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film

(anglais film, pellicule)

Pellicule photographique
Pellicule photographique

Pellicule recouverte d'une émulsion sensible à la lumière, employée dans les caméras cinématographiques et les appareils photos.

PHOTOGRAPHIE

Historique des procédés de la photographie

Le premier procédé photographique, l'héliographie, fut inventé par Nicéphore Niépce vers 1822. Les images étaient obtenues avec du bitume de Judée étendu sur une plaque d'argent, après un temps de pose de plusieurs jours. En 1829, Niépce associa à ses recherches Louis Jacques Mandé Daguerre. En 1832, ils mirent au point, à partir du résidu de la distillation de l'essence de lavande, un second procédé produisant des images en une journée de temps de pose.

Le daguerréotype

Après la mort de Niépce, en 1833, Daguerre continua seul les travaux et inventa, en 1838, le daguerréotype, premier procédé comportant une étape de développement. Une plaque d'argent recouverte d'une fine couche d'iodure d'argent était exposée dans la chambre obscure, puis soumise à des vapeurs de mercure, lesquelles provoquaient l'apparition de l'image latente, invisible, formée au cours de l'exposition à la lumière. Ce développement consistait en une telle amplification de l'effet de la lumière que le temps de pose ne dépassait pas trente minutes. Le fixage était obtenu par immersion dans de l'eau saturée de sel marin.

En juillet 1839, un autre Français, Hippolyte Bayard, découvrit le moyen d'obtenir des images directement positives sur papier. Un papier recouvert de chlorure d'argent était noirci à la lumière, puis exposé dans la chambre obscure après imprégnation dans de l'iodure d'argent. Le temps de pose variait entre trente minutes et deux heures.

Le calotype

La même année, l'annonce de l'invention du daguerréotype incita l'Anglais William Henry Fox Talbot à reprendre des recherches interrompues, dont les débuts remontaient à 1834. En 1841, il breveta le calotype, premier procédé négatif/positif qui permettait la multiplication d'une même image grâce à l'obtention d'un négatif intermédiaire sur un papier au chlorure d'argent rendu translucide avec de la cire. Comme pour le daguerréotype, l'image latente était ensuite révélée au moyen d'un produit chimique, le révélateur (une solution d'acide gallique et de nitrate d'argent). Une seconde feuille de papier, recouverte elle aussi de chlorure d'argent, était ensuite exposée au travers du négatif translucide pour donner le positif final. On doit à John Herschell d'avoir découvert, en 1839, le moyen de fixer ces images en les immergeant dans un bain d'hyposulfite de soude, qui reste encore aujourd'hui le composé essentiel des fixateurs photographiques. Les avantages du calotype résidaient principalement dans la facilité de manipulation des épreuves sur papier et la possibilité de reproduction multiple. En revanche, la définition, limitée par la présence des fibres du papier négatif, ne pouvait rivaliser avec celle du daguerréotype.

Les plaques de verre

Pour réduire encore le temps de pose, on créa alors des objectifs de courtes focales, donc plus lumineux, tout en gardant la netteté sur toute l'image. En 1841, le physicien Fizeau remplaça l'iodure d'argent par le bromure d'argent, dont la sensibilité à la lumière est bien supérieure. Quelques secondes de pose suffisaient alors pour obtenir un daguerréotype, et il devint possible de faire des portraits.

Afin d'améliorer la transparence du négatif du calotype, Abel Niépce de Saint-Victor, neveu de Nicéphore Niépce, découvrit en 1847 le moyen de remplacer le papier par du verre. Pour que le bromure d'argent pût adhérer au verre, il eut l'idée de le mélanger à de l'albumine (il se servit de blanc d'uf). Bien qu'un peu trop contrastées, les images devinrent alors extrêmement précises, ce qui incita les opticiens à mettre au point des objectifs encore plus performants. En 1851, l'Anglais Scott Archer remplaça l'albumine par le collodion, dont la base est le coton poudre. Les images noir et blanc obtenues par ce procédé atteignirent une qualité encore jamais égalée. Seuls inconvénients, la prise de vue devait avoir lieu tant que la plaque était humide, et le développement être effectué aussitôt après.

Des films de plus en plus sensibles

En 1871, un autre Britannique, Richard Maddox, remédia à ce problème en remplaçant le collodion par de la gélatine, procédé perfectionné par Charles Bennet, qui montra que les plaques gélatinées acquéraient une grande sensibilité lorsqu'on les maintenait pendant plusieurs jours à 32 °C. Non seulement les plaques au gélatino-bromure purent alors être stockées avant emploi, mais leur sensibilité fut telle que l'exposition ne pouvait excéder une fraction de seconde. C'est alors, un peu avant 1880, que commença l'histoire de l'obturateur, car la haute sensibilité des plaques nécessitait la conception de mécaniques capables de laisser entrer la lumière dans l'appareil pendant 1/100 s et même 1/1 000 s. Il fallut évaluer précisément l'intensité de la lumière, et le posemètre devint alors un véritable instrument de mesure.

L'Américain George Eastman, fondateur de Kodak, concevra, en 1888, l'idée du support souple. Les plaques de verre seront progressivement remplacées par les rouleaux de Celluloïd.

La photographie couleur

Il manquait encore à la photographie la reproduction des couleurs. Les premières tentatives furent menées à l'initiative d'Edmond Becquerel en 1848, puis de Niépce de Saint-Victor, en 1851, qui montrèrent qu'une plaque d'argent recouverte de chlorure d'argent pur reproduisait directement les couleurs, mais de manière instable.

En 1869, Louis Ducos du Hauron réussit, à Agen, la première photographie en couleurs en appliquant le principe démontré par Maxwell de la décomposition de la lumière par les trois couleurs fondamentales, le rouge, le vert et le bleu. Il réalisa trois photographies d'un même sujet, au travers de filtres successivement rouge, bleu et jaune. Il en obtint trois positifs, qu'il colora dans la couleur qui les avait produits. En superposant exactement les trois images, il obtint la restitution des couleurs.

Le physicien Gabriel Lippmann reçut le prix Nobel en 1908 pour avoir découvert, en 1891, le moyen d'obtenir des photographies directement en couleurs sur une seule plaque, par un procédé interférentiel qui préfigurait déjà l'holographie. Trop complexe, cette invention en resta au stade du laboratoire.

Le premier procédé couleur monoplaque employé par les amateurs naquit en 1906. L'autochrome, inventé par les frères Lumière, reprenait le principe de la synthèse trichrome, effectuée cette fois sur une seule plaque grâce à une mosaïque de microfiltres des trois couleurs réalisée avec des grains de fécule de pomme de terre.

La découverte du « révélateur chromogène » par R. Fisher offrit à la photographie en couleurs une nouvelle direction. On s'était aperçu, dès 1911, que certains révélateurs conduisaient à l'obtention d'images teintées d'une couleur, au lieu de donner des images en noir et blanc. Le principe trichrome fut repris par la société Agfa pour élaborer, en 1936, les pellicules Agfacolor, constituées de trois couches superposées sensibles respectivement au bleu, au vert et au rouge. Un révélateur fut mis au point qui colorait chacune des couches dans la couleur à laquelle elle était sensible. La superposition conduisait à une image en couleurs. Là encore, la possibilité de reproduire les couleurs entraîna des améliorations en optique, pour transmettre fidèlement les couleurs de l'objet photographié à la pellicule.

En 1935, les Américains Leopold Mannes et Leopold Godowsky améliorèrent le procédé. Acheté par Kodak, il prit le nom de Kodachrome. Si nos pellicules couleur actuelles sont très sophistiquées, il n'en demeure pas moins qu'elles font toujours appel au bromure d'argent, à la gélatine ainsi qu'au principe de base de l'Agfacolor et du Kodachrome.

Les caractéristiques d'un film photographique

Les films diffèrent par la taille de leurs grains, d'où des différences de sensibilité à l'intensité lumineuse. En simplifiant, on peut expliquer le principe du grain du film et de sa sensibilité par le fait que plus les grains sont grossiers, plus leur taille est importante, et plus vite le film sera impressionné : pour restituer une impression équivalente, un film à grain fin nécessitera un temps d'exposition plus important.

Ainsi, le photographe peut utiliser des films plus sensibles avec un temps de pose plus court, dans des conditions de luminosité plus faibles ou avec une ouverture plus petite. Cette image agrandie laissera apparaître le grain ; c'est pourquoi, pour des travaux de qualité, des films moins sensibles à grain plus fin sont utilisés.

La sensibilité des films photographiques

Il existe plusieurs systèmes de mesure de la sensibilité à la lumière d'un film ; l'échelle de l'International Organization for Standardization (ISO) est à présent communément acceptée et utilisée (elle reprend l'ancienne norme ASA). Les films peu sensibles ont une sensibilité de l'ordre de 50 ISO ; la plage de 200 à 400 ISO est satisfaisante pour des usages courants ; 3 200 ISO correspondent à une sensibilité très élevée. Cette échelle étant linéaire, les films d'une sensibilité de 100 et 200 ISO ont besoin d'une exposition respectivement deux et quatre fois moins élevée que celle requise pour un film de 50 ISO. Des films apparus récemment utilisent de nouveaux types de grains, à la structure aplatie, laquelle permet une granularité apparente réduite par rapport aux films conventionnels pour une même sensibilité. Ces procédés, fondés sur le principe d'une sensibilisation chimique, sont concurrencés par des capteurs photoélectriques à transferts de charge, déjà utilisés pour la mise au point automatique. Captée sur une surface constituée parfois de 600 000 de ces détecteurs, la lumière traversant l'objectif est décomposée en autant de valeurs électriques spécifiques et stockée de manière analogique sur support magnétique. La résolution de tels dispositifs atteint au mieux 400 lignes horizontales : c'est faible par rapport à celle atteinte par les supports classiques. Des progrès sont néanmoins à attendre dans le domaine de la photographie électronique, avec l'amélioration de ces capteurs et l'apparition de procédés numériques.

Le pouvoir résolvant d'un film photographique

Il faut distinguer deux caractéristiques essentielles pour évaluer les performances d'un film. On parle d'abord de son pouvoir résolvant, et on entend par là la faculté pour un film de séparer les détails les plus fins. L'un des procédés classiques de mesure du pouvoir séparateur consiste à photographier une mire constituée de lignes serrées et disposées de façon précise : en prenant le type d'émulsion pour seule variable, lors de tests comparatifs par exemple, il est possible de mesurer le nombre de lignes apparentes par millimètre pour chacun des films testés.

L'acutance d'un film photographique

L'autre caractéristique d'un film est son acutance, dite encore netteté de contour. Il s'agit là de l'aptitude d'un film à passer d'une plage noire à une plage transparente : observée à l'aide d'un très fort grossissement, la ligne de transition apparaît elle-même comme une frange dégradée plus ou moins large et progressive ; la netteté de contour d'un film est d'autant plus élevée que cette zone est réduite et bien marquée. Provoquée par les phénomènes de diffusion de la lumière et de réflexions parasites dans les cristaux de bromure d'argent, cette zone de transition a été fortement réduite avec les nouvelles générations de films. L'utilisation de supports d'émulsion de plus en plus fins et de cristaux « aplatis », notamment, a largement contribué à une maîtrise plus grande de la diffusion lumineuse à l'intérieur des films photographiques.

Les films noir et blanc

Les films utilisés pour la photo en noir et blanc sont constitués d'un support transparent recouvert d'une fine couche de gélatine contenant un mélange d'halogénures, tels que bromure ou iodure d'argent. La gélatine sert à retenir les grains et à accroître considérablement leur sensibilité à la lumière. On peut supposer que l'image est constituée d'infimes particules d'oxyde d'argent activées sous l'action de la lumière ; le révélateur continue l'action de la lumière et réduit tout le cristal de bromure d'argent en argent métallique ; les grains non impressionnés restent transparents et sont éliminés (car ils restent sensibles à la lumière) dans le fixateur.

Presque tous les films, qu'il s'agisse de noir et blanc ou de couleur, sont panchromatiques, c'est-à-dire qu'ils sont sensibles à la quasi-totalité des longueurs d'onde du spectre visible. L'adjonction de certains colorants dans l'émulsion étend la sensibilité au-delà du rouge (grandes longueurs d'onde du spectre).

Les films en couleurs

La photographie en couleurs, parfaitement au point avec l'apparition de la pellicule inversible Kodachrome (1935), s'impose auprès du grand public au lendemain de la Seconde Guerre mondiale. La publicité et la mode, et notamment le photographe Irving Penn, s'en emparent immédiatement. Les autres genres photographiques, l'avant-garde et le reportage en particulier, demeurent plus réservés à son égard et continuent, aujourd'hui encore, de lui préférer le noir et blanc.

Les raisons de ces réticences sont diverses. Les partisans du noir et blanc reprochent à la couleur sa moindre finesse de grain et les problèmes de conservation des tirages (pourtant réglés dans les années 70). Encore plus significatives sont les raisons esthétiques qui justifient ce rejet. Rien ne peut remplacer selon eux la subtilité de la gamme de gris et les jeux de lumière que permet le noir et blanc. La couleur, par son attrait immédiat sur l'œil, risque également de mettre le sujet au second plan ou de lui ôter son mystère, et par conséquent de conférer aux images un caractère artificiel. Son utilisation soit entraîne un esthétisme facile – celui de la publicité –, soit renvoie au prosaïsme de la photographie de souvenirs, dont on ne veut à aucun prix.

Principe de la photographie couleur

Comme pour la photographie en noir et blanc, le principe fondamental de la photographie en couleurs est le virage de sels d'argent. Cela tient au fait que l'on peut obtenir n'importe quelle couleur à partir des trois couleurs primaires : le rouge, le vert et le bleu. Chacune de ces couleurs a une couleur complémentaire (cyan, magenta, jaune), le mélange en synthèse additive d'une couleur primaire avec sa complémentaire donnant du blanc.

Les couleurs complémentaires

rouge + cyan = blanc ; vert + magenta = blanc ; bleu + jaune = blanc.

Il convient de noter que deux migrations successives dans la couleur complémentaire restituent la couleur originale (par exemple une migration du vert dans le magenta, et du magenta de nouveau vers le vert). C'est l'effet qui est à la base du procédé négatif-positif.

Le procédé négatif-positif

Le film négatif comprend trois couches superposées, chacune d'entre elles étant sensible à une couleur. L'exposition dans l'appareil est suivie du développement, qui produit des dépôts de grains argentiques noirs, figurant les zones bleues, vertes et rouges de l'image optique. Au cours du développement, les copulants incorporés aux trois couches deviennent des teintures qui donnent à chacune des trois images argentiques une couleur complémentaire de celle de la lumière qui l'a produite. Un blanchiment élimine l'argent, ne laissant que les couleurs transparentes. De ce fait, sur le négatif, les plages bleues de l'image sont en jaune, les plages vertes en magenta, et les plages rouges en cyan.

Le négatif est ensuite placé dans un agrandisseur, où l'image est projetée sur un papier sensible enduit de trois couches superposées d'émulsions (qui sont essentiellement les mêmes que celles du film couleur négatif) ; le développement est fondamentalement identique. De même que le négatif forme les couleurs complémentaires aux couleurs de l'image optique, le papier donne les couleurs complémentaires à celles du négatif. On retrouve ainsi les couleurs originales de l'objet.

Les traitements du négatif et de l'épreuve sont en fait un peu plus complexes que ne l'indique le résumé précédent ; ces opérations prennent environ une heure, et requièrent un contrôle rigoureux de la température des bains. Il faut apporter un soin particulier à la production de l'épreuve afin de garantir une bonne qualité de reproduction des couleurs. Une première méthode consiste à exposer l'épreuve, placée dans un agrandisseur, successivement à une lumière bleue, rouge puis verte ; les durées respectives de chaque exposition sont établies d'après les indications fournies par des bandes tests. Une seconde méthode, qui recourt à la lumière blanche, nécessite une seule exposition. En fonction des résultats donnés par les bandes tests, on place des filtres correcteurs sur l'objectif de l'agrandisseur, et l'on effectue le réglage jusqu'à obtention d'une bande test satisfaisante.

Procédé inversible pour les diapositives en couleurs

Comme il a été expliqué, le rouge plus le cyan, comme le vert plus le magenta, ou le bleu plus le jaune donnent du blanc. Par conséquent, on obtient le cyan par soustraction de la lumière rouge à la lumière blanche. On peut ainsi considérer la lumière cyan comme la soustraction du rouge, le magenta comme la soustraction du vert, le jaune comme la soustraction du bleu.

Un film positif, ou inversible, est constitué d'une superposition de trois couches d'émulsion, sensibles chacune aux bandes rouges, vertes et bleues du spectre. Comme dans la méthode précédente, l'exposition et un premier développement aboutissent à la formation de trois clichés argentiques noirs et blancs superposés qui représentent les zones rouge, verte et bleue de l'image optique. Dans le procédé inversible, en revanche, on n'obtient pas d'image négative. On expose ensuite le film à la lumière d'une lampe, qui induit la formation d'une image latente dans les grains de sels d'argent non exposés auparavant, à savoir les grains de l'image optique qui n'avaient pas été affectés par les radiations rouges, vertes et bleues. On incorpore dans chacune des trois couches un copulant différent. À l'issue d'un second développement du film, on obtient une nouvelle série de trois images argentiques. Les copulants se transforment en teintures qui affectent la seconde série d'images formées (et non la première), en les colorant de la façon suivante : la couche sensible au rouge donne la couleur cyan (soustraction du rouge) ; la couche sensible au vert donne le magenta (soustraction du vert) ; et la couche sensible au bleu donne le jaune (soustraction du bleu).

Après blanchiment et rinçage des deux séries d'images argentiques seules subsistent les teintures transparentes. Dans une zone où l'image optique était rouge, il s'est formé un dépôt noir dans la zone sensible au rouge ; ce dépôt a disparu après blanchiment et rinçage. La couche sensible au vert de la seconde série d'images argentiques est colorée par soustraction du vert, et seule cette couleur subsiste après le blanchiment ; il en est de même pour le bleu. Quand on projette une lumière blanche à travers une diapositive, les teintures de soustraction des rayonnements verts et bleus éliminent les composants bleus et verts de la lumière blanche, ne laissant que le rouge. On obtient ainsi une reproduction du rouge original de l'image optique. Il suffit d'appliquer la même technique aux zones vertes et bleues de l'image optique pour obtenir la diapositive finale.

La conservation des films

Le film photographique ou cinématographique doit être mis à l'abri de la chaleur et de l'humidité. Sous un climat tempéré, la pellicule noir et blanc se conserve au moins deux ans après sa fabrication. Une date limite, à ne pas dépasser, est mentionnée par le fabricant ; néanmoins, celle-ci peut être reculée d'au moins 6 mois si le film a été stocké dans de bonnes conditions. La pellicule en couleurs demande toutefois des conditions de conservation plus strictes et plus limitées dans le temps ; il est recommandé, pour de longues périodes, de stocker le film dans un réfrigérateur (température idéale : + 4 °C). L'utilisation du film périmé se traduit, pour le noir et blanc, par une perte de sensibilité et de contraste, et, pour la couleur, par une dominante verdâtre.