Les cyanotypes

La photochimie est une partie de la chimie qui étudie ce type de réactions provoquées par la lumière, c'est-à-dire les ondes électromagnétiques, ou photons. Fabriquer des cyanotypes est une belle expérience pour montrer que les produits chimiques peuvent réagir grâce à la lumière. Un mélange photosensible est utilisé sur une feuille pour reproduire une photographie monochrome.

On doit l'invention des cyanotypes à Sir John Herschel (1792-1871) en 1842.

Si la photographie vous intéresse, consultez la Catégorie:Photographie.

1 Précautions

Outre les précautions en chimie qui sont d'usage, cette expérience comporte les attentions suivantes :

• Les solutions préparées tâchent les vêtements et la peau et peuvent présenter une certaine nocivité en raison du ferricyanure de potassium et du formol . Il faut donc porter une blouse, des gants et des lunettes de protection.

2 Matériel et produits

• Ferricyanure de potassium K₃[Fe(CN)₆].
• Citrate de fer (III) ammoniacal.
• Formol , environ 1 mL (facultatif, voir protocole).
• Eau oxygénée concentrée , environ 1 mL (facultatif, voir protocole).
• Vinaigre d'alcool ou jus de citron, quelques mL.
• Feuille de papier, le plus épais et le plus absorbant possible (du type Canson ou Clairefontaine pour aquarelle ou lavis).
• Petit rouleau à peinture ou pinceau.
• Source de lumière riche en ultraviolets (lumière noire, lampe de Wood), ou simplement lumière du soleil.
• Bac en plastique pouvant contenir une feuille de papier découpée en 4.
• Sèche-cheveux à air chaud.

3 Préparation des solutions

Cyanotype obtenu par un négatif posé sur une feuille de Canson^® modèle "C" à grain 224 g/m² (ref. 27-114) préalablement recouverte d'une solution photosensible. Exposition aux ultraviolets pendant 5 minutes. Lors du lavage une partie du bleu de Prusse se retire et bave.

Cyanotype obtenu par un négatif posé sur une feuille de Clairefontaine^® préalablement recouverte d'une solution photosensible. Exposition aux ultraviolets pendant 30 minutes. Après lavage le bleu de Prusse reste bien incrusté dans le papier.

Négatif (image imprimée sur transparent) et cyanotype correspondant. Papier Clairefontaine^® à grain 224 g/m² ; exposition 10 min au soleil puis lavage à l'eau.

Selon vos besoins et produits disponibles, ajustez le quantités suivantes par une simple règle de trois.

• Solution A :
  • Dissoudre environ 37 g de citrate de fer (III) ammoniacal dans 150 mL d'eau (de préférence distillée).
  • Ajouter alors environ 1 mL de formol , pour que la solution puisse se conserver longtemps (cette étape n'est pas indispensable si vous utilisez la solution dans la semaine).
  • Étiqueter correctement le flacon.
• Solution B :
  • Dissoudre environ 18 g de ferricyanure de potassium K₃[Fe(CN)₆] dans 150 mL d'eau (de préférence distillée).
  • Étiqueter correctement le flacon.

Ces deux solutions ne sont pas sensibles à la lumière.

4 Préparation des feuilles photosensibles

• Dans un récipient dans lequel on peut placer le rouleau à peinture, mélanger autant de solution A que de solution B. À partir de ce moment le mélange est photosensible, c'est-à-dire sensible à la lumière du soleil et surtout aux ultraviolets. Cependant, il est possible de laisser dans la pièce une lumière, pourvu qu'elle soit faible et indirecte.
• Découper une grande feuille de papier épais et absorbant en quatre, au format carte postale.
• À l'aide du rouleau, bien enduire chaque feuille sur une face avec le mélange. Sécher chaque feuille au sèche-cheveux (juste tiède) et les placer à l'abri de la lumière dans une enveloppe marron ou une boîte. Les feuilles sont maintenant de couleur jaune à vert clair.

5 Réalisation du cyanotype

5.1 Choix du négatif

Le cyanotype sera d'autant plus réussi que l'image de départ en négatif sera bien contrastée. Éviter les images très claires ou très foncées ; préférer des images comportant des parties bien noires et bien blanches, et des grandes variations de gris.

Une façon simple de créer un négatif consiste à récupérer une photographie de bonne résolution, et d'utiliser un logiciel de retouche d'image pour la transformer en négatif. Si l'image est en couleur, il faudra la passer en niveau de gris. Il suffit ensuite d'imprimer l'image sur un transparent (ou un papier calque) adapté à votre imprimante.

5.2 Exposition

• Dans la pénombre, prendre une feuille photosensible sèche et y placer dessus des formes découpées dans du papier cartonné, ou un négatif de photographie noir et blanc, ou un papier calque sur lequel on aura dessiné ou imprimé quelque chose.
• Exposer la feuille, sans y toucher, à la lumière du soleil ou à une source de lumière ultraviolette (tube de lumière noire, lampe de Wood pour CCM), jusqu'à ce que la couleur de la feuille vire au bleu foncé. Le temps d'exposition est assez long, généralement entre 15 et 30 minutes. Il est important d'insoler pendant un temps long et que l'image semble surexposée (bleu foncée).
• Récupérer alors la feuille. Celle-ci devrait être bien imprimée d'une image jaune (zones couvertes) et bleue (zones exposées).

5.3 Révélation

• Tremper la feuille pendant 1 min environ dans un bac contenant un fond d'eau à laquelle on a jouté quelques mL de vinaigre d'alcool blanc ou de jus de citron filtré. Ceci a pour effet d'éliminer les réactifs restants et d'acidifier légèrement le papier afin que la couleur bleue résiste mieux au temps. La couleur jaune doit alors se dissoudre dans l'eau. La couleur bleue reste sur le papier. Si le bleu aussi s'élimine lors de cette étape, cela signifie que votre papier n'est pas assez absorbant et qu'il faut en utiliser un papier de meilleure qualité.
• Le cyanotype prendra sa teinte finale en s'oxydant lentement à l'air.

Variante : il est possible de réaliser un rinçage à l'eau en y ajoutant une petite quantité (1 mL) d'eau oxygénée concentrée , ce qui a pour effet de rendre une couleur bleue très prononcée en quelques secondes.

5.4 Changement de coloration (facultatif, non testé)

Si l'on souhaite une autre couleur que le bleu caractéristique du cyanotype, il est possible de faire subir à la feuille, dans l'ordre suivant :

• Solution diluée d'acide chlorhydrique, pour le blanchiment
• Solution diluée de bisulfite de sodium, pour supprimer la teinte jaune
• Solution de carbonate de sodium à 1%
• Solution d'hydroxyde de sodium à 4%
• Lavage à l'eau
• Solution diluée d'acide borique à laquelle on a ajouté, selon la teinte souhaitée :
  • Teinte noire : un peu d'acide gallique
  • Teinte brune : un peu d'acide tannique (tanin)
  • Teinte violacée : un peu de tanin de chêne
  • Teinte verte : un peu d'acide sulfurique très dilué, ou bien un peu de permanganate de potassium + une pincée de sel de cuisine.
• Lavage à l'acide chlorhydrique à 1% pour raviver les tons.

5.5 Variante de support

Les cyanotypes peuvent être réalisés sur n'importe quel support absorbant : toile de coton et autres tissus naturels, planches de bois…

5.6 Séchage et conservation

• Tremper la feuille dans un bac contenant de l'eau du robinet pour éliminer les réactifs et la laver.
• Bien sécher votre cyanotype à l'aide du sèche-cheveux.
• Ne pas conserver les cyanotypes dans une atmosphère alcaline (ammoniac, etc.) faute de quoi la couleur bleue s'estompera.

6 Explications

• La couleur bleue est due à un précipité bleu de ferrocyanure ferrique de formule chimique complexe : KFe₂(CN)₆, appelé historiquement bleu de Prusse ou bleu de Turnbull. En réalité les deux ions du fer sont à des degrés d'oxydation différents : KFe^+III[Fe^+II(CN)₆]. Ce pigment bleu, solide et peu soluble dans l'eau, est incrusté dans les fibres du papier.
• Du fait de son analyse difficile en cristallographie il y a quelques années, il existait encore une ambiguïté sur la véritable formule de ce pigment. Certains estimaient que le bleu de Prusse et le bleu de Turnbull avaient des formules différentes :
  • Bleu de Prusse (ou de Berlin) : Fe^+III₄[Fe^+II(CN)₆]₃ lorsqu'il était obtenu par action d'une solution d'ions Fe^+II sur le ferricyanure de potassium K₃[Fe^+III(CN)₆],
  • Bleu de Turnbull : Fe^+II₃[Fe^+II(CN)₆]₂ lorsqu'il était obtenu par action d'une solution d'ions Fe^+III sur le ferrocyanure de potassium K₄[Fe^+II(CN)₆].

En fait, leur différence subtile de couleur ne semble due qu'à une différence de taille et de pureté des cristaux lors de la précipitation.

• À noter qu'il existe aussi :
  • le prussiate jaune : autre nom du ferrocyanure de potassium K₄[Fe^+II(CN)₆]
  • le rouge de Prusse : autre nom du ferricyanure de potassium K₃[Fe^+III(CN)₆]
  • le blanc de Prusse : K₂Fe^+II[Fe^+II(CN)₆] (qui s'oxyde à l'air pour donner le bleu de Prusse)
  • le vert de Prusse : Fe^+III[Fe^+III(CN)₆]
• Le complexe bleu ainsi obtenu possède une propriété physique remarquable : il est magnétooptique, c'est-à-dire que l'état de polarisation de spin des ions fer de ce complexe peut être modifié par un rayonnement lumineux. Pour cette raison, il est envisagé de l'utiliser comme moyen de stockage d'information.
• La cyanotypie est un procédé négatif : les zones sombres du film donnent des zones claires sur le papier, et les zones claires du film donnent des zone (bleues) foncées sur le papier. (C'est le contraire pour l'anthotypie.)

La cyanotypie est un procédé négatif.

7 En savoir plus

• Un site très complet sur les procédés photographiques alternatifs (en anglais) : http://www.alternativephotography.com
• Une liste exhaustive des procédés photographiques (en anglais) : http://en.wikipedia.org/wiki/Photographic_processes
• D'autres expériences dans la Catégorie:Photographie.
• Pour un procédé photographique n'utilisant que du jus de plantes vertes (et aucun autre produit), voir : Les anthotypes.