Le fusil chronophotographique, une invention d'Étienne-Jules Marey, constitue une transition entre la photographie et le cinématographe des frères Lumière. Il faut parler d’un des objets préférés au Musée des arts et métiers de Paris : il s’agit du fusil chronophotographique.
L’origine des recherches de Muybridge est bien connue. Les recherches de Marey sont inspirées par les résultats de la méthode graphique et les travaux de Muybridge sur la locomotion à l’aide de la photographie.
Le fusil chronophotographique n’est dû ni à un ingénieur, ni à un photographe, il est dû à Marey, un médecin physiologiste qui voyait dans la photographie un outil pour mieux appréhender les fonctionnements des organismes vivants. Il dit : « Je suis fasciné par le mouvement qui est le signe le plus apparent de la vie. » En 1869, nommé professeur au Collège de France, il publie plusieurs articles sur le vol des oiseaux et des insectes.
Étienne-Jules Marey étudie le mouvement dès ses débuts en médecine : il rédige sa thèse sur la circulation sanguine, puis un essai sur les mouvements du cœur et de la respiration, avant de donner des cours sur les influx nerveux. En 1873, dans son essai La Machine animale, locomotion terrestre et aérienne, il avance notamment l’idée que, contrairement à ce qui a toujours été représenté en peinture, les chevaux au galop n’ont jamais simultanément les quatre fers en l’air.
Marey, qui plus jeune voulait être ingénieur plutôt que médecin, invente régulièrement de nouveaux dispositifs, tels que le sphygmographe, les insectes artificiels ou les chaussures exploratrices, pour mettre ses postulats à l’épreuve. En 1881, Marey rencontre Muybridge. Dès lors, la photographie devient son instrument principal pour l’étude graphique du mouvement.
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Étienne-Jules Marey consacre l’hiver 1881-1882 dans sa villa napolitaine, à construire le fusil photographique. Cette période marque un véritable tournant dans ses recherches. Renonçant provisoirement à la méthode graphique, il vit comme une renaissance son immersion dans un univers nouveau : « Je m’ouvre à la photographie… ». Enthousiasmé, il écrit à sa mère : « Je suis tout à mes expériences qui donnent des résultats étonnants ; on en parlera dans Landerneau quand je publierai mes résultats… J’ai un fusil photographique qui n’a rien de meurtrier et qui prend l’image d’un oiseau qui vole ou d’un animal qui court en un temps moindre de 1/500e de seconde.
En 1882, pour observer des oiseaux en vol, le scientifique invente un fusil photographique, qui prend douze images par seconde avec un temps de pose d’1/720e de seconde sur une plaque en verre photosensible circulaire. Le fusil de Marey, en 1882, est muni d’une chambre circulaire dans laquelle se trouve une plaque permettant de prendre douze images consécutives en une seconde.
Le fusil photographique est équipé d’un disque tournant actionné par un rouage d’horlogerie. Un tour de ce rouage commande toutes les pièces de l’appareil, et l’instrument assure le mouvement nécessaire pour enregistrer une image pendant le défilement. Le système utilise d’abord un disque opaque percé d’une étroite fenêtre pour contrôler l’intensité de la lumière et la vitesse de rotation du disque.
Avec l’aide de son assistant Georges Demenÿ, Marey fait évoluer son invention au fil des années et publie régulièrement ses découvertes. En 1888, il utilise une pellicule mobile, et, enfin, en 1890 une pellicule souple Kodak dans le cadre de l’observation du vol d’une cigogne. Cela permet de corréler la forme des structures impliquées avec le mode de déplacement.
En 1889, il adapte son fusil chronophotographique pour passer de la plaque photosensible à la pellicule souple. Marey présente son nouveau fusil au Photo-Club de Paris le 10 janvier 1900. Il explique que le nouveau fusil débite une bande de vingt mètres de long, à raison de quinze à vingt images par seconde et avec des intervalles parfaitement équidistants.
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Marey ouvre ainsi la voie à l’étude, par exemple, de la morphologie fonctionnelle : on comprend mieux le mode de déplacement des animaux et des humains grâce à la décomposition des étapes des mouvements. La chronophotographie permet également à Marey de contribuer à l’étude de la physiologie cardiaque et de la circulation sanguine… et bien d’autres sujets.
Marey s’intéresse principalement à la locomotion humaine car la Station physiologique qu’il bâtit avec Demenÿ au Parc des Princes, près de Paris, est subventionnée par l’État pour analyser la biomécanique de l’homme dans le but d’améliorer l’entraînement des soldats après la défaite de la France dans la guerre de 1870. Cependant, Marey continue d’étudier les animaux.
Tout l’enjeu de la méthode graphique défendue par Marey est de croiser les résultats obtenus pour opérer des déductions. En enregistrant les images de plusieurs espèces, le scientifique effectue également des études comparées, qui lui permettent notamment de dégager les liens entre les formes d’un organe et les particularités de ses fonctions.
Avec la chronophotographie, Marey porte le nombre d’images à plus de cent par seconde. Ainsi, « dans un coup d’aile que l’œil n’a pas le temps de saisir, l’appareil détermine, avec une précision parfaite, plus de vingt phases successives, passant de l’une à l’autre par transitions presque insensibles ». En comparant les données recueillies sur de nombreuses espèces d’oiseaux, il peut conclure en 1887, que tous les oiseaux utilisent leurs ailes d’une façon similaire.
Les travaux révolutionnaires de Marey et Muybridge ont eu immédiatement des applications. D’abord, ils ont eu une profonde influence sur des artistes comme Rodin, Bouguereau, Whistler, Eakins et Degas, lequel s’inspira de Marey pour peindre des danseuses dans diverses positions. En outre, Marey et Muybridge ont fortement contribué à l’invention du cinéma.
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Généralement, les efforts des scientifiques visant à disséquer photographiquement le vivant ressortissent à ce « nouveau paradigme épistémologique » qui se met en place à la fin du XIXe siècle et auquel appartient aussi l’anthropométrie d’Alphonse Bertillon, fondée sur le fichage des individus, les mesures du corps humain et les typologies physiologiques.
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