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Après un passage chez [[Pathé]], il fonde en [[1935]] une entreprise d'[[optique]] spécialisée dans le domaine [[cinématographique]], les [[Angénieux|Etablissements Pierre Angénieux]]. C'est au sein de celle-ci qu'il fera le choix de l'[[optique géométrique]] au détriment de l'[[optique physique]] pour le calcul des [[Objectif photographique|objectif]]s, rejoignant en cela l'''École allemande'' ([[Carl Zeiss]] et [[Ernst Abbe]]). Il développe alors des méthodes de calcul qui permettent de réduire d'un facteur 10 le temps nécessaire à la conception d'un objectif.
 
En [[1950]], il invente le révolutionnaire [[Rétrofocus]] qui, en repoussant le [[point principal|plan principal image]] (et donc le foyer) loin derrière la dernière lentille, permet enfin de monter un [[objectif grand angle]] sur un systémesystème [[Appareil photographique reflex mono-objectif|réflex mono-objectif]].
 
En [[1953]], Pierre Angénieux parvient à repousser les limites de l'[[Ouverture (photographie)|ouverture]] d'un objectif en mettant au point un objectif atteignant f/0,95 d'ouverture contre f/1,4 auparavant. Cet exploit lui vaut d'être choisi par le constructeur étasunien ''Bell and Howell'' pour équiper ses caméras ''BH 70'' et ce, pendant 35 ans.
 
En [[1956]], s'appuyant sur ses méthodes de calcul des combinaisons optiques, il relève le défi de créer un objectif à focale variable — ou [[zoom]] — à mise au point rigoureuse et constante (17-{{Unité|68|mm}}). Pour ce faire, un ou plusieurs groupes compensateurs se déplacent de façon non linéaire et très précisément coordonnée aux déplacements du groupe servant à modifier la distance focale. Cette compensation dite mécanique permet, moyennant un mécanisme à cames très précis, la construction de zooms de haute définition et grande amplitude de variation. Le rapport, 10limité està atteint4 dès(17-{{Unité|68|mm}}) 1958en 1956, atteint 10 (10-{{Unité|120|mm}}) dès 1958.
 
Le [[31 juillet]] [[1964]], la [[lune]] est photographiée pour la première fois par la sonde spatiale [[Ranger 7]]. Cette sonde est équipée d'une caméra [[RKO Pictures|RCA]] et d'un objectif Angénieux {{Unité|25|mm}} f/0,95. Cette coopération de la société Angénieux avec la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]] passera par les missions [[Programme Ranger|Ranger]], [[Programme Gemini|Gemini]] et finalement [[Programme Apollo|Apollo]] pour arriver le [[21 juillet]] [[1969]] aux premiers pas de l'Homme sur la Lune avec la mission [[Apollo 11]]. Cette coopération ne s'arrête pas là : les missions [[Programme Apollo|Apollo]], [[Apollo-Soyouz]] et celles de la [[navette spatiale]] embarquent à chaque fois des objectifs Angénieux.