La Croix de Malte
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Ces affiches ont été éditées en 1947 à l'occasion du cinquantième anniversaire du premier projecteur cinématographique utilisant une croix de Malte à 4 branches.

Rôle et fonctionnement de la croix de Malte

  • Dans un projecteur cinématographique, le rôle du mécanisme à croix de Malte est d'assurer l'avance du film pendant l'obturation du faisceau lumineux, et sa fixité absolue pendant la projection. Ce système est tellement fiable et performant qu'il est employé sur la quasi totalité des projecteurs de format standard.
  • Certains projecteurs construits actuellement utilisent un moteur pas à pas piloté électroniquement, mais certains problèmes techniques de cadrage au démarrage et de fiabilité promettent encore un bel avenir à la croix de Malte.
  • Comme rien ne vaut un dessin voici une animation qui permet de comprendre le fonctionnement de cet élément.
  • Pendant 3/4 de tour du disque entraîneur, la croix est immobilisée par le plateau de verrouillage et l'image est projetée.
  • Lorsque l'ergot porté par le disque s'engage dans une entaille de la croix, celle-ci fait 1/4 de tour en pivotant dans l'échancrure du plateau de verrouillage et, par l'intermédiaire du débiteur à 16 dents dont elle est solidaire, la croix fait avancer le film de 4 perforations c'est à dire une image.
  • Comme le film doit avancer à 24 images par seconde, le disque entraîneur doit effectuer 24 tours par seconde ou 1440 tr/mn.
  • Un autre avantage de ce système est le fait que la rotation commence doucement, la vitesse maximum de rotation est atteinte au milieu du temps de rotation et ensuite il y a ralentissement jusqu'à l'arrêt. Ceci a pour effet de limiter la traction exercé sur le film au démarrage de chaque image.
Historique de la croix de Malte
  • Un dispositif mécanique à croix de Malte a été utilisé à l'origine dans l'industrie horlogère sous le nom de croix de Genève. Voir ci-contre un détail d'un mécanisme de montre.
 
Animation par défilement continu et intermittent
  • Au milieu du 19eme siècle les vues animées sont essentiellement basées sur un défilement continu d'images successives et légèrement différentes dessinées sur un disque muni de fentes d'obturation.
  • Ces disques, appelés en France phénakistiscope sont dessinés à partir des recherches du belge Joseph Plateau qui fût le premier à reproduire des scènes animées (1832).
  • Vous pouvez télécharger et imprimer l'image ci-contre, la première imaginé par Plateau, la coller sur un carton léger, et évider les fentes qui se trouvent entre les personnages. Il suffit ensuite de monter le disque sur un axe, un clou fait l'affaire et de le faire tourner devant un miroir en regardant à travers les fentes et miracle, le danseur fera une pirouette.
 
  • Ce même principe de défilement continu des images est utilisé jusqu'au premier projecteur de Demeny et Marey et à la visionneuse d'Edison réalisés autour des années 1890.
  • Mais ce défilement continue ne permettait pas des projections très lumineuses, les périodes obturées étant beaucoup plus importantes que les périodes de vision ou de projection.
  • C'est pour cela que certains inventeurs cherchèrent un moyen différent de substituer ces images l'une à l'autre afin d'améliorer la luminosité et de faire en sorte que les périodes de projection soientt supérieures à celles d'obturation.
  • La solution était d'arrêter l'image pendant la projection, c'est à dire faire subir au support d'images une avance intermittente.
Première apparition de la croix de Malte
  • La première apparition de la croix de Malte dans le domaine de la projection fut lors d'une des premières mise en application de l'avance intermittente, peut être même la première, dans un appareil qui sera commercialisé sous le nom de Choreutoscope.
  • Le premier brevet décrivant cet appareil fût déposé par l'américain Brown en 1869, il s'agissait de vues peintes sur un disque de verre dont la rotation était assuré par une croix de Malte à 10 branches actionnée par un mécanisme auquel était lié un obturateur qui masquait la projection pendant le passage d'une image à l'autre. Le principe général de la projection cinématographique était alors établi.
  • Un anglais nommé Beale aurait décrit ce mécanisme quelques années auparavant, mais il ne déposa aucun brevet.
  • Des Choreutoscopes furent commercialisés au cours des années 1880 jusqu'au début du 20eme siècle. En France ils sont fabriqués par l'opticien Molteni. Il s'agit toujours d'un disque de verre sur lequel sont peintes 6 images qui composent l'enchaînement d'une scène. Ces choreutoscopes de Molteni sont actionnés par une croix de Malte à 6 branches.
  • Paradoxalement les premiers cinéastes "oublièrent " l'avance intermittente du film pour le visionnage ou la projection, alors qu'ils l'utilisaient pour leurs prises de vues, que ce soit Marey et Demeny en France avec la caméra du premier et le projecteur Phonoscope du second ou Edison aux Etats-unis avec sa caméra Kinetograph et sa visionneuse Kinetoscope.
  • En 1891 tous les éléments permettant de faire des films et des projections cinématographiques lumineuses existent, l'avance intermittente, la caméra de Marey, le film celluloïd, les perforations Edison, il faudra attendre 1895 pour que tous ces éléments soient réunis.
  • C'est Louis Lumière qui repris l'avance intermittente mais qui lui, "oublia" la croix de Malte, pour appliquer à son Cinématographe une avance intermittente du film par came et griffes.
Les brevets de la croix de Malte appliqués au cinématographe
  • Nous retrouvons la croix de Malte le 2 Mars 1896 date à laquelle l'anglais Robert William Paul dépose le brevet anglais n°4686 décrivant un projecteur à 2 croix de Malte à 7 branches nommé "Théatrographe". Le film est tendu entre 2 débiteurs entraînés chacun par une croix. Les 2 croix sont elles-mêmes entraînées par le même disque à 2 ergots.
 
  • Le 18 Mars 1896 c'est le français Jules Carpentier, le constructeur du cinématographe Lumière, qui dépose auprès du bureau de la propriété industrielle, le brevet n°254.870 décrivant un mécanisme de traction intermittente pour l'entraînement des bandes chronophotographiques, pour la photographie et les projections. Il s'agit d'un mécanisme à croix de Malte à 5 branches.
 
 
  • Le 28 Avril 1896 Pierre-Victor Continsouza dépose, auprès du bureau de la propriété industrielle, le brevet n° 255.937, décrivant un appareil photographique à bande sensible continue pour la fixation et la reproduction de scènes animées.
    Ce brevet présente un appareil utilisant un système d'avance intermittente du film à croix de Malte à 5 branches.
  • Il est à noter que Continsouza avait imaginer un système avec des entailles de croix incurvées, ceci avait pour but de diminuer l'accélération et ainsi ménager le film.
  • Le 14 Novembre 1896 Continsouza associé à René Bunzli dépose un nouveau brevet, le n° 261.292, décrivant
    un nouvel appareil pour l'obtention et la projection de la photographie animée présentant cette fois-ci l'avance du film au moyen d'une croix de Malte à 4 branches.
  • Cette croix de Malte à 4 branches est la version définitive dont le principe détrônera tous les autres systèmes et qui sera utilisé des le début du 20eme siècle dans la plupart des projecteurs de format standard. Edison l'utilisera dans son projecteur Kinetoscope des 1897.
  • Continsouza et Bunzli mirent en application leur croix de Malte dans un projecteur nommé "Le Robuste" et commercialisé par Pathé en 1899 et ensuite dans le Pathé renforcé à partir de 1905.
 
Evolution de la croix de Malte 60° et 90°
  • Les constructeurs ont cherché à rendre la projection la plus lumineuse possible, c'est à dire à réduire autant que possible l'obturation et donc le temps de passage d'une image à l'autre.
  • Dans le dessin ci-contre qui représente la croix utilisée dans les premiers projecteurs Pathé construits par Continsouza, il s'agit d'un mécanisme qui fait tourner la croix avec un angle de rotation du disque d'entraînement de seulement 60°. Donc il suffit que la projection soit obturée pendant cette période, il faut donc un obturateur avec une pale de 60°, 1/6 du temps de rotation.
  • Tout est pour le mieux sauf que sur le dessin on peut observer que l'ergot ne rentre pas tangentiellement dans l'entaille de la croix et cela provoque un choc et du bruit.
  • Au début du cinématographe, les projections se faisaient entre 16 et 18 images par seconde c'est à dire que le disque tourne à peu près à 1000 tr/mn, à cette vitesse les chocs étaient tolérables.
 
  • Lorsque à la fin des années 20, le cinéma est devenu parlant, pour des raisons de qualité sonore la vitesse est passée à 24 images par seconde . A cette vitesse, le disque tourne à 1440 tr/mn et les chocs d'une croix à 60° provoquent des vibrations insupportables et un bruit infernal.
  • C'est pour cela que l'emploi d'une croix à 90° qui existait déjà s'est généralisé dans les projecteurs. Avec cette croix, l'ergot rentre parfaitement tangentiellement dans l'entaille et le fonctionnement est parfaitement silencieux et sans vibration, mais l'obturateur doit cacher le faisceau pendant 90°, 1/4 du temps de rotation.
  • Le temps d'obturation augmente un peu mais les progrès au niveau des lanternes de projection et de la forme des obturateurs ont compensés cette légère perte de luminosité. (Le scintillement est un autre problème de la projection qui n'est pas traité dans cet article)
 
     
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