Star Metro - Des millions de photographies de particules menacées par la dégradation des archives

Des millions de négatifs conservés dans les laboratoires de physique constituent un patrimoine scientifique et photographique menacé de disparition. Produites pendant plusieurs décennies, ces images ont enregistré les trajectoires de particules subatomiques avant que les détecteurs et les traitements numériques ne deviennent la norme.

Au Laboratoire de physique nucléaire et de hautes énergies, le LPNHE, une soixantaine de rouleaux argentiques sont conservés depuis des décennies. Certains mesurent plusieurs centaines de mètres. Ils rassemblent des milliers d’images réalisées entre la fin des années 1960 et le début des années 1980.

Chaque photographie fixait le passage de constituants plus petits que l’atome dans un détecteur. La forme, la longueur et la courbure des trajectoires permettaient aux physiciens d’estimer la charge, la masse ou la vitesse d’une particule, puis d’identifier de nouveaux objets ou de mesurer les propriétés de ceux déjà connus.

La recherche contemporaine repose sur des installations numériques comme le Grand collisionneur de hadrons du CERN. Ses détecteurs ont permis la découverte du boson de Higgs en 2012, dernière pièce manquante du modèle standard. Les données prennent aujourd’hui la forme de fichiers analysés par de grands centres de calcul, puis de courbes et d’histogrammes.

Jusqu’à la fin des années 1980, les chercheurs utilisaient au contraire des détecteurs dits visuels. La chambre à brouillard, inventée en 1911, la chambre à bulles développée dans les années 1950 et la chambre à étincelles matérialisaient directement le passage des particules. Une traînée de gouttelettes, une ligne d’étincelles ou un alignement de bulles devenait visible pendant un instant, puis était photographié.

Dans ce système, l’image ne servait pas seulement d’illustration : elle constituait la donnée expérimentale. Les négatifs devaient ensuite être observés et mesurés pour transformer la trace lumineuse en résultat scientifique.

La chambre à bulles est l’un des exemples les plus marquants. Une cuve contenait un liquide, souvent de l’hydrogène ou du propane, maintenu sous pression près de son point d’ébullition. Au passage du faisceau de particules, la pression baissait brusquement et plaçait le liquide dans un état de surchauffe instable.

Une particule chargée — proton, pion ou électron — déclenchait alors une ligne de microbulles le long de sa trajectoire. Des caméras synchronisées photographiaient cette trace sous plusieurs angles, plusieurs fois par seconde. Le liquide était ensuite remis sous pression et le cycle recommençait.

Un champ magnétique courbait les particules chargées. Le sens de la courbe indiquait le signe de leur charge, tandis que son rayon renseignait sur leur énergie. L’analyse géométrique des photographies permettait ainsi d’extraire des informations physiques d’un événement invisible à l’œil nu.

La production atteignait des volumes considérables. Plusieurs dizaines de rouleaux de plusieurs centaines de mètres pouvaient être exposés chaque jour. Une seule expérience accumulait des millions d’images. La Big European Bubble Chamber, ou BEBC, exploitée au CERN de 1973 à 1984, a produit 6,4 millions de clichés, représentant près de 3 000 kilomètres de pellicule.

Le LPNHE a participé à des expériences avec une chambre à bulles de deux mètres dans les années 1960 et 1970, puis avec la BEBC. Ses archives rejoignent celles conservées au CERN, à DESY à Hambourg ou à Fermilab près de Chicago. À l’échelle internationale, les collections se comptent en millions de photographies, parfois entreposées dans des conditions précaires.

Ces détecteurs ont contribué à la découverte de particules élémentaires et à l’étude des neutrinos. En 2030, la physique célébrera le centenaire de l’hypothèse du neutrino formulée par Wolfgang Pauli. Plusieurs prix Nobel ont récompensé des résultats auxquels les chambres à bulles ont participé.

La production des images ne représentait qu’une première étape. Des opératrices, désignées dans les publications par l’expression anglaise scanning girls, examinaient les clichés un par un sur des tables de projection. Elles identifiaient les traces au milieu du bruit, mesuraient leur courbure et leur longueur, puis reportaient les résultats dans des registres alimentant les premières bases de données de la physique des hautes énergies.

Pour contrôler les erreurs, plusieurs opératrices analysaient indépendamment les mêmes photographies. La concentration nécessaire limitait souvent les séances à quatre heures. Les équipes se relayaient jour et nuit après une formation précise.

Ce travail à temps partiel a notamment été proposé à des mères de jeunes enfants, à une époque où les emplois correctement rémunérés compatibles avec la vie familiale étaient rares. Pamela Delaney, ancienne opératrice du laboratoire Rutherford à la fin des années 1960, a raconté qu’une tentative de recruter de jeunes hommes pour une équipe de nuit avait été abandonnée après des comportements ayant déréglé les machines. Le laboratoire était ensuite revenu aux mères de famille locales.

Sans ces opératrices, les photographies restaient des traces non interprétées. Leur travail a transformé la matière visuelle en connaissance, mais leur rôle a été peu visible dans les récits officiels. La disparition des négatifs effacerait donc à la fois des données expérimentales et la mémoire d’une main-d’œuvre scientifique longtemps négligée.

Les images ont un statut difficile à classer. Produites collectivement, en série et souvent sans auteur identifié, elles ne relèvent pas à l’origine de la photographie artistique. Elles ne sont pas non plus de simples documents : elles montrent des phénomènes qu’aucun regard humain ne peut percevoir directement. Leurs lignes courbes et leurs gerbes de collisions possèdent aujourd’hui une force esthétique indépendante de leur fonction initiale.

Le bicentenaire de la photographie célébré en France en 2026 offre un contexte pour élargir la définition du patrimoine. Les photographies familiales, cartes postales et documents anonymes bénéficient d’un intérêt croissant, illustré par l’exposition Éloge de la photographie anonyme présentée à Arles en 2025 autour de la collection de Marion et Philippe Jacquier. Les archives scientifiques restent en grande partie absentes de ce mouvement.

Des initiatives cherchent à les rendre visibles. En 2023, l’exposition Chambre à brouillard, organisée à L’ahah dans le 11e arrondissement de Paris, a placé un détecteur fonctionnel du LPNHE au centre d’œuvres de Juliette Agnel, Clément Bagot, Nicolas Darrot, Youcef Korichi, Alyssa Verbizh et Anne-Charlotte Yver. Des plaques scientifiques rarement montrées au public y étaient également exposées.

Le physicien Olivier Dadoun a invité à cette occasion l’artiste Hugo Deverchère à présenter Cosmorama, un film consacré aux frontières entre image scientifique et création. Leur collaboration porte désormais sur la numérisation et la restauration des fonds du LPNHE.

La numérisation répond d’abord à l’urgence matérielle : les supports argentiques se dégradent de manière progressive et irréversible. Elle peut aussi rouvrir une piste scientifique. Des outils d’intelligence artificielle, associés aux connaissances acquises depuis la prise de vue, pourraient réexaminer des millions d’événements que les techniques de l’époque avaient déjà étudiés, mais pas nécessairement épuisés.

Le travail s’étend à des projets d’exposition autour du physicien Louis Leprince-Ringuet et à une présentation photographique réunissant des artistes contemporains. Hugo Deverchère a également montré Orbital Verses en 2025 à la galerie Sator de Romainville, à la galerie Dumonteil de Shanghai puis à La Capsule au Bourget.

Ces archives s’inscrivent dans un ensemble plus vaste comprenant les négatifs d’astrophysique, de biologie et d’autres disciplines. Les préserver revient à conserver la mémoire des méthodes scientifiques, la matérialité de l’image et le travail humain nécessaire à la production du savoir.

La valeur de ces fonds tient aussi à leur échelle. Un cliché isolé peut montrer une trajectoire élégante, mais la portée scientifique apparaît dans les séries complètes, les prises de vue sous plusieurs angles, les annotations et les registres de mesure. Une politique de sauvegarde doit donc relier les images à leur expérience, à leur détecteur et aux personnes qui les ont interprétées.

La restauration ne peut pas se limiter à scanner quelques images spectaculaires. Il faut identifier les rouleaux, vérifier leur état chimique, choisir une résolution qui conserve les détails des traces et documenter les conditions de prise de vue. Les fichiers numériques nécessitent ensuite leurs propres copies, formats pérennes et métadonnées afin de ne pas déplacer simplement le risque de disparition.

Le temps joue contre ces opérations. Une pellicule peut se courber, perdre son contraste ou subir des réactions chimiques qui compliquent ensuite la lecture des détails. Les rouleaux les plus fragiles doivent être repérés avant toute manipulation, puis traités selon leur état plutôt qu’au moyen d’une chaîne de numérisation uniforme.

L’accès public constitue une autre étape. Une base consultable pourrait mettre en relation les images, les notices expérimentales et les témoignages des opératrices, tout en proposant des reproductions adaptées aux chercheurs, aux enseignants et aux expositions. Sans cette médiation, des fichiers préservés risqueraient de rester aussi invisibles que les négatifs rangés dans les réserves.

La conservation soulève également une question de sélection. Les millions de vues avaient été produites pour la mesure et non pour l’exposition ; les images les plus belles ne sont pas nécessairement les plus importantes pour l’histoire de la science. Associer physiciens, archivistes, historiens et artistes peut éviter qu’une lecture uniquement esthétique n’efface la fonction expérimentale du corpus.

Une nouvelle analyse automatisée devrait enfin rester liée aux documents originaux. L’intelligence artificielle peut repérer des formes et comparer de grands volumes, mais les émulsions, le réglage des appareils et les méthodes de mesure introduisent des particularités propres à chaque expérience. La numérisation ouvre une possibilité de recherche, sans garantir à elle seule de nouvelles découvertes.

Dès les années 1930, le scientifique et cinéaste Jean Painlevé explorait la frontière entre recherche et création visuelle. Les clichés de particules prolongent cette histoire : instruments de mesure à leur naissance, ils sont devenus des documents historiques et des images capables de toucher un public sans formation scientifique. Leur sauvegarde suppose désormais un inventaire, une numérisation et une politique de conservation avant que les pellicules ne deviennent illisibles.

M.Johnston--SMC