Si l'on se réfère aux lois de la physique, nous pouvons constater que le principe de la filtration est utilisé dans la plupart des pratiques photographiques, depuis les premiers temps de la photographie. Une surface photographique quelque soit sa nature n’est sensible qu’à certaines longueurs d’onde, et les optiques tant anciennes que modernes ne laissent passer que certains spectres visibles ou invisibles à travers leurs assemblages de lentilles.

Depuis qu’il est possible de fabriquer les filtres photographiques suite au développement de l’industrie des colorants chimiques, ces accessoires insignifiants, bien souvent sous-estimés, ont été utilisés pour améliorer les possibilités techniques des multiples procédés photographiques. Mais ils ont également permis le développement de la photographie moderne en couleurs naturelles.

De la nécessité d’optimiser la sensibilité spectrale des surfaces sensibles

Vous pouvez simuler la reproduction des valeurs de gris de ces anciens procédés en observant une scène photographiée à travers un filtre bleu assez dense : les couleurs jaune et rouge vont alors vous paraître très sombres… A partir de 1884, des améliorations dans la fabrication des émulsions photographiques ont rendu possible une extension de la photosensibilité dans le bleu et le vert. Les surfaces sensibles bénéficiant de cette photosensibilité étendue dans le spectre visible ont été désignées en tant qu’émulsions photographiques orthochromatiques.

Ainsi et jusqu’à cette période, le travail de laboratoire pour la sensibilisation et le développement des émulsions était plus simple pour l’opérateur, car il était possible d’utiliser un éclairage filtré en rouge-orangé dans la pièce sans craindre de voiler le film.

Premiers procédés couleur, premiers filtres

Le premier procédé photographique non-expérimental en couleurs naturelles, la plaque Autochrome, fut commercialisée dès 1907. Développée à la suite de longues recherches entreprises par Auguste et Louis Lumière, la plaque Autochrome utilisait le principe de la synthèse additive. Un écran trichrome était placé sur une émulsion positive noir et blanc et ce « sandwich » était exposé ainsi assemblé.

La sensibilité de la plaque étant assez faible, le photographe devait utiliser un trépied pour s’assurer d’une netteté optimale. La fabrication de ces plaques trichromes était fort complexe. Elle impliquait une maîtrise scientifique de la chimie des colorants, la fabrication d’équipement industriel propriétaire et la coloration… de microscopiques fécules de pomme de terre.

Malgré son succès industriel, la plaque Autochrome possédait un mauvais rendu des couleurs. Celle-ci était trop sensible à la lumière bleue et violette. C’est pourquoi Lumière recommandait l’utilisation systématique d’un filtre jaune spécifique, « l’écran jaune Lumière », avec une absorption précise de la lumière bleue, pour équilibrer convenablement la reproduction en couleurs d’un sujet photographique.

La plaque Autochrome fut produite pendant plus de 20 ans. Au cours de cette période, la sensibilité de la plaque à la lumière bleue et violette augmenta de manière significative. En 1921, un certain Mr. Schitz, praticien de l’Autochrome, recommanda l’utilisation du filtre jaune Lumière couplé à un filtre jaune-orange afin de corriger la dominante colorée bleue des Autochromes développés.[1] Le même photographe expérimenta même l’usage combiné du filtre jaune Lumière, du filtre G de Wratten (un filtre jaune pur) et du filtre A du même fabricant (un filtre rouge pur). En ces temps anciens de la photographie en couleur, il n’était ainsi pas si simple d’obtenir un rendu correct des couleurs pour la reproduction de paysages ou autres scènes en extérieur…

Au début du vingtième siècle, les inventeurs et les sociétés novatrices essayaient également de développer un procédé cinématographique capable d’une restitution des couleurs naturelles. Cependant, pour le cinéma des premiers temps, on annonçait souvent des procédés prototypes en couleur mais ces derniers n’étaient jamais finalisés ni commercialisés. D’autres technologies telles le Kinemacolor, le Kodacolor lenticulaire ou le procédé Keller-Dorian, furent introduites sur le marché mais uniquement pour une période d’exploitation assez limitée. Elles se fondaient toutes sur le principe de la synthèse additive, pour laquelle au minimum deux filtres sont nécessaires pour simuler la restitution du spectre visible complet : le rouge, le vert et le bleu ou bien des couleurs approchées.

Le procédé Kinemacolor, utilisé de 1908 à 1915, nécessitait uniquement deux filtres en rouge et en vert. Pendant sa période de recherche et développement, les inventeurs ne parvinrent pas à viabiliser un procédé similaire utilisant trois filtres colorés. Le problème venait du matériel de prise de vue et de projection incapable de fonctionner à la vitesse élevée de 32 images par seconde, que l’usage de trois filtres nécessitait. 

Ainsi, le seul procédé viabilisé en deux couleurs était incapable de restituer correctement les couleurs froides telles que le bleu ou le violet.

En ce qui concerne la projection, la nature de l’absorption spectrale des filtres rouge et vert était fondamentale pour obtenir une restitution des couleurs la plus fidèle possible. Il va sans dire que la température de couleur de la source utilisée par le projecteur influençait également le rendu final des couleurs des films Kinemacolor projetés… En fonction des colorants chimiques utilisés pour la fabrication des filtres, on peut aussi avancer que la couleur des filtres se dénaturait après une certaine période d’utilisation et que l’opérateur devait les remplacer fréquemment.

Le procédé lenticulaire Kodacolor, introduit en 1928 par Eastman Kodak après une recherche à long terme réalisée conjointement par le chercheur indépendant Rodolphe Berthon en France dans les années 1910 et la société Keller-Dorian, utilisait un autre principe de restitution de la couleur. Pour la prise de vue, la caméra était munie d’un filtre trichrome spécial, combinant trois stries rouge, verte et bleue-violette. L’innovation résidait dans le fait de projeter la lumière filtrée, issue de la scène filmée, sur une émulsion panchromatique noir et blanc. Or, un côté de ce film était mécaniquement gaufré de manière à créer un réseau dense de minuscules lentilles. De cette manière, le film enregistrait les trois réponses en valeurs de gris de la scène filtrée respectivement en rouge, vert et bleu-violet.

Le Kodachrome trichrome[3] fut disponible en version ciné 16mm dès 1935, et en 1936 sous la forme d’un film photographique au format 35mm. Ce procédé positif en couleur d’une rare complexité n’aurait pas pu exister sans la technique de la filtration. Fonctionnant d’après le principe soustractif de la décomposition de la lumière, le « sandwich » Kodachrome était un assemblage de trois couches principales superposées. Cependant, chaque couche ne devait être sensible qu’à une portion spécifique du spectre visible, et un filtre jaune intermédiaire était utilisé à l’intérieur de l’émulsion multi-couches pour soustraire certaines longueurs d’onde aux deux couches situées sous la première couche.

Les premières années d’exploitation, le développement chimique des films Kodachrome était si compliqué, impliquant des ré-expositions sous des lumières colorées spécifiques et le passage dans plusieurs bains sélectifs de blanchiment, qu’il fut finalement simplifié en 1938 par un membre du laboratoire de recherches Kodak à Rochester.

Légende : le procédé de développement des films Kodachrome (1935-1938) comparé au nouveau procédé (à partir de 1938). Source: Arnold Weissberger, “A Chemist's View of Color Photography: How Does Color Photography Work? What is Required of the Light-Sensitive Material? What is the Origin of the Image Dyes?” American Scientist 58, no. 6 (1970): 651.

Le procédé Kodachrome trichrome a permis une incontestable révolution visuelle en simplifiant la réalisation de photographies en couleurs naturelles. Agfa, le concurrent allemand d’Eastman Kodak, finit par lancer une inversible couleur similaire en 1936, l’Agfacolor-Neu, possédant un rendu des couleurs distinct étant donné l’utilisation de technologies physicochimiques différentes.

Le développement de Wratten and Wainwright et les premiers filtres de légende

Les informations concernant les origines de la fabrication des filtres photographiques et cinématographiques sont rares. Cependant, il est très intéressant d’étudier à ce sujet le développement de Wratten & Wainwright, le petit fabricant anglais de filtres colorés et de plaques sèches au gélatino-bromure. W&W a été créé en 1877 à Londres et distribuait initialement de la chimie photographique, des appareils photographiques et des accessoires. La petite société se mit rapidement à fabriquer sa propre production de plaques sèches gélatinées. En 1906, le jeune photochimiste Kenneth Mees fut embauché par la firme en tant que directeur général adjoint. Les plaques sèches W&W jouissaient d’une bonne réputation, mais Mees était bien conscient que la société devait développer de nouveaux produits pour soutenir le chiffre d’affaires relativement faible. Grâce à son réseau au sein de l’industrie chimique allemande, Mees parvint à développer une émulsion panchromatique, c’est-à-dire photosensible également à la lumière verte et rouge. Mais il conçu aussi une gamme de filtres colorés, nécessaires pour exposer correctement les plaques panchromatiques. Mees fournit une excellente description des opérations nécessaires à la fabrication de filtre en 1906 :

« Wratten & Wainwright produisait quelques filtres jaunes suivant un procédé mis au point par S.H. Wratten et qui avait eu beaucoup de succès jusque-là. De la gélatine colorée à la tartrazine était couchée sur des plaques de verre, et après séchage la couche de gélatine était décollée du verre.

Cette mince couche pouvait être utilisée telle quelle comme un filtre souple en gélatine, ou bien être cémentée entre deux pièces de verre optique blanc et fin pour former un filtre en verre, la cémentation étant faite avec du baume du Canada.

En 1906 Meister, Lucius et Brüning introduisirent un nouveau colorant jaune pour filtres optique sous le nom de filtre jaune K. La publication du spectre d’absorption de ce colorant prouva qu’il était bien meilleur que la tartrazine, particulièrement dans l’absorption ultraviolette, et le colorant fut adopté par Wratten & Wainwright. Un kit de filtres fut lancé sur le marché et standardisé en tant que K-1, K-2 et K-3. Les deux premiers étaient des filtres jaunes fabriqués à partir du filtre jaune K uniquement, tandis que le K-3 avait un colorant orange mandarine en sus afin que le filtre compense mieux le rendu orthochromatique.[4]»

Bientôt, avec tous les colorants utilisés ou étudiés chez Wratten & Wainwright pour la fabrication des filtres, Mees finit par publier un atlas complet de spectres d’absorption, révélant dans l’ouvrage le nom de ses principaux fournisseurs allemands de colorants parmi lesquels Hoechst, Merck, Badische, Bayer et Agfa.

Cette innovation dans l’univers des colorants chimiques marqua le commencement de la production des filtres photographiques qui ont joui d’une solide réputation parmi les photographes jusqu’à la fin du vingtième siècle… Or, vous les connaissez peut-être sous l’appellation « Kodak Wratten ». Qu’elle en est donc la raison ? En fait, si l’on considère le développement de la photographie au vingtième siècle, il faut avoir conscience que Mees fut l’un des acteurs les plus importants et les plus influents de la recherche photographique. En 1909, George Eastman lui offrit la réalisation et la direction du premier laboratoire de recherches Kodak à Rochester.

Mees accepta l’offre à condition qu’Eastman rachète également la société Wratten & Wainwright, et la production des fameux filtres fut transférée aux Etats-Unis. Mees dirigea la recherche Kodak jusqu’en 1955, et est directement responsable du développement et de l’introduction du Kodacolor lenticulaire, du Kodachrome bichrome et trichrome, d’émulsions en astrophotographie, du négatif couleur Kodacolor, de la négative et de la positive couleur Eastman etc. etc. Certes, certes. Mees n’a pas inventé la photographie numérique (!), mais il fit tellement pour la photographie analogique noir & blanc ou en couleurs naturelles que vous pourriez tenter de vous souvenir de son nom…

De l’usage des filtres au cours de la période argentique, qui n’est toujours pas terminée…

De nos jours, quelques sociétés fabriquent toujours des filtres photographiques ou cinématographiques avec un procédé similaire à celui utilisé par W&W il y a plus de 100 ans… Mais certaines de ces sociétés peuvent également produire des filtres de densité parfaitement neutres en utilisant des technologies de pointe du vingt-et-unième siècle, comme le couchage à la surface d’un verre minéral de particules métalliques nanoscopiques.

Mais la fabrication de gélatine colorée, ainsi que la coloration de verre organique spécial dans un mélange de colorants en solution est toujours d’actualité et les filtres qui en résultent fournissent de très bons résultats en photographie tant argentique que numérique.

A l’heure actuelle, on observe d’ailleurs une tendance surprenante au sein de l’industrie photographique. Les parts de marché de la photographie argentique ont cessé de décroître et ce secteur est désormais en croissance. Une croissance certes ténue, mais suffisamment significative pour que les industriels se décident à lancer de nouveaux films ou à ré-introduire des émulsions réputées, comme Eastman Kodak et l’Ektachrome.

On peut observer que beaucoup de jeunes gens, nés dans l’époque numérique, découvrent désormais une nouvelle philosophie de création d’images à travers la photographie argentique. La relation physique avec le film à introduire dans la caméra, la compréhension des mécanismes de l’image latente et la nécessité de développer les rouleaux de film exposés peuvent produire chez certains un nouvel engouement et une passion pour une méthode malgré tout bien traditionnelle de prise de vues photographiques.

Ainsi, les filtres photographiques seront toujours nécessaires pour améliorer le rendu de nos émulsions argentiques, du moins pour quelques décades. Si l’on considère la Tri-X, la Delta 100 ou d’autres films noir & blanc connus, les filtres photographiques sont toujours de bons outils pour assombrir ou éclaircir une certaine couleur de la scène photographiée.

 Ils sont utilisés principalement pour la photographie de paysage afin de modifier le rendu initial des valeurs : on peut par exemple assombrir le ciel pour augmenter le contraste entre les nuages et le bleu (filtre jaune ou orange), ou bien réduire la densité du feuillage des arbres pour éclaircir une forêt entière (filtre vert ou jaune-vert). Les filtres colorés peuvent également être utilisés pour la photographie de portrait ou de nu en noir & blanc afin d’améliorer ou d’adoucir les tons chair, comme le permettent les filtres jaune et jaune-vert.

Si l’on expose des films inversibles couleur, qui sont balancés pour une certaine température de couleur (type lumière du jour par exemple), les filtres de conversion et les filtres correcteurs de lumière sont toujours indispensables pour atteindre une neutralité correcte des couleurs en fonction de la source lumineuse éclairant le sujet. Et en ce qui concerne les filtres compensateurs de couleur, ils sont fort utiles pour des réglages colorimétriques fins d’un sujet photographique et sont disponibles dans une teinte spécifique, en diverses densités : jaune, magenta, cyan et parfois rouge, vert et bleu.[5]

Tout bien considéré, l’usage des filtres pour la photographie argentique tend à augmenter le potentiel créatif de la prise de vue, dans notre nouveau siècle numérique et quelquefois bien aseptisé. Vous pourriez cependant rétorquer : cette notion de jouer avec les filtres pour produire de la photographie créative a déjà été conceptualisée par le photographe Jean Coquin dans les années 1980 ! Et vous auriez tout à fait raison. Mais le récit de l’histoire de la société Cokin attendra la publication d’un autre post. Dans l’intervalle, pourquoi ne pas trouver un rouleau de film noir & blanc et essuyer la poussière entassée sur votre vieux Canon AE-1 ou Nikon F100 ?

Nicolas Le Guern, Octobre 2017.

Notes :

[1] Mr Schitz, « Pour corriger la dominante bleue des Autochromes », Communication faite à la Séance de la Section des Couleurs du mercredi 15 décembre 1920, Bulletin de la Société française de Photographie vol.8, n°1 (janvier 1921) : pp. 22-24.

[2] Cette illustration est également mentionnée par les fondateurs du projet en ligne the Timeline of Historical Film Colors, créé en 2012 sous la direction de Barbara Flueckiger. N’hésitez pas à consulter cette excellente base de données à l’adresse http://zauberklang.ch/filmcolors/ pour de plus amples informations sur les procédés cinématographiques des premiers temps.

[3] Nous précisons « trichrome » pour différentier ce procédé du Kodachrome bichrome (two-color Kodachrome), un procédé photographique primitif en couleur développé entre 1914 et 1918 par le chercheur John Capstaff et son équipe au sein du laboratoire de recherches Kodak à Rochester.

[4] “Wratten & Wainwright were making a few yellow filters by a process devised by S.H. Wratten which has been very successful ever since. Gelatin dyed with tartrazin was coated upon plate glass, and after drying the gelatin coating was stripped from the glass. This film could be used either by itself as a gelatin filter or could be cemented between two pieces of thin white optical glass to form a glass filter, the cementing being done with Canada balsam.

In 1906 Meister, Lucius, and Brüning introduced a new yellow dye for light filters under the name Filter Yellow K. Publication of the absorption spectrum of this dye suggested that it was considerably better than tartrazin, particularly in its ultraviolet absorption, and the dye was adopted at Wratten & Wainwright. A set of filters was placed on the market and standardized as K-1, K-2, and K-3. The first two were yellow filters made from Filter Yellow K only, and the K-3 had mandarin orange dye in it in addition to make the filter a better compensator for orthochromatic rendering.” Kenneth Mees, From Dry Plates to Ektachrome Film. A story a Photographic Research, Ziff-Davis Publishing Company, Eastman Kodak Company, New York, 1961, 37-38. Cet ouvrage, le dernier des nombreuses publications de Mees, est un must have pour toute personne intéressée par les technologies de la photographie du vingtième siècle.

[5] Concernant la littérature française sur les filtres, on pourra consulter avec intérêt les publications du regretté René Bouillot. Lire par exemple René Bouillot, Pratique du réflex 24x36, Editions VM, Paris, 1998, pp. 119-132.