Le Cinématographe des frères Lumière

Le 26 décembre 1894, un article du Lyon républicain rapporte que " les frères Lumière [...] travaillent actuellement à la construction d’un nouveau kinétographe, non moins remarquable que celui d’Edison et dont les Lyonnais auront sous peu, croyons-nous, la primeur."

En fait, c’est un public parisien et restreint qui assiste le 22 mars suivant à la première démonstration de cet appareil avec lequel Louis Lumière projette la " Sortie d’usine " dans les locaux de la Société d’encouragement pour l’Industrie nationale, un mois avant la première séance new-yorkaise du Pantoptikon Latham. Pour la première fois grâce au Cinématographe Lumière, un film devient visible par toute une assemblée.

Onze autres projections en France (Paris, Lyon, La Ciotat, Grenoble) et en Belgique (Bruxelles, Louvain) auront lieu avec un programme de films plus étoffé durant l’année 1895, avant la première commerciale du 28 décembre, remportant à chaque fois le même succès.

L’appareil est décrit précisément dans le brevet du 13 février 1895 pris conjointement par les frères Lumière comme à leur habitude, bien que ce soit Louis qui en a trouvé le principe. Ce principe est ainsi résumé dans le préambule du brevet : " Le mécanisme de cet appareil à pour caractère essentiel d’agir par intermittence sur un ruban régulièrement perforé de manière à lui imprimer des déplacements successifs séparés par des temps de repos pendant lesquels s’opère soit l’impression, soit la vision des épreuves ". C’est finalement un processus très similaire à celui de la machine à coudre, qui fait successivement avancer et s’immobiliser du tissu, le temps que le point soit réalisé.

Le mécanisme du Cinématographe repose sur l’utilisation d’une came excentrique qui transforme le mouvement de rotation de la manivelle en un mouvement vertical de va-et-vient, appliqué à un cadre guidé par deux rainures. Ce cadre supporte une tringle fixée de manière souple à une extrémité du cadre et comportant à l’opposé deux pointes - les griffes - qui traversent une cloison rainurée et servent à entraîner de haut en bas le film qui se trouve dans le couloir de l’autre côté de la cloison par l’intermédiaire de ses perforations.

Le mouvement d’entraînement se décompose en 4 phases. Le rapport de démultiplication choisi fait que le rythme de rotation de la manivelle par l’opérateur de 2 tours par seconde correspond à l’avance intermittente du film de 16 images par seconde, succession suffisante pour assurer la continuité de la décomposition du mouvement filmé et de sa reproduction projetée tout en ménageant un temps d’exposition ou d’éclairement adéquat permettant d’obtenir des images bien définies et lumineuses. Selon la dextérité de l’opérateur de prise de vue, la cadence des films Lumière varie ainsi de 16 à 18 images/s (vitesse fixée à 24 images / s depuis l’avènement du cinéma sonore).

L'autre caractéristique du Cinématographe est de permettre le tirage de copies positives pour la projection à partir du négatif développé : il suffisait pour ce faire d’entraîner simultanément une pellicule vierge et un négatif, en orientant l’objectif vers une source lumineuse uniforme tel un mur blanc éclairé par le soleil, pour que les images du négatif s’impriment en positif sur la copie.
Le " petit moulin " était de ce fait une véritable usine à image autonome, réunissant dans un même appareil de petite dimension et pesant moins de 5 kg les fonctions de caméra, tireuse et projecteur, ce qui a grandement facilité les voyages des opérateurs.

Il est bien difficile de déterminer précisément le moment à partir duquel les frères Lumière ont commencé à travailler sur la projection d’images animées, leurs souvenirs sur ce point étant contradictoires. Le Kinetoscope Edison est en revanche toujours cité comme point de départ de leurs réflexions visant à rendre visible par un public, et non plus individuellement, des images animées : ce n’est donc qu’à partir de septembre 1894 qu’ils ont pu, ou leur père Antoine, voir cette nouvelle attraction à Paris. Ce qui est certain en revanche, c’est que leur prototype a rapidement permis la prise de vue, comme en témoignent les essais tournés probablement en janvier 1895 (neige présente sur le sol).

Comparaison de pellicules Lumière : de gauche à droite > premier prototype - deuxième prototype - appareil-type

Les essais retrouvés sont des bandes de papier sensibilisé au standard de 35 mm de largeur, tout comme les films Edison. Ils ont été filmés avec un premier appareil prototype conservé à l’Institut Lumière, avec lequel l’entraînement de la pellicule se faisait par un système à pinces et non à griffes, mais déjà de façon intermittente grâce au système d’excentrique qui sera breveté le 13 février. Comme sur les schémas accompagnant le brevet, le mouvement de la manivelle à l’arbre portant l’excentrique est transmis par l’intermédiaire d’une courroie extérieure, mais curieusement l’excentrique est triangulaire et non circulaire. Tout ceci semble indiquer que ce prototype n°1 a vraisemblablement servi à expérimenter diverses solutions techniques et a de ce fait subi plusieurs modifications successives.

Un second prototype comporte quant à lui les griffes qui viennent s’introduire dans les perforations pour faire avancer la pellicule de manière plus précise, un excentrique triangulaire et un système de transmission du mouvement de la manivelle par chaîne, à l’intérieur de l’appareil. Cet exemplaire offert par Louis Lumière au Conservatoire National des Arts et Métiers en 1942 est à rapprocher de l’addition au brevet originel prise le 30 mars 1895 qui concerne l’adoption d’un excentrique triangulaire qui permet d’augmenter le temps de repos du film.
C’est ce prototype n°2 qui a servi à tourner et à projeter la dizaine de films de l’année 1895, qui présentent tous les mêmes caractéristiques : images jointives à angles vifs décalées vers la gauche en raison de la forme de la fenêtre de prise de vue. Par contre, les films tournés à partir de 1896 auront tous la même forme d’image dorénavant standardisée : images à angles arrondies centrées entre les perforations et séparées par une barre de cadrage, et conservent la longueur de 17 m qui correspond à la capacité du chargeur et la largeur de 35 mm.

Cinématographe-type

L’ingénieur Jules Carpentier, installé à Paris, a travaillé en collaboration avec Louis Lumière à la réalisation d’un appareil adapté aux contingences économiques et techniques de la production en série, et qui a servi de modèle à cette fabrication devenue effective à partir de janvier 1896. Jules Carpentier avait assisté à la projection du 22 mars et avait aussitôt proposé à Louis Lumière sa collaboration. La correspondance heureusement échangée entre les deux hommes témoigne des étapes de la mise au point et de l’urgence avec laquelle il fallait arriver à la série pour ne pas se laisser dépasser par la concurrence.

Le premier appareil de Carpentier a été envoyé à Lyon en octobre pour essais. On peut imaginer qu’il était très proche des schémas publiés en juillet 1895 dans la Revue générale des Sciences pour accompagner l’article d’André Gay sur le Cinématographe : l’entraînement par chaîne est remplacé par un engrenage plus précis et permettant de réduire les à-coups préjudiciables à la bonne tenue des perforations, et une boîte réceptrice (addition au brevet du 6 mai 1895) placée à l’intérieur de l’appareil permet de récupérer la pellicule négative impressionnée qui jusqu’alors se dévidait dans un sac opaque placé sous la caméra. Un second appareil de pré-série fera encore des voyages entre Paris et Lyon pour subir des modifications avant qu’une première série de 200 exemplaires soient commandée par Louis Lumière fin décembre.

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