Photographie

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Contexte

Une photographie est une image produite par une réaction photochimique qui enregistre l'impression de la lumière sur une surface recouverte d'atomes d'argent. La réaction est possible en raison des propriétés photosensibles des cristaux d'halogénure d'argent. En 1556, l'alchimiste Fabricius fut le premier à découvrir que la lumière pouvait réagir photochimiquement avec ces cristaux pour changer les ions argent (Ag+) en argent élémentaire (AgO). Au fur et à mesure que la réaction progresse, les atomes d'argent forment des amas suffisamment grands pour diffuser la lumière et produire des couleurs selon un motif identique à celui de la source lumineuse d'origine. La photographie utilise ce principe chimique pour enregistrer des images en couleur et en noir et blanc. La chimie des sels d'argent reste la méthode préférée pour enregistrer des images de haute qualité, malgré les progrès des technologies électroniques et de l'imagerie numérique.

L'un des premiers chercheurs à produire des images photographiques en utilisant la chimie des halogénures d'argent était Schultze. Dès 1727, il a formé des images d'argent métallique en faisant d'abord réagir des solutions de nitrate d'argent et de craie blanche, puis en exposant ces solutions à la lumière à travers des pochoirs. Le travail de Schultze a été amélioré grâce aux efforts de Louis Jacques Mandé Daguerre qui, en 1837, a développé un procédé d'impression d'images sur une plaque de cuivre enduite d'argent. Ce type d'image imprimée, appelé daguerréotype en l'honneur de son principal inventeur, est obtenu en polissant et en nettoyant une plaque de cuivre recouverte d'argent, puis en faisant réagir la couche d'argent avec des vapeurs d'iode pour former de l'iodure d'argent sensible à la lumière. La plaque revêtue d'iodure d'argent est ensuite exposée à la lumière à travers l'optique d'une caméra qui projette et focalise une image sur la plaque. Dans la réaction qui s'ensuit, les ions argent sont réduits en argent métal. Enfin, la plaque est traitée au mercure pour produire un amalgame. Dans ce type d'impression, les zones de la plaque exposées à la lumière apparaissent blanches et les zones non exposées restent sombres. Le problème avec cette méthode était qu'elle nécessitait des temps d'exposition longs car l'intensité de l'image dépend uniquement de la force de la lumière formant l'image.

En 1841, William Henry Fox Talbot a surmonté ce problème en développant une méthode plus rapide qui ne dépendait pas entièrement de la lumière réfléchie pour produire l'image. Il a découvert que l'halogénure d'argent pouvait être exposé de manière à produire une image latente préliminaire qui ne nécessitait qu'une faible quantité de lumière. Cette image latente pourrait ensuite être mise à réagir, sans lumière supplémentaire, pour produire une image finale. En utilisant cette technique, connue sous le nom de calotypage, Talbot a été l'un des premiers à produire des images en tons continus. Malheureusement, ces premières images n'étaient pas stables et se sont assombries avec le temps. Heureusement, à peu près au même moment où Talbot faisait son travail, John Frederick William Herschel découvrit un moyen de stabiliser les images. Son processus, connu sous le nom de fixation, convertit chimiquement l'halogénure d'argent non exposé en thiosulfate d'argent, qui peut facilement être éliminé de l'image par lavage.

La prochaine avancée majeure de la photographie est venue avec la découverte que certains matériaux pouvaient améliorer la sensibilité avec laquelle les images latentes sont formées. Cette amélioration est obtenue en enduisant les cristaux d'halogénure d'argent d'agents chimiques, tels que le soufre et l'or, qui augmentent la sensibilité à la lumière des cristaux. La gélatine, qui a été utilisée pendant des années comme agent de revêtement photographique, s'est avérée être un support efficace pour ces matériaux photosensibles. En 1888, George Eastman, qui a été le pionnier du développement de films modernes, a enduit des cristaux d'halogénure d'argent dispersés dans de la gélatine sur des feuilles de celluloïd. L'année suivante, Eastman vendait dans le commerce des rouleaux de films préparés en dissolvant de la nitrocellulose avec du camphre et de l'acétate d'amyle dans une solution de méthanol. Au siècle dernier, le traitement des films et l'équipement photographique se sont considérablement améliorés, mais ces mêmes principes de base sont toujours utilisés pour faire des photographies aujourd'hui.

Matières premières

Films

Le film moderne est fabriqué en enduisant des ingrédients sensibles à la lumière sur une surface en plastique flexible. Il s'agit d'un processus compliqué car un rouleau de film typique peut contenir jusqu'à 15 couches différentes. La première étape du processus consiste à faire croître des cristaux d'halogénure d'argent microscopiques à partir de nitrate d'argent et d'ions halogénure. Une fois que les cristaux ont poussé en solution jusqu'à une certaine taille minimale, ils sont séparés et mélangés dans une base de gélatine. Ce mélange est lavé pour éliminer les ions sodium, potassium et nitrate et l'émulsion d'halogénure d'argent/gélatine résultante est refroidie et laissée à gélifier. Cette émulsion est à la fois sensible à la lumière et à la température et doit être soigneusement conservée. L'émulsion est ensuite fondue et les grains d'argent sont recouverts d'agents chimiques pour améliorer la sensibilité à certaines longueurs d'onde de la lumière. Sous sa forme fondue, l'émulsion est appliquée sur une structure de support, généralement un film polymère. Le film original utilisé par Eastman était fabriqué à partir de nitrate de cellulose et était extrêmement inflammable. Les films modernes utilisent des matériaux à base de solvants, comme le triacétate de cellulose, et des matériaux extrudés, comme le téréphtalate de polyéthylène. Ces plastiques sont plus sûrs, plus résistants et plus stables chimiquement. Comme alternative au film plastique, le papier couché est utilisé pour certaines photographies spécialisées.

Un exemple de photographie daguerréotype. (Des collections de Henry Ford Mvseum &Greenfield Village, Dearborn, Michigan.)

Le daguerréotype était la première photographie commerciale disponible pour les Américains. Nommé d'après le français Louis Daguerre, qui a perfectionné ce procédé photographique en 1837, le daguerréotype a été produit directement sur métal enduit sans négatif.

Le daguerréotype a été facilement fabriqué au milieu des années 1800. Les plaques photographiques étaient en cuivre recouvert d'argent, polies avec de la flanelle et de la pierre pourri, emmenées dans la chambre noire pour être sensibilisées (enduites de fines couches de brome et d'iode). La plaque revêtue a ensuite été placée dans un support de plaque et exposée dans une caméra. La plaque a été développée dans une chambre noire placée face vers le bas dans un récipient rempli de mercure à environ 120°F (48°C). Ensuite, la plaque a été fixée en la lavant avec une solution d'hyposulfite de soude, en éliminant l'iode et le bromure restants. La plaque a été lavée et dorée ou tonifiée (certaines ont été teintées à la main avec de la couleur) pour cette image exquise.

Après 160 ans, le daguerréotype reste inégalé pour sa clarté et sa précision d'image. Certains prétendaient que l'on pouvait compter les cheveux sur la tête du sujet, tandis que d'autres se plaignaient que le daguerréotype révélait de manière peu flatteuse chaque rides et ridules. Ce daguerréotype a probablement été commandé par une mère afin de se souvenir de sa fille et de son fils bien-aimés juste avant la guerre civile. D'autres ont capturé des maisons, des fermes, des frères et sœurs, des ouvriers, des politiciens célèbres, des enfants vivants et décédés, et même des prostituées légèrement vêtues dans ces premières photographies victoriennes.

Nancy EV Bryk

Une méthode courante pour revêtir ces films plastiques consiste à les plonger dans une auge ou un plateau contenant l'émulsion fondue. Au fur et à mesure que le film sort de l'auge, l'excès de liquide est éliminé par un couteau ou des jets d'air. Une autre méthode d'enrobage fait passer le film sous une trémie remplie d'émulsion. Au passage du film sous la trémie, l'émulsion est distribuée sur le film. Après enduction, l'émulsion est étalée uniformément sur le film avec des rouleaux et est transportée vers une chambre de refroidissement où l'émulsion se gélifie. Enfin, le film est envoyé dans une enceinte chauffée qui sèche et durcit l'émulsion. Plusieurs couches peuvent être appliquées sur le film de cette manière et des revêtements spécifiques peuvent être ajoutés afin de contrôler la manière dont la lumière est réfléchie/absorbée. Les additifs utilisés à cette fin comprennent de petites particules de carbone, des colorants ou de l'argent colloïdal. La dernière couche est une surcouche de gélatine, qui scelle le film et maintient les couches inférieures en place. En général, plus les couches de l'émulsion sont épaisses et plus les cristaux d'argent sont gros, plus l'image est sensible à la lumière. La sensibilité à la lumière est évaluée par un nombre connu sous le nom de notation ASA (American Standards Association). Une note ASA faible signifie que plus de lumière est nécessaire pour enregistrer une image; un nombre plus élevé signifie qu'il en faut moins. Par exemple, un film avec une valeur ASA de 100 (communément appelé film de vitesse 100) est destiné à être utilisé en plein soleil ou avec un flash. Les films plus rapides, tels que 200 ou 400, conviennent mieux aux photos prises à l'intérieur ou par temps couvert.

Après la fabrication, le film est généralement enroulé sur des bobines et emballé dans des conteneurs étanches à la lumière. Ces conteneurs sont conçus pour être ouverts et chargés dans l'appareil photo sans exposer le film à la lumière.

Développement et impression de supports

Les produits chimiques utilisés pour le développement sont conçus pour faire croître les atomes d'argent microscopiques en centres d'argent suffisamment gros pour être visibles à l'œil nu. Ces solutions de développement sont composées d'agents réducteurs, d'agents de retenue et de conservateurs. L'hydroquinone est un agent réducteur couramment utilisé pour les films en noir et blanc. Les ions bromure sont couramment utilisés comme dispositifs de retenue, qui déplacent la réaction dans la direction opposée. Des conservateurs sont ajoutés au mélange pour éviter une oxydation prématurée. Le sulfite de sodium est généralement utilisé à cet égard.

L'impression d'images nécessite un papier spécial, qui est enduit de matériaux photosensibles. Ce papier est disponible en différentes qualités, qui varient en douceur et en brillance. L'impression nécessite également un agrandisseur pour augmenter la taille de l'image et des solutions de développement et de tonification, qui aident à contrôler son intensité et sa couleur. En plus des matériaux décrits ci-dessus, les opérations de développement et d'impression nécessitent une variété d'équipements tels que des plateaux, des verres à mesurer, des thermomètres, des tamis de séchage, des minuteries, des seaux de mélange et des pales d'agitation et des coupe-papier.

Le processus de fabrication

La réalisation d'une photographie comporte trois étapes clés :l'exposition du film à la lumière, le développement de l'image et l'impression de la photographie. Bien qu'il existe d'autres types de films photographiques, tels que les films polaroïd et diapositives, et d'autres supports dans lesquels développer des photographies, tels que les films et les images numériques, le processus général de développement d'un film 35 mm en tirages photographiques est discuté ici.

Exposition

• 1 Une fois le film chargé dans l'appareil photo, il est prêt à être exposé. L'optique de la caméra focalise une image à travers l'objectif et sur les grains d'émulsion. L'appareil photo contrôle la lumière grâce à une combinaison de la taille de l'ouverture de l'objectif (l'ouverture) et de la durée pendant laquelle l'ouverture reste ouverte (la vitesse d'obturation). Une grande variété d'effets d'exposition peut être obtenue en faisant varier ces deux facteurs. La réaction entre l'émulsion et la lumière forme une image latente sur le film. La distance focale de l'objectif de la caméra détermine le grossissement de l'image latente, tandis que la pénétration de la lumière dans le film dépend de la combinaison de l'optique de l'objectif et des propriétés chimiques du film. L'image formée est un négatif, c'est-à-dire qu'elle est à l'opposé de la façon dont elle est vue par l'œil. Autrement dit, les zones touchées par la lumière sont sombres et les zones non exposées apparaissent claires.

Développement

• 2 Après l'exposition, le film est généralement retiré de l'appareil photo pour le développement, cependant, il existe des appareils photo Polaroid spéciaux qui utilisent un film spécial à développement automatique. Ce film est unique en ce qu'il a la capacité de créer une photographie en une minute environ sans aucun traitement de développement supplémentaire. Cependant, les images produites avec ce film sont de moins bonne qualité que celles réalisées avec un film 35 mm standard. Un film ordinaire doit passer par un processus de développement complexe pour produire une image. Ce processus consiste à placer le film dans un bain de développement chimique pour améliorer la latence Une fois retiré d'un appareil photo, le film exposé est immergé dans un réservoir contenant une solution de produits chimiques de développement. Cette solution réagit avec les zones exposées du film pour amplifier les impressions lumineuses de l'image latente. Une fois cette étape terminée, la solution est déversée et un bain de traitement d'arrêt constitué d'acide acétique dilué est ajouté dans la cuve pour éviter que le film ne se développe trop. Une fois le développement arrêté, un fixateur peut être ajouté pour verrouiller l'image. Le négatif fini peut alors être lavé et rincé. La bobine est ensuite retirée du réservoir et les négatifs frais sont suspendus pour sécher. image. Cette étape produit une image négative, qui peut ensuite être utilisée pour imprimer une image finale.

  Lorsque le film est retiré de l'appareil photo et sorti de son boîtier de protection, il faut être prudent car les zones non exposées sont toujours sensibles à la lumière. Le film est manipulé dans des chambres noires spéciales, qui sont éclairées par une lumière rouge sûre qui n'affecte pas le film. Une fois à l'intérieur de la chambre noire, le film est retiré de sa cartouche, enroulé sur une bobine et stocké dans un récipient en plastique pour le protéger de la lumière et des dommages physiques. Le film peut ensuite être immergé dans un réservoir contenant une solution des produits chimiques de développement décrits ci-dessus. Cette solution réagit avec les zones exposées du film pour amplifier les impressions lumineuses de l'image latente. Ce processus produit des résultats variables selon le type et la température de la solution de développement utilisée et le niveau d'exposition d'origine à la lumière. Une fois cette étape terminée, la solution est déversée et un bain de traitement d'arrêt constitué d'acide acétique dilué est ajouté dans la cuve pour éviter que le film ne se développe trop. Une fois le développement arrêté, un fixateur peut être ajouté pour verrouiller l'image. Le négatif fini peut alors être lavé et rincé. La bobine est ensuite retirée du réservoir et les négatifs frais sont suspendus pour sécher.

Impression

• 3 L'impression est le processus de production d'une image finale à partir d'un négatif. Si la photographie est l'art de prendre une photo, l'impression est la science de faire une image. L'impression nécessite de la lumière, un négatif et du papier d'impression. La source lumineuse est un agrandisseur, qui utilise une lentille pour focaliser la lumière à travers le négatif et la projeter sur du papier sensible à la lumière. L'image positive sur ce papier est ensuite développée d'une manière similaire à celle décrite ci-dessus pour le développement de négatifs. Enfin, l'impression peut être montée sur du carton ou un autre support. Les réimpressions (tirages supplémentaires de la même image) peuvent être facilement produites de la même manière à partir du négatif original ou d'un tirage généré précédemment.

Contrôle qualité

Le contrôle de la qualité est un élément critique du processus photographique. Pendant la production du film, les revêtements en émulsion doivent être exempts de traînées et d'épaisseur très uniforme pour donner un film de qualité. La chimie est extrêmement compliquée et est conçue pour garantir un film de haute qualité. Divers tests sont utilisés à chaque étape du processus de production de film pour garantir que le produit fini est exempt de défauts. Des précautions similaires doivent être prises pendant les processus de développement et d'impression pour garantir la qualité de l'image. Les principaux sujets de préoccupation sont liés aux concentrations appropriées de produits chimiques ainsi qu'à la durée et à la température utilisées dans les réservoirs de développement. Si les solutions ne sont pas à la bonne concentration, la photographie négative ou imprimée peut être sur ou sous-traitée, entraînant des images fantômes ou des zones surexposées. Pendant le traitement, les solutions de développement doivent être maintenues à moins de 5° F (-15° C) ou l'émulsion et le film peuvent se dilater ou se contracter et produire des motifs indésirables sur l'image.

Le futur

Bien que la photographie soit une technologie mature, des progrès continuent d'être réalisés dans la façon dont les photos sont prises. Par exemple, Kodak a récemment introduit une alternative à base de cartouche au film 35 mm. Ce système permet de prendre des photos de différents formats avec le même appareil photo, qu'il s'agisse de tirages panoramiques ou réguliers. Des améliorations continuent également d'être apportées aux processus automatisés utilisés pour développer des images et ont conduit à la disponibilité d'installations de traitement de photos d'une heure. Le véritable avenir de la photographie réside peut-être dans le domaine de l'imagerie numérique, une technologie informatique qui produit des images par voie électronique. À l'avenir, il est probable que les méthodes de capture et d'impression d'images numériques puissent rivaliser avec la qualité des impressions chimiques. De plus, la photographie informatique offre des résultats quasi instantanés et la possibilité de manipuler l'apparence des images.