Caméra de Cinéma.

- Mécanisme fonctionnel à croix de malte -

Quelques vidéos de démonstration du fonctionnement de l'appareil se trouvent en fin de page.

Cette caméra de mon entière conception et fabrication, capable de faire des films cinéma sur péllicule 35mm et de les projeter sur un écran, à toute les apparences externes du Cinématographe lumière. Cependant, le mécanisme interne est tout autre.
Dans les projecteurs de cinéma en salle actuels, l'organe d'entrainement intermitent du film se trouve être une croix de Malte... c'est ceci même que j'ai utilisé dans ma caméra. Pour ceux qui lisent ces quelques lignes et qui se demandent encore de quoi je parle, nous allons démonter en partie cet appareil afin d'en comprendre le principe.

Ma passion pour les techniques Cinématographiques m'a poussé à imaginer un appareil capable de filmer des scènes réèlles comme n'importe quelle caméra de cinéma, mais munie uniquement des organes les plus essentiels. A savoir : un dispositif d'entrainement intermitent du film et un obturateur.

Petit rappel du principe du cinéma :

Pour prendre des vues animées réèlles, il nous faut un mécanisme capable de faire plusieurs photographies fixes par seconde. En effet, la vision de l'animation sur un écran est possible grâce au défillement succéssif et régulier d'images fixes et ayant une continuité logique entre-elles. Certains pensent que c'est la vitesse de défilement qui rend l'animation de l'image possible. Et bien non ! C'est UNIQUEMENT la relation de continuité logique qu'il peut y avoir entre les images qui donnent l'illusion du mouvement !
Exemple :
lorsque vous regardez les scènes d'une bande déssinée sans texte, vous passez d'une scène à la suivante le temps d'avoir regardé l'image, et ceci en une ou plusieurs secondes pour chaque image. Lorsque vous arrivez à la fin, vous avez tout compris à l'histoire car la scène à été decoupée en seulement quelques images au point stratégiques, les plus éxpressifs visuelement. Votre esprit a inconsciement lié les images les unes aux autre de façon logique car elles vous ont été soumises dans l'ordre logique. Le cinéma fonctionne de la même façon à la différence que l'on vous soummet un plus grand nombre d'image par seconde de façon à rendre la scène plus réèlle. Ainsi, nous pourrions vous passer un film constitué d'une image par seconde et vous comprendriez tout à l'histoire... seulement les saccades ne seraient pas très agréables... En fait il y'a un seuil d'acceptation. Dans le cas d'une bande déssinée, on vous laisse le temps de décrypter les images de façon à les lier. c'est votre annalyse reflechie qui fait tout le travail de liaison. si l'on vous passe un film à raison d'une image par seconde, on arrive dans une vision non reflechie des images qui défilent une par une devant les yeux, nous n'avons plus le temps de les lire en détail. Nous comprenons toujours l'histoire cependant nous somme genés par la vitesse qui n'est pas assez rapide pour basculer dans l'annalyse visuelle simple du mouvement et trop rapide pour l'annalyse reflechie de liaison. Lorsque nous augmentons progressivement le nombre d'images intermédiaires entre les images clées, l'annalyse visuelle simple prend le dessus et notre cerveau s'attachera simplement à se laisser porter par le mouvement devenant de plus en plus fluide.
Pas trop compliqué ? =o)

Ainsi ma caméra ne fonctionne pas à 24 images par seconde mais seulement à 8 images par seconde. Les saccades restent perceptibles mais nous sommes au dessus de la limite d' acceptation dont j'ai parlé ci-dessus. Le mouvement est bien réèl.

Passons à présent à l'observation proprement dite du mécanisme à croix de Malte.

Tout d'abord, voici l'appareil, d'un poids de 2Kg800 et de dimensions de 19cm de coté, à peu pres terminé. Je dis à peu pres, car le corps de la caméra, en bois, à été fait un peu rapidement. On peut constater quelques petites choses un peu trop "bricolées"... Je compte le fignoler par la suite.
Nous pouvons déjà nous aperçevoir que la caméra a de forts airs de ressemblance avec le cinématographe Lumière. Je n'y suis presque pour rien car je n'ai fait "qu'emballer" le mécanisme, et nous comprendrons pourquoi cette ressemblance par la suite, à la vue de celui-ci.
A la différence de l'appareil Lumière qui offrait sa manivelle au dos, le mien présente la manivelle d'entrainement sur le coté droit.

Voyons maintenant les différents organes externes de la caméra.

Le petit compartiment supérieur est en fait le magasin débiteur du film vierge qui peut contenir à peut pres 20 mètres de péllicule soit un peu plus de 2 minutes de projection continue à raison de 8 images par seconde. Ce magasin est amovible pour des raisons pratiques de chargement du film à l'interieur. Il vient tout simplement ce cliquer à son emplacement destiné, au dessus de l'appareil. Deux fentes assurent le passage de la péllicule.

Ci-dessus et ci-contre, la partie optique de l'appareil constituée d'une petite plaquette en bois dans laquelle j'ai collé une lentille d'appareil photographique jetable qui a la particularité d'offrir souvent un angle de champs plutot elevé de l'ordre de 35mm en 24x36. Cet angle, au format 18x24 d'une image Ciné offre à peu pres un angle équivalent au 50mm en 24x36.

J'ai également collé sur cette lentille, un petit diaphragme fixe, de petite ouverture de façon à obtenir une grande profondeur de champs permanente. Evidement je perds en luminosité mais je ne compte pas tourner à la lueur d'une bougie !

Voilà pour le corps de l'appareil ainsi que les divers organes externes. Notons que j'ai prévu une manivelle amovible de façon à pouvoir la désolidariser du mécanisme interne lors du retrait de celui-ci de la carcasse en bois. Un deuxième magasin à été fabriqué, ainsi apres avoir été chargé, il peut être manipulé à la lumière du jour pour être installé sur la caméra sans risque pour le film lorsque le premier magasin à été épuisé. Une amorce d'une vingtaine de centimètres sera alors sacrifiée en plein jour, au chargement du mécanisme interne (c'est peu, non ?).

Voyons à présent ce qui nous interesse vraiment : le mécansime.

Voici une série de photographies où vous pourrez voir, après ouverture de la porte avant, le mécanisme équipé ou non des obturateurs soit de prise de vue (1) soit de projection (2 et 3) soit sans obturateur (4 et 5). Sur les photos 3 et 5, vous pourrez voir que la porte arrière s'ouvre également de façon à recevoir une source lumineuse qui servira à la projection des images sur écran.

Nous allons à présent sortir le mécanisme du corps de la caméra de façon à pouvoir en faire le tour plus facilement. J'ai conçu l'appareil de façon à pouvoir en retirer le mécanisme d'un seul bloc, seulement en agissant sur les deux vis que l'on peut voir sous l'appareil, sur la photographie.

Notez la fente entre les deux vis qui est en fait destinée à faire passer la pellicule impressionnée hors de l'appareil, directement dans un sac obscur. En effet, il n'y a pas de magasin récepteur où le film vient s'enrouler. Celui-ci tombe directement dans un petit sac noir ou boite en carton noir collé sous l'appareil. (le premier prototype du Cinématographe Lumière était également fait ainsi).

Nous pouvons donc déjà deviner le trajet que va emprunter la péllicule.

Le mécanisme étant désolidarisé, il est maintenant glissé vers l'avant de l'appareil, puis sortit. J'ai au préalable, retiré l'obturateur de son arbre que l'on peut voir sur la photo.

nous allons pouvoir à présent tourner autour de cette micro-mécanique totalement réalisée en aluminium, afin d'en comprendre le fonctionnement très simple mais ô combien astucieux.

Sur les photographies ci-dessous, le mécanisme degagé, avec et sans obturateur (de projection).

Rapprochons nous un peu de la partie mécanique de l'appareil afin de l'observer dans un premier temps dans son ensemble.

Il y'a très peu d'éléments, mais ceci suffit parfaitement à faire du cinéma.

Essayer de visualiser d'abord le fonctionnement de l'entrainement intermitent, ensuite nous verrons la partie obturateur. =o)

C'est bon ? Voyons ça en maintenant détail...

Interessons nous d'abord à cette notion d'entrainement intermitent. En effet pour soummettre à nos yeux uniquement des images fixes et parfaitement stabilisée durant un laps de temps de façon très rapide et régulière, il éxiste ce que l'on appelle la Croix de Malte (Cette petite pièce en forme de croix dans la partie gauche en bas de la photographie). Observez sa forme particulière... A cette croix, est lié étroitement un tambour rotatif (en haut à droite) muni d'un petit taquet. Lorsque ce tambour entrera en rotation, son petit taquet va entrer dans la fente de la croix de malte et imprimer à celle-ci à son tour une rotation de 90° qui sera stopée par la tranche suivante du tambour en rotation. Si le tambour continue sa rotation, le taquet entrera dans la deuxième fente et fera tourner la croix de malte une nouvelle fois de 90° pour se stabiliser encore... et ainsi de suite. Lorsque nous regardons alors cette croix de Malte en mouvement, nous pouvons donc facilement nous aperçevoir qu'elle avance par quart de tour entrecoupé de temps de pose d'une façon régulière.

Nous allons donc nous servir de ce mouvement de rotation intermitent. En effet, sur l'axe de la croix de Malte, j'ai placé une petite roue munie de 16 dents sur toute sa circonférence. Pourquoi 16 dents ?
Le pas d'avance d'une image sur film 35mm est de 19mm. Dans ces 19mm sont répartis 4 pérforations. Nous avons donc toujours 4 pérforations par image. Comme la croix de Malte imprime 4 rotations de 90° par tour à cette roue dentée, il nous faut donc 4x4=16 dents pour respecter le pas d'avance du film à l'infini.

Tout le monde à suivi ?

Dans les vidéos en fin de page, vous comprendrez mieux le principe appliqué à la péllicule.
Sur la photo de droite, on peut voir en gros plan cette fameuse roue dentée. Nous pouvons d'ailleur voir dans ce mécanisme, qu'il y'a toujours 2 dents engagées dans les pérforations en permanence. J'ai rajouté un petit galet presseur en caoutchouc afin de maintenir également en permanence le film contre cette roue dentée. Dans mon appareil, le film défile véritcalement sans aucune boucle du début à la fin, il fallait donc que le film soit maintenu au maximum contre cette roue dentée afin de limiter le risque de saute.

Passons à présent dérrière le mécanisme pour en observer les divers éléments. A l'extrême droite, nous pouvons voir un grand engrenage (usiné à la scie et à la lime !!!) de 48 dents que la manivelle va faire entrer en rotation. Cet engrenage va en faire tourner un deuxième de 12 dents directement lié à l'axe du tambour de la croix de Malte. Ainsi nous avons un rapport de 1:4 en multiplication. Lorsque je fais un tour de manivelle, la croix de malte effectuera 4 rotations de 90°. Ainsi, comme je l'ai précisé en haut de page, ma caméra est conçue pour tourner à 8 images par seconde, il me faudra donc faire 2 tours de manivelle par seconde ! Ce rythme est le plus facile à entretenir de façon régulière. Dans le Cinématographe Lumière, le rapport de multiplication étant de 1:8, il fallait donc faire également 2 tours de manivelle pour tourner à 16 images par seconde. Evidement, rien n'empeche de faire 3 ou 4 tours par seconde, ce qui fera tourner la caméra à 12 ou 16 images par seconde. L'animation à l'écran sera plus fluide mais plus on augmente le nombre de tours de manivelle par seconde et plus la cadence est difficile à maintenir régulière.

Observons maintenant la partie obturateur. Avant cela, notons que j'ai placé sur l'axe du tambour de la croix de Malte, un volant d'inertie. Son rôle est de donner de la force à la rotation de l'axe de façon à en optimiser la fluidité.

L'obturateur, quant à lui, est d'une simplicité enfantine mais capitale. En effet à la prise de vue si nous nous contentions du mécanisme d'entrainement intermitent seul, nous aurions de gros problèmes de flou. En prise de vue réèlle, nous devons prendre plusieurs photographies fixes par seconde.

Seulement, il faut bien substituer le morceau de péllicule impressionné au morceau de péllicule vierge suivant... Et ceci sous-entends un mouvement du film. Si le film justement est toujours exposé à la lumière de l'objectif, lorsqu'il va se mouvoir, il enregistrera toujours cette lumière ! Nous aurons donc une image en partie floue verticalement ! Il faut de ce fait imaginer un dispositif parfaitement synchronisé avec le mouvement d'avance intermitent, capable d'empecher la lumière d'impressionner le film durant ce temps de mouvement de la péllicule. C'est le rôle de l'obturateur, qui comme son nom l'indique, viendra obturer l'objectif durant le temps d'avance du film. Ici j'ai placé sur l'axe du tambour de la croix de malte, un petit pignon cônique qui entraine un deuxième pignon cônique identique au premier, à 45°. Sur ce deuxième pignon, un axe va imprimer le mouvement de rotation à l'obturateur se trouvant à l'avant du mécanisme. Ainsi le tout est prafaitement synchronisé. Lorsque le tambour effectuera un tour, la croix de Malte aura effectué un cycle "avance du film/stabilisation" et l'obturateur aura fait un tour "obturation/non-obturation".

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Voilà, nous venons de découvrir les deux éléments principaux d'une caméra ou d'un projecteur de cinéma. Sur les quelques photos suivantes, l'appareil chargé avec un film, muni ou non de l'obturateur de projection ou de prise de vue.

Je parle depuis le début d'obturateur de prise de vue et de projection... "mais c'est quoi la différence ???!!"

En effet à la prise de vue nous utilisons des obturateurs à une seule ouverture et qui est souvent variable... c'est la largeur de cette unique ouverture justement qui va determiner le temps d'éxposition de la péllicule suivant l'ouverture du diaphragme car la vitesse de rotation de cet obturateur est constante dans la majorité des cas.

En revanche, à la projection, nous désirons un maximum de lumière dans un premier temps. C'est pourquoi nous allons réduire la pale d'obturation à son maximum, c'est à dire la laisser juste de quoi masquer le mouvement intermitent de la péllicule. Nous pourrions ainsi nous contenter d'une seule grande ouverture dans l'obturateur. A huit images par seconde à la projection, si notre obturateur n'avait qu'une seule ouverture, notre oeil si sensible au contrast serait gené par le scintillement de l'obturation, ainsi il est coutume de multiplier par deux voire trois l'obturation par image en multipliant le nombre de pales. De cette façon votre oeil ne recevra non seulement plus huit image par seconde dans le cas présent, mais seize ou vingt-quatre ! Ainsi nous allons perdre en luminosité mais nous allons gagner en confort visuel ! Alors imaginez à présent dans un projecteur de salle courant où la cadence est de 24 images par seconde muni d'un obturateur 2 pales, et bien votre oeil va recevoir 48 images par secondes... le scintillement sera imperceptible.

Avant quelques vidéos, voici un morceau de négatif d'une dizaine de secondes dans sa longueur totale, obtenu avec cette caméra, et un tirage par contact de ce négatif, car je n'ai pas encore eu le temps de faire des séquences plus longues et projetables. Mais ça viendra et tout ceci sera évidement disponible sur ce site...

Ce premier essai à été effectué sur du du film noir et blanc agfa Gevaert perimé depuis 1970, d'où le gris assez prononcé du négatif, developé dans de la chimie pour papier photo à température beaucoup trop elevée, dans un temps absolument inconnu... (je suis fou oui)

Le sujet filmé se trouve être mon père à qui j'ai demandé simplement de marcher en faisant des allers et retours devant la caméra pendant que je tournais la manivelle magique dans ce petit "clac clac clac" merveilleux de la croix de malte. On peux donc en tirer la conclusion que j'arrive à entrainer mon entourage dans la folie ! =o)

Voici enfin quelques vidéos où vous verrez le mécanisme en fonction. Dans les premières, la vitesse est volontairement très lente afin que l'on puisse bien observer le mouvement de toutes les pièces sous plusieurs angles. Dans la dernière, une toute petite séquence de quelques secondes d'une publicité pour Gervais qui passe je crois encore en salle... L'image étant très petite et lue à une cadence beaucoup plus lente que celle prévue pour la projection à 24 images par seconde, vous ne distinguerez pas grand chose sinon un peu de mouvement.

Pour visionner les vidéos, cliquez sur les vignettes. Une nouvelle fenêtre (ce n'est pas une publicité) s'ouvrira en haut à gauche de votre écran, contenant la video sous forme de fichier Flash. Suivant les capacités de transmission de votre modem, le chargement peut prendre de quelques secondes à 2 minutes.

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