Cela arrive probablement à chaque minute de la journée : Une petite fille exige de voir la photo que son parent vient de prendre d’elle. Aujourd’hui, grâce aux smartphones et autres appareils photo numériques, nous pouvons voir des instantanés immédiatement, que nous le voulions ou non. Mais en 1944, lorsque Jennifer Land, 3 ans, a demandé à voir la photo de vacances en famille que son père venait de prendre, la technologie n’existait pas. Son père, Edwin Land, l’a donc inventée.
Trois ans plus tard, après de nombreux développements scientifiques, Land et sa Polaroid Corporation réalisent le miracle de l’imagerie quasi instantanée. L’exposition du film et le matériel de traitement sont contenus dans l’appareil photo ; il n’y a pas de tracas pour le photographe qui n’a qu’à pointer et photographier, puis regarder l’image se matérialiser sur la photo une fois qu’elle sort de l’appareil.
Land est probablement plus connu pour la » photo instantanée » – ou le géniteur spirituel du selfie omniprésent d’aujourd’hui. Son appareil photo Polaroid a été commercialisé pour la première fois en 1948 dans des points de vente et à des prix destinés à la classe moyenne d’après-guerre. Mais ce n’est là qu’une des nombreuses percées technologiques que Land a inventées et commercialisées, la plupart d’entre elles étant centrées sur la lumière et la façon dont elle interagit avec les matériaux. La technologie utilisée pour projeter un film en 3D et les lunettes que nous portons au cinéma ont été rendues possibles par Land et ses collègues. La caméra à bord de l’avion espion U-2, que l’on voit dans le film Le Pont des espions, est un produit de Land, tout comme certains aspects de la mécanique de l’avion. Il a également travaillé sur des problèmes théoriques, en s’appuyant sur une compréhension profonde de la chimie et de la physique.
Je suis un scientifique de la vision qui a touché plusieurs des domaines dans lesquels Land a fait de grandes avancées, à travers mes propres travaux sur les nouvelles méthodes d’imagerie, les techniques de traitement de l’image et la vision humaine des couleurs. En tant que lauréat 2018 de la médaille Edwin H. Land, décernée par l’Optical Society of America et la Society for Imaging Science and Technology, mon propre travail s’appuie sur les innovations technologiques de Land qui ont rendu possible l’imagerie moderne.
Contrôler les propriétés de la lumière
La première percée d’Edwin Land en optique est survenue alors qu’il était jeune, lorsqu’il a imaginé une méthode pratique et abordable pour contrôler l’une des propriétés fondamentales de la lumière : la polarisation.
On peut considérer la lumière comme des ondes se propageant depuis une source. La plupart des sources de lumière produisent un mélange d’ondes ayant toutes des propriétés physiques différentes, comme la longueur d’onde et l’amplitude de vibration. La lumière est considérée comme polarisée si l’amplitude varie de manière cohérente perpendiculairement à la direction dans laquelle l’onde se déplace.
Si l’on dispose du matériau adéquat pour le passage des ondes lumineuses, celles-ci peuvent être tournées dans un autre plan, ralenties ou bloquées. Les lunettes 3D modernes fonctionnent parce qu’un œil reçoit les ondes lumineuses vibrant le long du plan horizontal tandis que l’autre œil reçoit la lumière vibrant le long du plan vertical.
Avant Land, les chercheurs construisaient des composants pour contrôler la polarisation à partir de cristaux de roche, auxquels on attribuait des noms et des propriétés presque magiques, bien qu’ils ne faisaient que diminuer la vitesse ou l’amplitude des ondes lumineuses voyageant selon des orientations spécifiques. Land a créé des « polariseurs » en cultivant de petits cristaux et en les intégrant dans des feuilles de plastique, modifiant ainsi la lumière qui passe en fonction de son orientation par rapport aux rangées de cristaux. Son polariseur peu coûteux permettait de filtrer de manière fiable et pratique la lumière afin que seules les longueurs d’onde ayant une orientation particulière passent à travers.
Land a fondé la Polaroid Corporation en 1937 pour commercialiser sa nouvelle technologie. Ses polariseurs en feuille ont trouvé des applications allant de l’identification de composés chimiques aux lunettes de soleil réglables. Les filtres polarisants sont devenus la norme en photographie pour réduire l’éblouissement. Aujourd’hui, les principes de la lumière polarisée sont utilisés dans la plupart des écrans d’ordinateurs et de téléphones portables, pour améliorer le contraste, diminuer l’éblouissement et même allumer ou éteindre des pixels individuels.
Les filtres polarisants aident les chercheurs à visualiser des structures qui ne pourraient pas être vues autrement – des caractéristiques astronomiques aux structures biologiques. Dans mon propre domaine, la science de la vision, l’imagerie par polarisation localise des classes de produits chimiques, comme les molécules de protéines qui s’échappent des vaisseaux sanguins dans les yeux malades. La polarisation est également combinée à des techniques d’imagerie à haute résolution pour détecter les dommages cellulaires sous la surface réfléchissante de la rétine.
Une nouvelle façon de faire sortir les données
Avant l’époque de la capture numérique à grande vitesse des données et des écrans haute résolution abordables, ou l’utilisation de la bande vidéo, la photographie Polaroid était la méthode de choix pour obtenir des résultats dans de nombreux laboratoires scientifiques. Les expériences ou les tests médicaux nécessitaient une sortie graphique ou picturale pour être interprétés, souvent à partir d’un oscilloscope analogique qui traçait une variation de tension ou de courant dans le temps. L’oscilloscope était suffisamment rapide pour capturer les caractéristiques clés des données – mais l’enregistrement de la sortie pour une analyse ultérieure était un défi avant l’arrivée de l’appareil photo instantané de Land.
Un exemple courant en science de la vision est l’enregistrement des mouvements oculaires. Une étude de recherche rapportée en 1960 a tracé la lumière réfléchie par l’œil en mouvement d’un observateur sur un écran d’oscilloscope, qui a été photographié avec un appareil photo Polaroid monté – ce qui n’est pas sans rappeler l’appareil photo Polaroid grand public qu’une famille pourrait sortir lors d’une fête d’anniversaire. Depuis des décennies, les laboratoires de recherche et les établissements médicaux utilisent des installations composées d’un appareil photo Polaroid et d’un dispositif de montage pour recueillir les signaux électriques affichés sur des écrans d’oscilloscope. Les tailles de format sont moins qu’éblouissantes par rapport aux résolutions numériques modernes, mais elles étaient révolutionnaires à l’époque.
En 1987, avec la fondation de mon nouveau laboratoire d’imagerie rétinienne, il n’existait aucune méthode peu coûteuse pour fournir une sortie partageable de nos nouvelles images. Après quelques années de lutte pour obtenir une sortie de haute qualité pour les conférences et les publications, la Polaroid Corporation est venue à notre secours, avec le don d’une imprimante, permettant à nos contributions scientifiques d’atteindre un public au-delà de notre laboratoire.
Les yeux ne sont pas des appareils photo
Les contributions de Land vont au-delà du brevetage de plus de 500 innovations et de l’invention de produits que des millions de personnes ont achetés. Sa compréhension de l’interaction entre la lumière et la matière a favorisé de nouvelles façons de caractériser les produits chimiques avec la lumière polarisée. Et il a apporté un éclairage sur le fonctionnement du système visuel humain qui semblait défier les lois de la physique, en proposant ce qu’il a appelé la théorie Retinex de la vision des couleurs pour expliquer comment les gens perçoivent une large gamme de couleurs sans que les longueurs d’onde attendues soient présentes dans la pièce.
Malgré son brio, la Polaroid Corporation de Land a fini par connaître des temps difficiles dans les décennies qui ont suivi sa mort en 1991. Fortement investi dans ses ventes de films, Polaroid n’était pas préparé lorsque tous les niveaux du marché de l’imagerie sont passés au numérique, tout le monde, des photographes grand public aux imageurs médicaux et optiques haut de gamme, abandonnant les films et le traitement.
Mais plutôt que de sombrer avec le marché du film, Polaroid s’est réinventé avec de nouveaux produits qui pourraient aider à sortir le nouveau monde des images numériques. Et dans un cas où l’histoire se répète, Polaroid et d’autres fabricants d’appareils photo instantanés bénéficient d’un regain de popularité auprès des jeunes générations qui n’ont pas été exposées aux versions originales. Tout comme la petite Jennifer Land, beaucoup de gens aujourd’hui veulent encore une version tangible de leurs photos, tout de suite.
Cet article a été initialement publié sur The Conversation.
Ann Elsner, professeur d’optométrie, Université de l’Indiana
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