seconde), l'œil a l'impression d'un spectacle continu, voire - s'il y a seize images pas secondes - d'un mouvement. De nombreux essais aboutissent ainsi à différentes découvertes : l'illusion d'optique par la rotation rapide des images dans le "thaumatrope" en 1823 (les dessins de l'oiseau d'un côté du carton et de la cage de l'autre tournent rapidement grâce à la torsion de fils et donnent l'apparence que l'oiseau est dans la cage), le "phénakistiscope" de Plateau (1833) et le "praxinoscope" de Reynaud (1877) auteur de nombreux films d'animation. 

4.- Reste l'analyse photographique du mouvement. Les premières inventions utilisent suite de photos instantanées (Étienne Marey avec son "fusil photographique", 1882). Avec les pellicules photographiques de Celluloïd, l'invention du film devient possible. Edison imitant les bandes de papier perforées de Reynaud dans son praxinoscope, enregistre en 1890 les premières vues photographiques sur film perforé. Les inventions se succèdent (Marey, le chronophotographe)

5. - Puis les frères Lumière inventent la pellicule trouée et son entraînement, apportant une solution définitive, pratique et simple, à l'ensemble des problèmes. Ils inventent le système de la pellicule perforée qui avance d'un cran sous l'action d'une sorte de petit pied de biche (comme dans la machine à coudre) : l'image est entraînée par saccades et marque un temps d'arrêt devant l'objectif alors découvert par l'obturateur. La lumière le traverse et projette ainsi l'image sur l'écran. Puis le mouvement reprend. Par la rapide succession des images et la persistance rétinienne, le spectateur a l'impression de voir un spectacle en mouvement projeté sur l'écran. Leur cinématographe est la première caméra fabriquée industriellement et qui permet sans modification de projeter les films. Cette caméra est réversible, pouvant servir à la prise de vues ou à la projection sur un écran ; elle joue tour à tour le rôle de caméra ou de projecteur. La première démonstration a lieu le 28 décembre 1895 à Paris. Ce film est muet. 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. Après la mise au point de la caméra, il reste à inventer la sonorisation du cinéma.

Documents historiques 
Sites Web pour les enseignants Sur les frères Lumière :
http://www.mairie-lyon.fr/fr/specif_lumiere.html 
http://www.neuilly.ville2000.org/festival_citoyennete/ruesetavenue/frereslumiere.htm 
http://www.alsapresse.com/jdj/00/01/04/MA/article_1.html 
http://62.210.140.3/dossiers/anciens/contenu/cine/default.asp 
http://www.institut-lumiere.org/francais/cadres.html 
http://www.museeniepce.com/indexplorer.html
 
http://apella.ac-limoges.fr/lyc-renoir-limoges/site_renoir/technocol/1999-2000/teixerarigaud/Freres_Lumieres.htm
http://perso.infonie.fr/francetimbres/Ch08/T5525.html 
http://fr.encyclopedia.yahoo.com/articles/dy/dy_1225_p0.html 

Sur le cinématographe :
http://www.univ-lille3.fr/www/Dess/dessmsm/bibli99/sicard5.htm 
http://www.ifrance.com/shortmovies/retour11.htm 
http://www.horizonsenior.fr/central/formation/dossiercinema/naissance.htm 

Sites Web pour les élèves Sur les Frères Lumière :
http://www.ac-versailles.fr/etabliss/herblay/audiovis/personna/lumiere.htm 
http://www.ac-nancy-metz.fr/pres-etab/lapicque/Opinfo00/Fiorino/louis.html 

Sur le cinématographe :
http://www.multimania.com/expo3/Harbonier.htm
http://ecottin.multimania.com/le_cinematographe.htm 

Contraintes et intérêts pédagogiques de la découverte : Les phénomènes qui se conjuguent dans le cinématographe auront à être étudié séparément pour commencer. 
La réalisation de sténopés, de photogrammes ou de photographies permet aux enfants de s'approprier la technique photographique (prise de vue, développement, tirage) et de prendre conscience de la photochimie indispensable à cette technique. L'étude du projecteur de diapositives permet de comprendre les conditions de la projection lumineuse. Divers facteurs entrent en jeu : la condition qui régit la netteté de l'image projetée, l'homothétie de la projection à l'image d'origine, l'importance de la puissance de l'ampoule. C'est aussi l'occasion de découvrir (au besoin, lors de visite au musée de Arts et métiers) les objets utilisés par Robertson pour ses " fanstasmagories ". 
Des petits jouets d'enfants comme le projecteur d'images racontant une histoire, peuvent donner l'occasion d'une étude technologique du projecteur (fonction d'usage, fonctions techniques de l'ajustement de la position de l'image par rapport à l'objectif). Les enfants peuvent aussi construire leur histoire sur papier calque. 
On peut aussi, analyser le rôle de l'objectif comme faisant partie de la catégorie des lentilles et s'exercer à produire des images sur écran ; voir ainsi que plus l'image de départ est près du foyer de la lentille, plus son image est éloignée et grande.
En ce qui concerne l'approche du mouvement, sa production et son analyse, on peut amener les enfant à la réalisation d'une illusion d'optique à l'aide d'un carton sur lequel sont dessinés l'oiseau et la cage ; deux séries de fils accrochés au carton et torsadés, puis libérés font tourner le carton si vite que l'oiseau semble se trouver dans la cage. 
Le jeu de la production de mouvement peut être réalisé par les enfants : ils dessinent plusieurs images sur un carnet, ces images étant très voisines l'une de l'autre, mais avec un petit changement, comme par exemple, une jambe de plus en plus soulevée. Lorsque l'on feuillette rapidement les pages du carnet, on a l'illusion que la jambe est en mouvement et se soulève (comme, par exemple, pour tirer dans un ballon). 
Il ne semble pas réaliste de parvenir jusqu'au film muet en classe, la technique de l'entraînement étant trop complexe à l'école. Cependant, les travaux d'approche permettent aux enfants de réaliser que le mouvement observé n'est finalement qu'une illusion d'optique.
Le maître profitera aussi de ce thème pour initier les enfants à l'histoire des techniques de la communication, des utilisations sociales des inventions, des procédés artistiques et des effets cinématographiques. Ceci pour permettre à l'enfant une formation intellectuelle - ici, la prise de conscience que les effets artistiques peuvent être objectivés et réalisés par une maîtrise judicieuse des solutions techniques, mais aussi, mener une réflexion sur l'avancée des découvertes, chacune étant reliée à la précédente et non inventée à partir de rien. C'est ainsi la notion d'inventeur qui est à redéfinir, dans ses dimensions scientifiques, technologiques et économiques.