Les frères Lumière ont déposé plus de 170 brevets, essentiellement dans le domaine de la photographie. Ils sont à l'origine de la commercialisation des plaques photographiques instantanées en 1881. La vente de ces plaques dites Plaques Étiquettes-Bleues fera leur fortune. Ils sont à l'origine du cinématographe qui lance définitivement l'industrie du cinéma en 1895. Ils sont à l'origine de l'obtention de la couleur sur plaque photographique en 1907. Cette plaque, dite « autochrome », était considérée par Louis Lumière comme sa plus prestigieuse invention, celle pour laquelle il consacra plus de 10 années de sa vie.
La Sortie de l'usine Lumière à Lyon est généralement considéré en France comme étant le premier film de l'histoire du cinéma. Il est aussi parfois considéré comme le premier film à avoir été projeté en public au Salon indien du Grand Café à Paris, le 28 décembre 1895 (si l'on ne tient pas compte des projections publiques du Pont de Leeds de Louis Le Prince en octobre 1888), mais également lors des douze projections privées qui ont précédé, à partir du 22 mars 1895 à la Société d'encouragement pour l'industrie nationale1, ou encore comme le premier film documentaire de l'histoire. Cette scène de 45 secondes a été tournée par les frères Lumière le 19 mars 1895. On y voit la sortie des ouvriers, essentiellement des femmes, de l'usine des frères Lumière au 21-23 rue Saint-Victor (aujourd'hui renommée en rue du Premier-Film), au sein du quartier de Monplaisir, dans le 8e arrondissement de Lyon.
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