Étienne-Jules Marey

“ La physiologie de la vision, en expliquant la fonction de l’œil, a tracé les limites au delà desquelles cet organe cesse de nous fournir des notions exactes ; certains instruments d’optique, tels que le microscope, le télescope, le stéréoscope, construits en vue de nous donner des illusions sur le volume des corps, leur distance, leur forme et leur relief, ont complété l’éducation de la vue et nous ont appris à discerner les apparences de la réalité. ”

“ Un degré plus avancé de civilisation vit naître l’expression graphique. Non pas seulement cette admirable invention de l’écriture qui fixe sur la pierre ou sur le papier les signes conventionnels du langage, mais le graphique naturel : celui qui, à toutes les époques et chez tous les peuples, a représenté les objets de la même manière, qui nous permet de suivre sur les stèles d’Égypte les scènes d’une civilisation disparue. Cette représentation graphique, si elle s’appliquait à la représentation des idées comme à la figuration des objets, constituerait la véritable langue universelle. ”

“ Dans un train de chemin de fer, les causes d'accélération et de ralentissement agissant avec une extrême lenteur, la durée d'un tour de roue différera très-peu de celle du tour suivant, et ne pourra contenir aucune variation importante de la vitesse. De sorte que si chaque tour de roue du wagon, en provoquant le passage d'une dent du rouage, fait marcher le style inscripteur, on obtiendra par une série de saccades insensibles, plus ou moins précipitées suivant la vitesse du train, une courbe qui exprimera d'une manière fidèle l'espace parcouru à chaque instant. ”

“ Ainsi, non seulement les mouvements proprement dits peuvent s’inscrire sous forme de courbes, mais les variations d’une force, les pressions, les changements de température ou de tension électrique, et même les quantités de chaleur produites en un temps donné s’inscrivent de la même manière.
Une limite s’impose naturellement à la méthode que nous venons de décrire, c’est quand la force qui engendre le mouvement est incapable de surmonter la moindre résistance. J’ai montré, dans un cas de ce genre, les avantages de la photographie. ”

“ La photographie donne aisément la solution désirée.
Devant le champ noir absolu braquons un appareil photographique ouvert en permanence; la plaque, nous le savons, ne sera point impressionnée. Mais, au-devant de ce champ, lançons une boule de métal brillant, nous recueillerons sur la plaque sensible la trajectoire complète que cette boule a décrite dans l'espace. La plaque photographique conserve indéfiniment l'impression que notre rétine garde passagèrement quand un objet brillant est rapidement agité devant nos yeux. ”

“ Suivant que la révolution du disque sera un peu plus ou un peu moins rapide que celle de l'aile, on verra, dans la série des images, une succession différente des mouvements. Pour que la succession des attitudes de l'aile soit en sens direct, c'est-àdire dans l'ordre où ces mouvements s'effectuent dans le vol, il faut que la rotation du disque soit un peu plus lente que la révolution de l'aile de l'oiseau. Chaque nouvel éclairement de l'appareil rencontrera l'aile à une phase plus avancée de son parcours, et les images s'échelonneront sur la plaque dans l'ordre réel du mouvement. ”

“ Si l’on recherche la sincérité dans les descriptions scientifiques, c’est à la photographie qu’on doit recourir. Les dessins les plus soigneusement faits d’après nature, soit qu’il s’agisse de représenter l’aspect général d’un animal ou d’une plante, soit qu’on ait à figurer les éléments histologiques révélés par le microscope, sont toujours plus ou moins éloignés de la vérité. ”

“ Ainsi, quand le corps en mouvement est inaccessible, comme un astre dont on veut suivre le déplacement ; quand il exécute des mouvements en sens divers, ou d’une étendue si grande qu’ils ne puissent être inscrits directement sur une feuille de papier, la photographie supplée aux procédés mécaniques avec une très grande facilité : elle réduit l’amplitude du mouvement, ou bien elle l’amplifie à l’échelle la plus convenable. ”

“ La courbe inférieure représente les importations ; les inflexions qu’elle offre signifient que, chaque année, le total des importations avait une valeur différente ; il en est de même pour la ligne supérieure, qui exprime les variations des exportations. Dans la formation de l’une et l’autre courbe, à chaque année correspond une ordonnée d’une hauteur variable. Pour employer la comparaison de Playfair, c’est comme si des piles d’écus de hauteurs différentes étaient juxtaposées. ”

“ Le temps lui-même est soumis à ce genre d’expression. S’il est vrai, comme disent les empiriques, que le temps n’ait pas d’existence absolue, du moins il se manifeste à notre esprit par les phénomènes qu’il contient ; c’est ainsi qu’on le mesure par le nombre des retours successifs d’actes semblables entre eux : révolutions apparentes des astres, écoulements d’un sablier, oscillations d’un pendule, etc. Devenues nombres, les durées s’expriment en lignes et se comparent aisément les unes aux autres sous forme de longueurs. ”

“ Jusqu’ici l’analogie est parfaite ; mais nous ne sommes pas encore arrivés sur le terrain où la méthode graphique devient nécessaire. Pour connaître et mesurer ces forces à l’état statique, il suffit d’instruments que la science possède déjà : la balance, le manomètre, le thermomètre, l’électromètre, etc.
Si nous passons aux manifestations dynamiques de la force, l’analogie ne sera pas moins réelle, mais plus difficile à discerner, car la science didactique nous a, jusqu’ici, plutôt habitués à distinguer les uns des autres les différents phénomènes physiques qu’à les comparer entre eux. ”

“ Dégagée du préjugé de l’infaillibilité des sens et tenue en continuelle défiance contre les renseignements qu’ils fournissent, la science a cherché d’autres auxiliaires pour la conquête de la vérité ; elle les a trouvés dans les instruments de précision. Depuis longtemps elle possédait les moyens de mesurer avec exactitude les dimensions, le poids, la composition, en un mot l’état statique des corps de la nature ; elle commence à étudier les forces dans leur état dynamique. ”

“ En explorant le gonflement d'un muscle, on a une courbe si fidèle du mouvement qui se produit, que le tracé révèle par une ligne horizontale l'existence d'un obstacle absolu au raccourcissement musculaire. ”

“ Il en est de même pour les variations de la chaleur et de l’électricité ; pour les déterminer d’une manière précise, il faut savoir quelle a été la série des positions prises par le thermomètre ou l’électromètre aux divers instants de cette variation.
Les appareils inscripteurs tracent d’une manière continue cette relation de l’espace au temps qui est l’essence du mouvement. Si rapide ou si lent qu’il soit, le déplacement d’un corps peut être inscrit, qu’il s’agisse de l’énorme vitesse des projectiles de guerre ou de l’extrême lenteur de l’accroissement d’un végétal. ”

“ Quant au partage de la vitesse entre deux mobiles qui se choquent, elle n'est pas moins intéressante à étudier. Dans l'expérience précédente, les masses étant égales et l'élasticité des corps étant presque parfaite, la force vive passait presque tout entière de l'une à l'autre 1. Mais, au moyen de masses additionnelles qu'on fixe à l'un ou à l'autre des mobiles, par de fortes vis, on peut donner à l'un d'eux une masse double de l'autre; si le corps choquant est le plus lourd, les deux mobiles se mettent en marche avec des vitesses différentes. ”

“ Détermination graphique de la position d’un point ou d’une série de points sur un plan. — Le moyen que le géographe emploie pour exprimer la position des différents lieux du globe en les rapportant à deux degrés terrestres, l’un de latitude et l’autre de longitude, n’est autre que celui qu’emploie le géomètre quand il veut exprimer sur un plan les positions relatives de différents points les uns par rapport aux autres : il détermine la position de chaque point par rapport à deux lignes qui se coupent à angle droit et qu’on appelle coordonnées rectangulaires [5] . ”

“ Ces conditions remplies, le succès ne dépend plus que de l’intensité de la lumière qui éclaire le corps en mouvement, car de l’intensité de cette lumière dépend la brièveté des temps de pose et la netteté des images. Dans nos climats, l’extrême rareté d’une atmosphère pure et d’un soleil éclatant rend ces expériences assez difficiles, tandis qu’en d’autres pays elles donnent, à peu près chaque jour, d’excellents résultats. ”

“ Or, la photographie possède une merveilleuse aptitude à augmenter ou à réduire l’image d’un objet, tout en lui conservant ses proportions, de sorte que deux animaux de tailles très différentes peuvent être ramenés à deux figures égales dont toutes les parties sont représentées à la même échelle, de même que deux figures géométriquement semblables peuvent être ramenées à l’égalité et devenir superposables l’une à l’autre. ”

“ Dans le cas de mouvement uniforme, l'espace parcouru s'exprime par une ligne qui s'élève sans cesse d'une quantité égale pendant des temps égaux, tandis que la vitesse, étant constante, doit se traduire par une ligne qui exprime cette constance en gardant les mêmes rapports avec l'axe des ordonnées; ce sera donc une ligne horizontale. Plus la vitesse sera grande, plus le niveau de cette ligne sera élevé. Enfin, si la vitesse varie, l'élévation de la ligne variera et l'on aura une courbe qui exprimera, par ses élévations, que la vitesse augmente, et par ses abaissements, qu'elle diminue. ”

“ L’origine de cette méthode semble remonter aux belles expériences de Plateau sur la Stroboscopie. Quand un objet animé de mouvements périodiques très-rapides ne fournit à nos yeux que des images confuses, on donne à cet objet l’apparence de l’immobilité en ne le rendant visible qu’à des instants toujours les mêmes de sa révolution périodique. D’autres fois, on rend son mouvement apparent beaucoup plus lent. ”

“ Si l'on suppose, ce qui semble vraisemblable, que l'acte psychique soit le même entre une impression sensitive simple, quel que soit le sens auquel elle s'adresse, et la réaction motrice qui doit la signaler, comme le retard du signal sur l'excitation n'est pas le même suivant que cette excitation s'adresse à l'ouïe, à la vue ou au tact, on doit conclure que, pour une cause quelconque, la transmission entre l'organe impressionné et le sensorium n'est pas la même pour tous les genres de sensations. ”

“ Dans les expériences faites au moyen de l'odographe sur la translation des véhicules, la courbe des espaces parcourus s'inscrit sous l'influence d'échappements intermittents ; on vient de voir que celle des quantités de liquide versées s'inscrit avec le même appareil. Le transport plus rapide d'un véhicule, l'écoulement plus rapide d'un liquide sécrété, s'accompagneront tous deux du même effet : l'accélération de la marche du style inscripteur ; ces deux actes s'exprimeront tous deux, dans le tracé, par l'ascension plus rapide de la courbe. ”

“ Quand les observations sont mal prises, ou les expériences défectueuses, ou bien quand les faits rassemblés n’ont entre eux aucune relation commune, la courbe incohérente qui en ressort avertit qu’on a fait fausse route, et qu’il ne faut pas chercher plus longtemps des rapports simples qui n’existent pas. Ces premiers avantages de la représentation graphique suffiraient à la faire adopter comme un secours puissant dans les sciences expérimentales et dans celles d’observation. ”

“ Tous ces changements dans l’activité des forces, la méthode graphique les traduit sous une forme saisissante que l’on pourrait appeler le langage des phénomènes eux-mêmes, tant elle est supérieure à tous les autres modes d’expression. Il n’est pas douteux que l’expression graphique ne se substitue bientôt à toute autre, chaque fois qu’il s’agira de définir un mouvement ou un changement d’état, en un mot un phénomène quelconque. Né avant la science et n’étant pas fait pour elle, le langage est souvent impropre à exprimer des mesures exactes, des rapports bien définis. ”

“ On en peut dire autant d’une foule de notions de physique ou de mécanique, comme la pesanteur de l’air, la discontinuité des sons et de la lumière, etc. Les sensations de froid ou de chaud que nous fournit le tact n’ont plus la signification absolue qu’on leur attribuait autrefois ; elles ne sont plus, pour personne, que des appréciations purement relatives et souvent trompeuses de la température des corps. ”

“ On conçoit, en effet, que l’appareil photographique puisse être ouvert en face d’un écran noir sans que la plaque en reçoive d’impression. À un moment donné, faisons apparaître devant un point de cet écran un homme vêtu de blanc et fortement éclairé ; une image se produira sur la glace. Fermons alors l’appareil et plaçons l’homme devant l’écran, mais en un autre endroit ; une autre image pourra être produite encore sans se confondre avec la première, car le déplacement de l’homme aura amené son image en un endroit de la plaque où la lumière n’a pas encore agi. ”

“ La Troisième partie est relative à l’inscription des forces. Sous ces trois aspects principaux, travail mécanique, chaleur, électricité, la force produit des manifestations analogues : elle se montre tantôt à l’état statique, tantôt à l’état dynamique. Ainsi, l’action de la pesanteur, la force élastique d’un gaz ou d’un ressort tendu représentent la force mécanique à l’état statique, autrement dit en tension. La température d’un corps qui ne s’échauffe ni ne se refroidit, c’est l’état statique de la chaleur. ”

“ Elle montre enfin que si le point d'application d'une force n'avait pas de masse appréciable, la vitesse serait infinie; mais comme il n'existe pas de corps sans masse, et comme tout mouvement matériel s'accompagne toujours d une certaine résistance d'inertie, cette instantanéité parfaite n'est qu'un type idéal dont les mouvements matériels s'approchent plus ou moins sans jamais l'atteindre. ”

“ Pour bien montrer que les courbes de mouvements s’étendent à toutes les vitesses possibles, nous allons rapprocher de l’exemple précédent le cas d’un mouvement tellement lent qu’on ne le saurait saisir que par des observations très-éloignées les unes des autres. L’accroissement des enfants est étudié en France, avec beaucoup de soin depuis une vingtaine d’années, et l’on constate aisément que sur ces petits êtres l’état de santé ou de maladie, l’influence d’un bon ou d’un mauvais régime, se traduisent par des accélérations ou des ralentissements de la croissance. ”

“ Il est encore un autre moyen de recueillir le mouvement d'un muscle : il consiste à prendre, comme force motrice appliquée au levier du myographe, non plus le raccourcissement, mais le gonflement de l'organe. Il est bien reconnu aujourd'hui que tout raccourcissement musculaire s'accompagne d'un gonflement correspondant, car le muscle ne fait que changer de forme, et garde, sensiblement du moins, la même densité, qu'il soit en contraction ou en relâchement. ”

“ La rapidité plus ou moins grande de ces déplacements répond à celle de la variation elle-même.
Il est donc très-important de savoir apprécier un mouvement avec précision, puisque cela conduit à la connaissance de beaucoup d’autres phénomènes. Or, la méthode graphique est seule capable d’apporter de la précision dans une pareille mesure.
Tout mouvement est le produit de deux facteurs : le temps et l’espace ; connaître le mouvement d’un corps, c’est connaître la série des positions qu’il a occupées dans l’espace à une série d’instants successifs. ”