Pierre Bézier : il a révolutionné le graphisme informatique !

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Pierre Bézier… Quel graphiste débutant ne s’est jamais arraché les cheveux de la main gauche (la droite étant occupée par la souris) en utilisant les courbes de Bézier ? Ces « fils à la patte », impossibles à quitter tant ils collent à la souris et qui sont présents dans la plupart des logiciels de dessin vectoriel, dans la modélisation 3D et tant d’autres logiciels ? Et pourtant ces courbes sont indispensables et très pratiques quand on les a enfin maîtrisées.

Sommaire

Concevoir des carrosseries à l’ère numérique

Pierre Bézier est né le 1er septembre 1910 à Paris. Diplômé des Arts et Métiers et de l’École supérieure d’électricité, il entre chez Renault en 1933 et y passera toute sa carrière (42 ans) jusqu’à sa retraite en 1975. Il commence comme concepteur d’outillage et finira directeur du développement technique.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, il est fait prisonnier et passe deux ans dans un camp d’officiers. Mais même là, il continue de développer ses idées et forme des groupes d’étude avec d’autres ingénieurs. Une détermination qui portera ses fruits.

Dans les années 1950-60, l’industrie automobile entre dans l’ère de la commande numérique (CNC). Les machines-outils sont désormais pilotées par ordinateur, mais un problème de taille se pose : comment décrire mathématiquement les courbes complexes d’une carrosserie de voiture de manière précise et reproductible ?

Les méthodes existantes sont lourdes, impraticables. Bézier cherche une solution qui permette de définir des courbes lisses à partir d’un nombre restreint de points, de manière intuitive et calculable par des machines.

Toutefois, ce « gadzart » (issu des Arts et Métiers) n’a pas apprécié la Direction de Renault des vingt dernières années de sa carrière. Et il ne s’en cachait pas.

« En 1955, a succédé à Pierre Lefaucheux un rond-de-cuir sans envergure qui avait jugé, une fois pour toutes, que les ingénieurs étaient des rustres sans culture car ils n’avaient, à leur palmarès scolaire ni latin ni grec, et que les gadzarts étaient, en particulier, bien trop nombreux »…

Pierre Bézier : La découverte des courbes

(Cliquer pour voir l’animation)

En 1962, Pierre Bézier formalise et brevette un type de courbes polynomiales définies par des points de contrôle. Le principe est élégant :

On place quelques points dans l’espace (les « points de contrôle »).
La courbe part du premier point et arrive au dernier.
Les points intermédiaires « attirent » la courbe sans qu’elle passe nécessairement par eux — ils en définissent la forme globale.
Un paramètre t variant de 0 à 1 permet de calculer chaque point de la courbe.

Ces courbes sont basées sur les polynômes de Bernstein (découverts en 1912), mais c’est Bézier qui les rend pratiques et exploitables pour la conception industrielle. Il développe également les surfaces de Bézier pour modéliser des formes en trois dimensions.

Petit détail historique important : l’algorithme de calcul de ces courbes avait en réalité été inventé dès 1959 par Paul de Casteljau, un mathématicien travaillant chez Citroën. Mais de Casteljau était soumis à une clause de confidentialité et ses travaux ne seront rendus publics qu’en 1985. C’est donc Bézier, qui a breveté et popularisé la méthode, qui lui a donné son nom.

UNISURF : la première CAO automobile

Croquis de carrosserie en CAO

Bézier développe son système au sein de Renault sous le nom UNISURF (UNIversal SURFace). Dès les années 1970, le système est utilisé pour concevoir des pièces de carrosserie et des moules d’emboutissage. En 1999, plus de 1 500 employés de Renault utilisaient UNISURF au quotidien. Renault autorise alors la diffusion de la méthode à l’extérieur de l’entreprise à partir de 1968, ce qui va changer l’histoire de l’informatique.

De la carrosserie à la révolution graphique

Au début des années 1980, la société Adobe réutilise les travaux de Bézier pour élaborer le langage de description de pages PostScript, qui deviendra un standard quasi universel (avant d’être progressivement remplacé par le PDF). C’est là que les courbes de Bézier entrent dans l’informatique grand public.

Aujourd’hui, les courbes de Bézier sont partout :

Polices de caractères : chaque lettre de votre écran (TrueType, PostScript, OpenType) est définie par des courbes de Bézier. C’est grâce à elles que les textes restent nets à n’importe quelle taille.
Logiciels de graphisme : l’outil « plume » dans Photoshop, Illustrator, Gimp, Inkscape, Figma… utilise des courbes de Bézier. Chaque fois que vous tracez une courbe à la plume numérique, vous utilisez son invention.
Modélisation 3D : Blender, Maya, 3ds Max, SolidWorks, CATIA : tous les logiciels de CAO/DAO utilisent des courbes et surfaces de Bézier (et leurs généralisations comme les NURBS).
Animation : les courbes d’animation dans After Effects, les trajectoires dans les jeux vidéo, les mouvements de caméra dans les films Pixar.
Web et interfaces : les animations CSS, les SVG, les polices web.
Industrie automobile et aéronautique : retour aux sources : la conception des carrosseries et des fuselages utilise toujours ces mathématiques.

Reconnaissance

En 1985, Pierre Bézier reçoit le prestigieux Steven A. Coons Award de l’ACM SIGGRAPH pour sa contribution à vie à l’infographie et aux techniques interactives. Il s’éteint le 25 novembre 1999 à Bures-sur-Yvette, à l’âge de 89 ans.

La prochaine fois que vous tracez une courbe à la plume dans Photoshop, que vous admirez les lignes d’une voiture moderne, ou que vous lisez un texte parfaitement net sur votre écran, pensez à Pierre Bézier, l’ingénieur de Renault qui, en cherchant à résoudre un problème de carrosserie, a sans le savoir posé les fondations de tout le graphisme informatique moderne.

Pour en savoir plus sur sa vie mouvementée : ce très riche site.