Beaucoup de chercheurs se sont occupés de fixer les couleurs au moyen de
la photographie, presque tous ont abordé le problème au point de vue
chimique.
Ainsi, en 1810, Lubeck avait constaté que le chlorure d'argent préparé
d'une certaine façon (_c'était un mélange de chlorure et de
sous-chlorure d'argent_), exposé à l'influence des rayons diversement
colorés, avait tendance à prendre une coloration approchant de celle des
rayons incidents.
En 1841, Herschell étudia de nouveau les propriétés du chlorure d'argent
et n'obtint aucun résultat appréciable.
En 1848, M. Ed. Becquerel reprit les études de ses prédécesseurs et
arriva à la reproduction colorée directe du spectre solaire. Il se
servait à cet effet d'une préparation sensible de sous-chlorure d'argent
violet, étendue sur des lames d'argent poli. Les résultats obtenus
représentaient assez exactement les couleurs de l'original, mais
beaucoup plus faibles. Ces images avaient le défaut d'être altérées à la
longue par la lumière du jour, même diffuse.
En 1865, Poitevin obtint sur un papier recouvert de sous-chlorure
d'argent des images colorées. Mais, comme dans les expériences de M.
Edm. Becquerel, elles s'effaçaient à la longue à l'exposition de la
lumière blanche.
Depuis, les essais ont été nombreux, mais toujours sans résultats
satisfaisants, et la reproduction photographique des couleurs n'avait
pas fait un pas, lorsque tout récemment M. Gabriel Lippmann, membre de
l'Institut, a présenté, dans la séance du 2 février de l'Académie des
sciences, plusieurs épreuves colorées du spectre solaire obtenues
directement avec la valeur propre et l'éclat de chaque bande. Ces
épreuves sont ineffaçables pour les raisons que nous exposerons plus
loin.
M. Lippmann, pour arriver à ce merveilleux résultat, s'est appuyé sur
des procédés entièrement physiques et en se servant de considérations
théoriques très ingénieuses et complètement en dehors des travaux que
nous citions plus haut.
Nous croyons utile, avant d'entrer dans la description du procédé de M.
Lippmann, de définir très succinctement et très sommairement certains
principes de physique qui ont conduit ce savant à cette mémorable
découverte.
Les physiciens admettent que la lumière est produite par la vibration
d'un milieu élastique appelé éther, considérablement moins dense que les
corps visibles. Cette théorie est appelée théorie des ondulations.
[Illustration: Fig. 1.]
Soit, par exemple, R R', la direction d'un rayon lumineux (fig. l), la
première molécule de l'éther qui transmet ce rayon a un mouvement
vibratoire de R en R1, puis revient en R pendant que la seconde molécule
va de R1, en R2. La troisième molécule va de R2 à R3, pendant que la
seconde molécule retourne à R2, et ainsi de suite jusqu'à R'. Chaque
mouvement d'aller et retour s'appelle onde, et la distance R R, ou R1 R2
s'appelle longueur d'onde et varie avec chaque couleur du spectre.
D'après les explications qui précèdent, on voit que, dans la propagation
d'un rayon lumineux, chaque particule vibrante est en retard sur celle
qui la précède. Ces retards, en s'ajoutant, font qu'à une certaine
distance d'une molécule il en existe une autre qui vibre précisément en
sens contraire; à une distance double, se trouve une vibration dans le
sens primitif; à une distance triple un nouveau mouvement en sens
inverse, et ainsi de suite.
De là, le curieux phénomène en vertu duquel _deux rayons de même
couleur, émanés de la même source, produisent des vibrations qui peuvent
tantôt s'ajouter en produisant des maxima de lumière tantôt se détruire
en donnant des minima de lumière ou de l'obscurité_. Une petite
différence dans le chemin parcouru suffit pour qu'elles soient en
concordance ou en discordance, c'est ce qu'on appelle l'_interférence_,
le nom de _franges d'interférence_ est donné à l'ensemble de points
minima et maxima les vibrations des molécules sont très petites et on
une vitesse moyenne de un milliard trois cent cinquante deux millions de
vibrations par seconde.
_Tableau des longueurs d'onde pour les différentes couleurs du spectre._
Couleurs. Longueurs d'onde,
millimètre
Rouge 0.000688
Orangé 0.000583
Jaune 0.000551
Vert 0.000512
Bleu 0.000475
Indigo 0.000449
Violet 0.000423
C'est en partant de ces considérations, que M. Lippmann est arrivé à
résoudre le problème si difficile de la reproduction photographique des
couleurs.
Voici le mode d'application de son procédé:
[Illustration Fig. 2.--Coupe du châssis creux pour démontrer l'action de
la lumière dans l'épaisseur de la couche sensible.
P P support verre de la couche sensible.--S S couche sensible
considérablement amplifiée.--C bande de caoutchouc.--V V fond de la
cuve.--R R1, direction du rayon lumineux venant de l'objectif.--I I1 I2
points de concordance maxima.--R1 R2 R3 R4 points de discordance ou
minima.--m m molécules de bromure d'argent.--L L lignes des maxima.--B B
lignes des minima.]
On forme une sorte de châssis creux ou cuve (fig. 2) avec deux plaques
de verre dont les côtés sont garnis de bandes de caoutchouc, le tout est
consolidé avec des pinces. Dans l'intervalle laissé libre, on verse du
mercure, l'une des plaques porte une couche sensibilisée à l'argent
tournée intérieurement, par conséquent, en contact avec le mercure. On
dispose ce système derrière un objectif à la place du verre dépoli (fig.
3), de façon à ce que les rayons lumineux qui émanent de l'objet
traversent le support de la couche sensible, la couche sensible
elle-même, et arrivent en contact avec la surface du mercure, qui forme
miroir réfléchissant.
[Illustration: Fig. 3.--Ensemble de l'appareil pour la photographie des
couleurs.
C cuve à faces parallèles contenant les dissolutions d'hélianthine ou de
bichromate de potasse.--D chambre noire.--O objectif.--B support de la
cuve à mercure.--P plaque sensible.--C C bandes de caoutchouc.--V fond
de la cuve.--M mercure.--S S pinces.--T table.]
Examinons maintenant ce qui se passe pendant l'exposition. Soit R (fig.
2), un rayon venant de l'objectif, et traversant la couche sensible. Ce
rayon aboutit en R1, à la surface du mercure; à ce point, il est
réfléchi et revient sur lui-même dans la direction R1 R, il se produit
alors le phénomène expliqué plus haut, c'est-à-dire qu'il y a
interférence entre le rayon incident et le rayon réfléchi, et dans
l'épaisseur de la couche sensible il se forme une série de franges
d'interférence qui produisent des maxima de lumière aux points 1,11, I2,
endroits où il y a concordance de vibrations, et des minima obscurs aux
points R1, R2 R3, R4 où il y a discordance de vibrations.
La surface sensible est donc impressionnée dans son épaisseur seulement,
aux points maxima, et se trouve subdivisée, après que les opérations
photographiques ordinaires du développement sont terminées, par une
série de couches ou lames transparentes d'argent réduit, séparées par
l'intervalle même qui séparait deux maxima, c'est-à-dire égal à une
demi-longueur d'onde. Ces tranches ont justement l'épaisseur nécessaire
pour produire par réflexion la couleur incidente qui leur a donné
naissance en vertu du phénomène des lames minces qui donne les couleurs
des bulles de savon. Et comme, ici, les couches réfléchies superposées
sont très nombreuses, l'éclat de l'épreuve peut être très grand. Sa
durée est illimitée, puisque les couleurs sont formées physiquement par
réflexion.
[Illustration: Fig. 4.]
En effet, soient (fig. 4) M M une lame mince d'argent réduit ayant comme
épaisseur une demi-longueur d'onde de la couleur agissante, le rouge par
exemple, et S A un rayon de lumière blanche frappant presque normalement
la surface de la lame.
Voici ce qui se produira:
Une partie du rayon S A se réfléchit en A, suivant A R, et l'autre
pénètre en C où il est réfléchi de nouveau en A' en donnant le rayon A'
R' parallèle à A R. Ces deux rayons, A R et A' R', interféreront entre
eux, et comme le rayon réfléchi A' R' aura parcouru un chemin plus long
A' C' A' que le rayon A R, égal à une longueur d'onde du rouge, les
mouvements vibratoires des deux rayons ne seront plus en concordance,
sauf pour ceux du rouge qui domineront à l'exclusion des autres.
Comme la couche sensible comprend un très grand nombre de lames,
l'intensité et la pureté de la couleur seront augmentées.
Vu par transparence, le cliché est négatif, c'est-à-dire que chaque
couleur est remplacée par sa complémentaire, le vert par du rouge et le
rouge par du vert, etc., etc.
On voit donc que pour qu'il y ait formation de lames minces de
l'épaisseur voulue, il faut que la substance sensible, bromure ou iodure
d'argent, soit répartie à l'état de division en quelque sorte infinie,
dans une couche transparente, telle que gélatine, albumine ou collodion,
et que les molécules qui la composent aient un diamètre plus petit
qu'une demi-longueur d'onde; sans cela les particules impressionnées aux
maxima déborderaient sur les couches non impressionnées aux minima et ne
produiraient plus les lames minces que l'on désire (fig. 2); les plaques
sensibles du commerce ne peuvent servir à ces expériences, car les
grains de bromure d'argent ayant plusieurs millièmes de millimètres de
diamètre sont trop grossiers.
Pour avoir du bromure d'argent à l'état de division extrême, M. Lippmann
a opéré de la manière suivante: Une solution de gélatine dans de l'eau
chaude contenant du bromure de potassium est étendue sur une plaque de
verre; lorsque cette couche est sèche, on la plonge dans un bain de
nitrate d'argent, il se forme du bromure d'argent qui a toutes les
conditions voulues de finesse pour servir à la reproduction des
couleurs.
Une autre difficulté s'est présentée dans le cours de l'expérience,
c'est la différence d'action photogénique des divers rayons colorés sur
la surface sensible. Tout le monde sait qu'en photographie les couleurs
rouge et jaune ne s'impressionnent que très difficilement, et, dans le
cas qui nous occupe, le spectre se composant des couleurs rouge, jaune,
vert, bleu et violet, les temps de poses étaient respectivement pour
leur reproduction des heures, des minutes et des secondes.
M. Lippmann a tourné la difficulté en interposant sur le trajet des
rayons lumineux devant l'objectif une cuve en verre à faces parallèles
contenant une dissolution d'hélianthine dans l'eau. Cette substance a la
propriété de ne laisser passer que les rayons rouge et jaune et
d'arrêter les rayons bleu, violet et vert. On laisse alors poser le
temps voulu pour impressionner le rouge et le jaune, puis on remplace
l'hélianthine par une dissolution de bichromate de potasse suffisamment
concentrée pour qu'elle arrête les rayons bleu et violet en laissant
passer les rayons rouge, jaune et vert, qui posent le temps nécessaire;
on remplace alors la dissolution de bichromate de potasse par une autre
plus faible qu'arrête le violet seul, les autres rayons continuent à
s'impressionner, on enlève enfin la cuve pour que le violet puisse
poser, et on n'a plus qu'à exécuter ensuite les manipulations employées
ordinairement dans les laboratoires photographiques.
*
* *
On comprend que l'opération, ainsi fractionnée, exige un temps de pose
relativement très long. Le jaune et le rouge, par exemple, ne viennent
pas en moins d'une heure. Encore M. Lippmann n'a-t-il pu reproduire que
le spectre solaire, où les couleurs ont leur maximum d'intensité. De
plus, il n'a obtenu, comme nous l'avons dit, qu'un cliché négatif où
l'image n'a ses tons véritables que si on la voit par réflexion, sur un
fond noir. De là, à pouvoir photographier des vues, des portraits, des
paysages, il y a loin encore, puisqu'il faudrait non seulement pouvoir
opérer beaucoup plus rapidement, mais encore trouver le moyen de
transporter sur du papier ou sur un support analogue l'image obtenue sur
la pellicule photographique. Mais si l'on songe aux progrès incessants
faits par la science depuis trente ans, rien n'interdit d'espérer la
solution complète du problème dans un avenir prochain.
Quoi qu'il en soit, un pas immense vient d'être fait, et M. Lippmann
aura eu la gloire d'ouvrir une ère nouvelle et féconde à cette
découverte toute française de la photographie.
Anthonny Guerronnan.
[Illustration: EN RUSSIE.--La bénédiction de la terre.]
[Illustration: EN RUSSIE.--La bénédiction des troupeaux.]