Loading...
Accueil > Collège  > Histoire des arts – 4ème : La Physique et l’Art : la camera obscura

Histoire des arts – 4ème : La Physique et l’Art : la camera obscura

La Physique et l’Art : la Camera obscura

Depuis l’Antiquité, les hommes ont été fascinés par la lumière : sa nature, ses couleurs, ses propriétés… On nomme optique la partie de la Physique consacrée à l’étude de la lumière. Au fil des siècles, des savants (physiciens, mathématiciens, inventeurs, philosophes…) sont parvenus à mieux comprendre la lumière et les phénomènes associés, permettant ainsi de nombreuses inventions. Intéressons-nous ici à l’ancêtre de l’appareil photographique : la camera obscura ou chambre noire.
La camera obscura est, comme son nom l’indique, une boîte noire de taille variable où, sur une des parois, il a été percé un petit trou pour laisser entrer la lumière. Dans cette boîte noire, sur la face opposée au trou, se projette l’image inversée de ce qui se trouve de l’autre côté du trou hors de la boîte.

Très grande camera obscura

Même si certains chercheurs datent l’invention de la chambre noire au Vème siècle avant JC en Chine, sa plus ancienne description est celle fournie par Aristote au IVème siècle avant JC. Il relatait déjà, dans ses Problematica que la lumière entrant par un petit orifice dans une pièce noire produisait une image de l’extérieur de la pièce sur le mur opposé à l’orifice. Il notait également que cette image était inversée et que sa taille augmentait au fur et à mesure que la surface d’exposition s’éloignait de l’orifice. Dans l’Antiquité, le principe de la chambre noire était utilisé pour l’observation des astres et surtout du soleil.
En parallèle de ces observations, les premières théories d’optique apparurent. Aux environs du IIIème siècle avant JC, Euclide est l’auteur d’une théorie d’optique, Les Catoprica, portant sur les propriétés des miroirs et faisant apparaître la notions de rayon lumineux se propageant en ligne droite. Quatre siècles plus tard, Ptolémée (90-168) rédige l’Optique. Il y traite des propriétés de la lumière, notamment du trajet des rayons lumineux, et de la notion de couleur. De plus, dans la Grèce antique, le sujet de la vision fait débat, opposant deux théories : pour la première, les objets sont des sources de lumière et pour voir un objet, il faut que l’oeil reçoive la lumière ; et, pour la seconde, ce sont les yeux qui projettent un « feu » lumineux qui permet la perception de l’objet par une sorte de contact à l’instar du toucher.

En Europe, l’état des connaissances sur la lumière n’évolua guère pendant les siècles qui suivirent. Au Moyen-âge, c’est dans le monde musulman, que la Science et l’optique en particulier connaîtront leurs plus grandes avancées. Au XIème siècle de notre ère, le savant Alhazen publie le Traité d’optique qui transforme radicalement la connaissance sur la lumière et ses propriétés, la vision et surtout, introduit pour la première fois la méthode scientifique expérimentale.
Dans ses diverses expérimentations, Alhazen a utilisé le terme arabe al-bayt al-muthlim qui signifie chambre noire. Tandis qu’Aristote décrivait les effets d’une lumière ponctuelle passant par un petit orifice, Alhazen a été le premier d’une part, à s’interroger sur le lien entre les observations expérimentales et la formation d’une image optique, et d’autre part à élaborer une interprétation utilisant les rayons lumineux.
Père de plusieurs lois de la physique redécouverte en Europe près de cinq siècles plus tard, le travail d’Alhazen aura une grande influence sur des scientifiques aussi illustres que Roger Bacon, René Descartes, Galilée, Isaac Newton ou encore Johannes Kepler.

Alhazen

Pendant la Renaissance, Léonard de Vinci fut celui qui mit en marche le développement de la chambre noire, en l´utilisant pour approfondir le fonctionnement de la vision, le comportement de la lumière et les lois de la perspective géométrique, et tout cela en relation avec les techniques de la peinture. Léonard de Vinci était curieux et particulièrement fasciné par le phénomène de la chambre noire qui permettait de “faire passer par un petit orifice les rayons de lumière sans en confondre l´un avec l´autre”. À propos du rôle de De Vinci, on peut conclure qu´il fut le premier à décrire une utilisation artistique de la camera obscura.

Léonard de Vinci

Camera obscura de Léonard de Vinci

La première référence écrite qui parle de lentille(1) est faite par Girolamo Cardano en 1550, l’usage d’une lentille dans la camera obscura permettant d’améliorer la qualité de l’image. Le scientifique Giovanni della Porta en publie le principe et fait connaître le phénomène dans toute l’Europe.
Au XVIIème siècle, on fabrique de nombreuses chambres noires à lentille avec un miroir incliné à 45° pour redresser l’image et la projeter sur un verre dépoli placé sur la face supérieure. D’autres modifications permettent d’améliorer la netteté de l’image en faisant varier la distance de la lentille à l’écran (la face opposée au trou) ou encore en limitant la quantité de lumière entrant dans le dispositif à l’aide d’un diaphragme. Dès lors, les principes de l’optique tels que la propagation de la lumière, ses propriétés, les caractéristiques des lentilles et des miroirs… expliquant la formation des images et leur interprétation sont bien connus.

Les chambres noires occupent une place de plus en plus importante dans le monde de l’art ; elles influencent la vision des dessinateurs et des peintres et pourraient avoir marqué les œuvres de Vermeer bien qu’il n’existe aucun témoignage pertinent.
L’Encyclopédie de Diderot et d’Alembert reproduit sur deux gravures, à l’entrée « Dessin », deux modèles de chambres noires connus et utilisés tout au long du siècle.
La chambre noire est régulièrement utilisée dans l’enseignement académique des Beaux Arts pendant tous les XVIIIème et XIXème siècles.

Les deux gravures de l’Encyclopédie de Diderot et d’Alembert

C’est une chambre noire qui servira de point de départ à l’invention de la photographie.
En 1827, Nicéphore Nièpce arrive à fixer l’image qui se forme au fond de la chambre noire en recouvrant de bitume une plaque d’étain. Après une très longue exposition à la lumière, l’image est toujours invisible mais les zones touchées par les rayons du soleil deviennent solubles. Ainsi, après un décapage, la couche d’asphalte noire se détachait nettement de la surface claire de l’étain. Par la suite, l’invention a été améliorée grâce à l’association avec Daguerre qui produira la première photographie en 1839.

Article écrit par Mme Voreaux et M. Monnet

Quelques images

La camera obscura de Nicéphore Niépce

Daguerre, Boulevard du temple, 1839

Voici quelques photographies de la camera obscura fabriquée par vos professeurs, Mme Voreaux et M. Monnet

La camera de face avec sa lentille et son dispositif de mise au point

Camera de dos avec l’image inversée sur le côté opposé à la lentille

L’image inversée en gros plan

Le miroir incliné à 45°

La camera avec l’image redressée par le miroir à 45°

1 – Une lentille optique est un bloc transparent généralement de verre, limité par une ou deux surfaces sphériques, qui a la capacité de dévier des rayons lumineux. De tels dispositifs optiques sont fabriqués depuis -700 avant JC sous l’empire assyrien. Durant l’Antiquité, la propriété de certaines lentilles à démarrer un feu avait été reportée à de nombreuses reprises. Mais, leur utilisation se généralisa avec le développement des lunettes de vue, en Italie, au XIIIème siècle puis avec l’invention d’instruments optiques tels que le microscope (Z.Janssen – 1595), la lunette astronomique (Galilée – 1609) ou le télescope (I.Newton – 1671).

Une lentille