1
00:00:00,902 --> 00:00:06,880
Doc Edgerton nous a impressionnés et intrigués

2
00:00:06,880 --> 00:00:12,142
avec cette photo d'une balle qui transperce une pomme,

3
00:00:12,142 --> 00:00:17,020
en un temps de pose d'un millionième de seconde.

4
00:00:17,020 --> 00:00:24,327
Maintenant, 50 ans plus tard, nous pouvons aller un million de fois plus vite

5
00:00:24,327 --> 00:00:27,923
et voir le monde non pas à un million

6
00:00:27,923 --> 00:00:29,733
ou un milliard,

7
00:00:29,733 --> 00:00:33,168
mais un trillion d'images par seconde.

8
00:00:33,168 --> 00:00:37,553
Je vous présente un nouveau type de photographie,

9
00:00:37,553 --> 00:00:39,612
la femto-photographie,

10
00:00:39,612 --> 00:00:44,212
une nouvelle technique d'imagerie tellement rapide

11
00:00:44,212 --> 00:00:49,413
qu'elle peut créer une vidéo au ralenti de la lumière en mouvement.

12
00:00:49,413 --> 00:00:52,151
Avec ça, nous pouvons créer des appareils photo

13
00:00:52,151 --> 00:00:54,296
qui peuvent regarder dans les coins,

14
00:00:54,296 --> 00:00:56,293
derrière la ligne de vision

15
00:00:56,293 --> 00:01:00,686
ou voir à l'intérieur de notre corps sans rayons X,

16
00:01:00,686 --> 00:01:06,087
et vraiment défier notre conception d’un appareil photo.

17
00:01:06,087 --> 00:01:09,598
Si je prends un pointeur laser et je l'allume et je l'éteins

18
00:01:09,598 --> 00:01:12,425
dans l'espace d'un trillion de secondes,

19
00:01:12,425 --> 00:01:15,237
ce qui représente plusieurs femtosecondes,

20
00:01:15,237 --> 00:01:17,517
je crée un paquet de photons

21
00:01:17,517 --> 00:01:19,867
d’à peine un millimètre de largeur,

22
00:01:19,867 --> 00:01:22,793
et ce paquet de photons, cette balle,

23
00:01:22,793 --> 00:01:24,743
voyagera à la vitesse de la lumière,

24
00:01:24,743 --> 00:01:29,251
et, encore une fois, un million de fois plus vite qu'une balle ordinaire.

25
00:01:29,251 --> 00:01:34,157
Si vous prenez cette balle et ce paquet de photons

26
00:01:34,157 --> 00:01:37,330
et que vous tirez dans cette bouteille,

27
00:01:37,330 --> 00:01:41,864
comment ces photons iront-ils se fracasser dans cette bouteille ?

28
00:01:41,864 --> 00:01:46,088
A quoi ressemble la lumière au ralenti ?

29
00:02:06,041 --> 00:02:09,699
Tout l'évènement ... (Applaudissements)

30
00:02:09,699 --> 00:02:13,918
(Applaudissements)

31
00:02:13,918 --> 00:02:16,521
Rappelez-vous, tout l'évènement

32
00:02:16,521 --> 00:02:19,904
se déroule en fait en moins d’une nanoseconde,

33
00:02:19,904 --> 00:02:22,240
c'est la vitesse de la lumière,

34
00:02:22,240 --> 00:02:26,740
mais je ralentis la vidéo de 10 milliards de fois

35
00:02:26,740 --> 00:02:30,413
pour que vous puissiez voir la lumière en mouvement.

36
00:02:30,413 --> 00:02:35,034
Coca-Cola n'a pas sponsorisé cette recherche. (Rires)

37
00:02:35,034 --> 00:02:37,081
Il se passe beaucoup de choses dans cette vidéo,

38
00:02:37,081 --> 00:02:39,443
je vais donc la décomposer et vous montrer ce qui se passe.

39
00:02:39,443 --> 00:02:42,683
L'impulsion rentre dans la bouteille, notre balle,

40
00:02:42,683 --> 00:02:45,245
avec un paquet de photons qui commence à la traverser

41
00:02:45,245 --> 00:02:47,082
et commence à se disperser à l'intérieur.

42
00:02:47,082 --> 00:02:49,313
De la lumière s'échappe, va sur la table,

43
00:02:49,313 --> 00:02:52,100
et vous commencez à voir cette ondulation.

44
00:02:52,100 --> 00:02:54,981
Une grande partie des photons arrivent finalement au bouchon

45
00:02:54,981 --> 00:02:57,895
et ensuite ils explosent dans toutes les directions.

46
00:02:57,895 --> 00:02:59,807
Vous voyez, il y a une bulle d'air,

47
00:02:59,807 --> 00:03:01,473
et elle rebondit à l'intérieur.

48
00:03:01,473 --> 00:03:03,947
Pendant ce temps, l'ondulation se déplace sur la table,

49
00:03:03,947 --> 00:03:05,816
et à cause du reflet en haut,

50
00:03:05,816 --> 00:03:09,450
vous voyez à l'arrière de la bouteille, après plusieurs images,

51
00:03:09,450 --> 00:03:12,352
les reflets se concentrent.

52
00:03:12,352 --> 00:03:18,246
Si vous prenez une balle ordinaire

53
00:03:18,246 --> 00:03:21,647
et vous lui faites parcourir la même distance et vous ralentissez la vidéo

54
00:03:21,647 --> 00:03:24,196
à nouveau d'un facteur de 10 milliards, savez-vous

55
00:03:24,196 --> 00:03:29,921
combien de temps il vous faudrait rester assis pour regarder la vidéo ?

56
00:03:29,921 --> 00:03:34,309
Une journée, une semaine ? En fait, un an.

57
00:03:34,309 --> 00:03:38,223
Ce serait un film très ennuyeux, (Rires)

58
00:03:38,223 --> 00:03:42,275
d'une balle ordinaire qui se déplace lentement.

59
00:03:42,275 --> 00:03:46,878
Et si nous prenions une nature morte ?

60
00:03:52,770 --> 00:03:58,122
A nouveau vous voyez les ondes inonder la table,

61
00:03:58,122 --> 00:04:01,035
la tomate et le mur à l'arrière.

62
00:04:01,035 --> 00:04:05,259
C’est un peu comme lancer un caillou dans un étang.

63
00:04:07,197 --> 00:04:11,087
J’ai pensé : c’est ainsi que la nature représente une photo,

64
00:04:11,087 --> 00:04:13,674
une image- femto à la fois,

65
00:04:13,674 --> 00:04:19,066
mais bien sûr, nos yeux voient une composition intégrale.

66
00:04:19,066 --> 00:04:22,192
Mais si vous regardez encore une fois la tomate,

67
00:04:22,192 --> 00:04:24,708
vous remarquerez que pendant que la lumière inonde la tomate,

68
00:04:24,708 --> 00:04:27,599
elle continue de luire. Elle ne devient pas sombre.

69
00:04:27,599 --> 00:04:31,147
Pourquoi ? Parce que la tomate est mûre,

70
00:04:31,147 --> 00:04:33,248
et la lumière rebondit à l’intérieur de la tomate,

71
00:04:33,248 --> 00:04:37,714
et en ressort plusieurs trillions de secondes plus tard.

72
00:04:37,714 --> 00:04:40,347
A l’avenir, quand cet appareil photo femto

73
00:04:40,347 --> 00:04:42,439
sera dans votre portable,

74
00:04:42,439 --> 00:04:44,149
vous pourrez aller dans un supermarché

75
00:04:44,149 --> 00:04:48,189
et vérifier si les fruits sont murs sans les toucher.

76
00:04:48,189 --> 00:04:53,519
Comment mes collègues au MIT ont-ils créé cet appareil photo ?

77
00:04:53,519 --> 00:04:55,486
En tant que photographes, vous savez,

78
00:04:55,486 --> 00:04:59,547
si vous prenez une photo avec un temps de pose très court, vous capturez très peu de lumière,

79
00:04:59,547 --> 00:05:01,753
mais nous irons un milliard de fois plus vite

80
00:05:01,753 --> 00:05:03,609
que l’exposition la plus courte que vous utilisez,

81
00:05:03,609 --> 00:05:05,409
nous capturerons à peine la lumière.

82
00:05:05,409 --> 00:05:07,252
En fait, nous envoyons la balle,

83
00:05:07,252 --> 00:05:09,801
ces paquets de photos, des millions de fois,

84
00:05:09,801 --> 00:05:12,908
en enregistrant encore et encore avec une synchronisation très ingénieuse,

85
00:05:12,908 --> 00:05:14,999
nous rassemblons informatiquement

86
00:05:14,999 --> 00:05:17,115
ces giga-octets de données,

87
00:05:17,115 --> 00:05:20,580
pour créer les vidéos-femto que je vous ai montrées.

88
00:05:20,580 --> 00:05:23,120
Nous pouvons prendre toutes les données brutes

89
00:05:23,120 --> 00:05:26,015
et les traiter de façon intéressante.

90
00:05:26,015 --> 00:05:27,856
Superman peut voler.

91
00:05:27,856 --> 00:05:30,318
D’autres héros peuvent devenir invisibles,

92
00:05:30,318 --> 00:05:35,416
mais que diriez-vous d’un nouveau pouvoir pour un futur superhéro :

93
00:05:35,416 --> 00:05:37,914
voir dans les coins ?

94
00:05:37,914 --> 00:05:42,587
L’idée est de projeter la lumière sur la porte.

95
00:05:42,587 --> 00:05:45,262
Elle rebondira, elle entrera dans la pièce,

96
00:05:45,262 --> 00:05:47,692
une partie sera réfléchie sur la porte,

97
00:05:47,692 --> 00:05:49,199
et à nouveau vers l’appareil photo,

98
00:05:49,199 --> 00:05:52,687
et nous pourrions exploiter ces multiples rebondissements de la lumière.

99
00:05:52,687 --> 00:05:55,084
Ce n’est pas de la science-fiction. Nous l’avons vraiment construit.

100
00:05:55,084 --> 00:05:57,468
Sur la gauche, vous voyez notre appareil photo femto.

101
00:05:57,468 --> 00:05:59,847
Il y a un mannequin caché derrière le mur,

102
00:05:59,847 --> 00:06:02,829
et nous allons faire rebondir la lumière sur la porte.

103
00:06:02,829 --> 00:06:04,777
Apres la publication de notre article

104
00:06:04,777 --> 00:06:06,711
sur Nature Communications,

105
00:06:06,711 --> 00:06:08,626
il a été repris par Nature.com,

106
00:06:08,626 --> 00:06:11,189
et ils ont créé cette animation.

107
00:06:11,189 --> 00:06:17,591
(Musique)

108
00:06:17,591 --> 00:06:21,052
Nous allons tirer ces balles de lumière,

109
00:06:21,052 --> 00:06:24,315
qui vont heurter ce mur,

110
00:06:24,315 --> 00:06:26,970
et parce que le paquet de photons,

111
00:06:26,970 --> 00:06:29,267
se dispersera dans toutes les directions,

112
00:06:29,267 --> 00:06:31,515
et certains atteindront le mannequin caché,

113
00:06:31,515 --> 00:06:34,394
qui à son tour dispersera la lumière,

114
00:06:34,394 --> 00:06:38,080
et à nouveau la porte renverra

115
00:06:38,080 --> 00:06:40,152
une partie de cette lumière dispersée,

116
00:06:40,152 --> 00:06:42,896
et une minuscule fraction de photons

117
00:06:42,896 --> 00:06:45,180
reviendra vers l’appareil photo, mais plus intéressant encore,

118
00:06:45,180 --> 00:06:48,926
ils arriveront tous à différents intervalles de temps.

119
00:06:48,926 --> 00:06:53,503
(Musique)

120
00:06:53,503 --> 00:06:56,320
Et puisque nous avons un appareil photo aussi rapide,

121
00:06:56,320 --> 00:06:59,426
notre appareil photo femto a des capacités uniques.

122
00:06:59,426 --> 00:07:02,332
Il a une très bonne résolution,

123
00:07:02,332 --> 00:07:05,850
et il peut voir le monde à la vitesse de la lumière.

124
00:07:05,850 --> 00:07:09,395
De cette manière, nous connaissons les distances, jusqu'à la porte,

125
00:07:09,395 --> 00:07:11,289
mais aussi jusqu'aux objets cachés,

126
00:07:11,289 --> 00:07:12,884
mais nous ne savons pas quel point correspond

127
00:07:12,884 --> 00:07:15,206
à quelle distance.

128
00:07:15,206 --> 00:07:18,446
(Musique)

129
00:07:18,446 --> 00:07:22,390
En projetant un laser nous pouvons enregistrer une photo brute qui,

130
00:07:22,390 --> 00:07:24,840
vue à l’écran, n’a aucun sens,

131
00:07:24,840 --> 00:07:26,720
mais ensuite nous prenons beaucoup de photos comme celle-ci,

132
00:07:26,720 --> 00:07:29,139
des dizaines de photos de ce genre, nous les assemblons,

133
00:07:29,139 --> 00:07:31,817
et nous essayons d’analyser les multiples rebondissements de la lumière,

134
00:07:31,817 --> 00:07:35,233
et de là, pouvons-nous voir les objets cachés ?

135
00:07:35,233 --> 00:07:38,152
Pouvons-nous le voir entièrement en 3D ?

136
00:07:38,152 --> 00:07:40,788
Voilà donc notre reconstruction. (Musique)

137
00:07:40,788 --> 00:07:44,246
(Musique)

138
00:07:44,246 --> 00:07:52,554
(Musique) (Applaudissements)

139
00:07:52,554 --> 00:07:55,165
Il nous faudra encore du temps avant

140
00:07:55,165 --> 00:07:58,362
de sortir tout ceci du labo, mais à l’avenir,

141
00:07:58,362 --> 00:08:01,196
nous pourrons créer des voitures qui évitent les accrochages

142
00:08:01,196 --> 00:08:03,412
avec ce qui est derrière un virage,

143
00:08:03,412 --> 00:08:07,326
ou nous pourrons chercher des survivants dans des conditions dangereuses

144
00:08:07,326 --> 00:08:11,604
en regardant la lumière renvoyée à travers des fenêtres ouvertes,

145
00:08:11,604 --> 00:08:14,229
ou nous pouvons construire des endoscopes qui voient

146
00:08:14,229 --> 00:08:17,499
à l’intérieur de notre corps autour des occlusions,

147
00:08:17,499 --> 00:08:19,375
et aussi pour les cardioscopes.

148
00:08:19,375 --> 00:08:21,876
Mais bien sûr, à cause des tissus et du sang,

149
00:08:21,876 --> 00:08:24,063
c’est assez difficile, donc c’est vraiment un appel

150
00:08:24,063 --> 00:08:26,916
aux chercheurs pour qu’ils commencent à penser à la femto-photographie

151
00:08:26,916 --> 00:08:29,505
en tant que nouvelle solution d’imagerie pour résoudre

152
00:08:29,505 --> 00:08:33,082
les problèmes d’imagerie médicale de la prochaine génération.

153
00:08:33,082 --> 00:08:36,963
Comme pour Doc Edgerton, lui-même scientifique,

154
00:08:36,963 --> 00:08:42,139
la science est devenu un art de la photographie ultra-rapide,

155
00:08:42,139 --> 00:08:45,603
et je me suis rendu compte que tous les giga-octets de données

156
00:08:45,603 --> 00:08:47,607
que nous recueillons à chaque fois

157
00:08:47,607 --> 00:08:51,050
ne sont pas uniquement pour l’imagerie scientifique, nous pouvons faire aussi

158
00:08:51,050 --> 00:08:54,830
une nouvelle forme de photographie informatique

159
00:08:54,830 --> 00:08:58,969
avec intervalles de temps et code couleur,

160
00:08:58,969 --> 00:09:01,739
et nous regardons ces ondulations. Rappelez-vous,

161
00:09:01,739 --> 00:09:04,414
le temps qui passe entre chaque ondulation est seulement

162
00:09:04,414 --> 00:09:08,757
de quelques milliardièmes de seconde.

163
00:09:08,757 --> 00:09:10,713
Mais il y a aussi une chose amusante.

164
00:09:10,713 --> 00:09:13,067
Quand vous regardez ces ondulations sous le bouchon,

165
00:09:13,067 --> 00:09:16,687
les ondulations s’éloignent de nous.

166
00:09:16,687 --> 00:09:18,836
Les ondulations devraient se rapprocher de nous.

167
00:09:18,836 --> 00:09:20,603
Qu’est-ce qui se passe ?

168
00:09:20,603 --> 00:09:22,561
Il s’avère que, vu que nous sommes en train d’enregistrer

169
00:09:22,561 --> 00:09:27,108
quasiment à la vitesse de la lumière,

170
00:09:27,108 --> 00:09:29,178
nous avons des effets bizarres,

171
00:09:29,178 --> 00:09:33,209
et Einstein aurait adoré voir cette photo.

172
00:09:33,209 --> 00:09:36,478
L’ordre dans lequel les choses se passent dans le monde

173
00:09:36,478 --> 00:09:41,046
apparaissent parfois dans l’appareil photo dans l’ordre inverse,

174
00:09:41,046 --> 00:09:44,405
aussi en appliquant les décalages temporels et spatiaux correspondants

175
00:09:44,405 --> 00:09:48,450
nous pouvons corriger cette distorsion.

176
00:09:48,450 --> 00:09:52,691
Que ce soit pour photographier dans des coins,

177
00:09:52,691 --> 00:09:56,999
ou pour créer la prochaine génération d’imagerie médicale,

178
00:09:56,999 --> 00:09:59,679
ou pour créer de nouvelles visualisations,

179
00:09:59,679 --> 00:10:03,238
puisque notre invention est open-source,

180
00:10:03,238 --> 00:10:06,937
toutes les données et les détails sont sur notre site, nous souhaitons

181
00:10:06,937 --> 00:10:13,573
que la communauté des bricoleurs, la communauté des créatifs et des chercheurs

182
00:10:13,573 --> 00:10:17,376
nous montre qu’il faut qu’on arrête d’être obsédé

183
00:10:17,376 --> 00:10:20,616
par les mégapixels des appareils photo, (Rires),

184
00:10:20,616 --> 00:10:25,646
et qu'on commence à se concentrer sur la prochaine dimension d’imagerie.

185
00:10:25,646 --> 00:10:30,180
Il est grand temps. Merci. (Applaudissements)

186
00:10:30,180 --> 00:10:40,385
(Applaudissements)