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Victorien Beaugrand séjourne chez son oncle Noël Dorgeroux en attendant sa nomination comme professeur. Il y entretient une idylle avec Bérangère, la filleule de cet oncle. Dorgeroux, chercheur solitaire qui travaille dans le secret au fond d'un hangar de son enclos, va le mettre au courant d'une découverte fantastique qui l'a bouleversé. Un pan de mur mystérieux que le chercheur dissimule habituellement sous un voile noir fait apparaître, une fois activé, un oil immense mais, à l'intérieur duquel deux yeux expressifs semblent bouger et vivre.
Puis une fantasmagorie se développe. Les deux hommes se rendent compte bientôt qu'à chaque fois, elle projette le « film » d'un événement du passé dont ils ont eu connaissance au cours de leur existence ; et, peu après, ils s'aperçoivent que ces deux yeux sont en réalité le regard de l'acteur principal de l'événement qui va suivre. Les faits retracés deviennent de plus en plus rapprochés dans le temps...
Finalement, Dorgeroux décide de transformer son enclos et son hangar en amphithéâtre afin de montrer son invention au public et de gagner l'argent nécessaire à la poursuite de ses travaux. Un jour, Victorien qui a maintenant rejoint son poste à Grenoble, reçoit un courrier inquiet de son oncle qui se sent espionné et « l'objet d'un complot savamment ourdi ».