עם זאת, ברטיון הבין שיחסי דמיון בין תצלום הזהות לבין הפושע, כפי שהוא נקלט על ידי מראה העיניים, הם בעייתיים ואינם תורמים לעבודת המשטרה. הוא מכנה את תצלום הפורטרט החזיתי "תמונה לא הגיונית" (l'image irraisonée) משום שהוא מתבסס על הזיכרון הוויזואלי האנושי, שאינו אמין. לעומת זאת, "זהו [תצלום] הפרופיל עם הקווים המדויקים שלו שמספק אינדיבידואליות קבועה לכל פנים", מאחר שקווי הפרופיל אינם משתנים במהלך השנים אצל אדם בוגר. ואולם, תצלום הפרופיל "ייתקל בהססנות ואולי אף בהכחשה על ידי אנשים מסוימים שאינם תופסים שזהו ייצוג, מכיוון אחר, של אותו אינדיבידואל אותו הם כן מכירים במראה מהחזית", זאת משום שאיננו מורגלים לראות את עצמנו או את מכרינו מזווית זו. ובכל זאת, דווקא תצלום זה יאפשר, לעין של שוטר מיומן, לחלץ את הזהות של העבריין באופן המדעי והשלם ביותר.
שיטתו של ברטיון יוצרת קשר מורכב בין הפורטרט המצולם לבין המציאות. הדמיון למציאות אינו נמדד עוד ביחס לרשמי החושים והראייה, אלא ביחס למערכת המדידה והתיוק, ובמידת מה, נגד הראייה הבלתי אמצעית. תפיסת הדמיון של התצלום למציאות, בשיטת הזיהוי שהציע, מזכירה ניסויים מדעיים אחרים שנעשו בעזרת המצלמה באותה תקופה, כגון תצלומי כרונופוטוגרפיה שיצר אטיין ז'ול מארה או תצלומים מורכבים שיצר פרנסיס גולטון, בהם המצלמה אינה מתעדת את מה שהעין רואה ממילא, אלא מייצרת תצלומים מהירים יותר ממה שהעין הלא מזוינת יכולה לראות (מארה) או תצלומים סטטיסטיים, שמרכיבים יחד מספר רב של דימויים ליצירת טיפוס אידיאלי ממוצע (גולטון). מהרגע בו חצה הצילום את סף הראייה, תצלומים הפכו ליותר מאשר תמונות – הם הפכו למידע (data), וככאלו, המידע שבתצלומים אינו נגזר מהשוואתם למציאות, אלא מהשוואתם לתצלומים אחרים.
מערכת מדידה ותיוק.
כאמור, ברטיון הבין שגם תצלום זהות שעבר סטנדרטיזציה לא יוכל לתפקד בארכיון המכיל אלפי תצלומים, משום שהתאמה השוואתית של עבריין לתצלום על-פי מראה עיניים אינו יעיל, אינו מדויק ואינו מדעי. נדרשה שיטת סיווג "שתהיה מבוססת על האלמנטים המאפיינים של האינדיבידואליות"; שיטה שתחליף את עבודת ההשוואה הפרטנית המייגעת, אך גם שיטת סיווג שתוכל לקצר את משך הזיהוי והקישור בין תצלומי ארכיון לאינדיבידואלים ממשיים שנעצרו בידי המשטרה. כבן למשפחת סטטיסטיקאים ואנתרופולוגים, הכיר ברטיון את טכניקות הביומטריה והאנתרופומטריה - תחומי עיסוקם של אביו ואחיו הבכור - המשמשים כאמצעי מדעי לזיהוי בני אדם על בסיס מדידות פיזיות או פסיכולוגיות. הוא ניסה לייבא טכניקות אלו לדיסציפלינה הקרימינולוגית. השיטה שפיתח התבססה, מלבד על תצלום הזהות הסטנדרטי, גם על סדרה בת אחת-עשרה מדידות. על סמך ההנחה שהסיכוי לכך ששני בני אדם יוכלו לחלוק סדרה זהה של 11 מידות גופניות הוא קטן ביותר, בסביבות אחת לארבעה מיליון, גיבש ברטיון רשימת מדידות אנתרופומטריות (מדידות גופניות) של פושעים, אותה נדרשו מעתה ליישם פקידי המשטרה על כל עציר ואסיר. המדידות כללו גובה, היקף ראש, צורת האוזן הימנית, אורך כף רגל שמאל, אורך זרוע שמאל, צבע האישון, ועוד - אחת-עשרה מידות אותן החשיב ברטיון כקבועות אצל כל אדם בוגר. את רשימת המדידות האלו נדרשו פקידי המשטרה לרשום בכרטיסיית זהות, שכללה גם את תצלום הזהות הסטנדרטי (בחזית ובפרופיל, עם יחס הקטנה קבוע, כאמור לעיל). סדרת המדידות מסגרה את התצלומים בטקסט מספרי-מתמטי, ויצרה בסיס להשוואת התמונות. סביב מדידות אלו ארגן ברטיון את הארכיון המשטרתי.
הרציונל שבבסיס שיטת ארגון הארכיון של ברטיון לקוח מהמושג "האדם הממוצע" (l'homme moyen) שהמציא ב-1835 האסטרונום הבלגי ואחד מאבות הסוציולוגיה והסטטיסטיקה המודרנית, אדולף קטלה (Adolphe Quetélet). קטלה קבע כי ניתן לסדר כל מידה באוכלוסייה בעקומת "פעמון", כש"האדם הממוצע" (כלומר, רוב האוכלוסייה) נמצא במרכז ומשני צדיו נמצאות החריגות שנעשות נדירות יותר ויותר. הארכיון המשטרתי של ברטיון סודר על פי התפלגות המדידות הגופניות - "הגובה של האדם הממוצע", "צורת האוזן של האדם הממוצע" וכדומה - על סמך ההנחה ש"למין הרגע שישנו גיוון מסובייקט אחד לשני, אפשר להיות בטוחים ... שתפוצת המקרים הפרטיים תציית לעקומת הפעמון (binominal curve)". את אחת-עשרה המדידות הגופניות חילק ברטיון לשבע קבוצות על פי מידה, וארגן את כרטיסיות הזהות במטריצה של תת-חלוקות עוקבות, ראשית חלוקה על פי גובה, אחר כך על פי אורך הזרוע, היקף הראש, רוחב הראש, וכן הלאה, עד לאורך האצבע האמצעית. כך היה יכול למקם מאה אלף כרטיסיות ברשת של מגירות, כשתת הקבוצה האחרונה מורכבת ממגירה בודדת המכילה כתריסר כרטיסיות זהות. כפי שאבחן סקולה, "ניתן לומר שברטיון גילם את עקומת הפעמון כרהיט משרדי".
שיטתו של ברטיון נועדה לאלץ את גוף הפושע להציג את עצמו שוב לא באמצעות ראייה בלתי אמצעית, אלא בתוך מערכת תנאים מלאכותיים של מדידות ותיוק, בהם איבריו יאולצו להפיק מידע זהה לזה שכבר שמור בארכיון.
ב-1882 מפקדיו של ברטיון אישרו לו לערוך ניסוי של שיטתו, ולאחר מכן החלה משטרת צרפת ביישום השיטה, שבהמשך נקראה "ברטיונז'". השיטה החדשה הייתה יעילה בהרבה מקודמתה, וכפי שטען ברטיון, "ארבעה זוגות של שוטרים יספיקו, בפריז, למדידה כל בוקר בין השעה תשע ועד הצהריים, של 100 עד 150 איש שנעצרו ביום הקודם". מדידה של עצור ערכה כשבע דקות גם עם שוטרים לא מיומנים, והצילום לקח מעט יותר זמן; שוטרים מומחים יכלו לשחזר את המידע מהכרטיסיות בתוך חמש דקות בממוצע. לאחר עשר שנות עבודה יכול היה ברטיון להתפאר בכך שזיהה כ-4,564 פושעים חוזרים מתוך 100,000 הגברים ו-20,000 הנשים שבהם טיפל בין השנים 1883 ל-1893.
שיטת הברטיונאז' הצליחה מאוד בעולם, אומצה ב-1893 בארצות הברית, בלגיה, שווייץ, רוסיה, רוב דרום-אמריקה, תוניסיה, מערב הודו הבריטית ורומניה. תרגומים של חוברת ההדרכה של ברטיון הופיעו בגרמניה, שווייץ, אנגליה, פרו וארצות הברית. ברטיון זכה במדליית אביר בלגיון הכבוד הצרפתי ב-3 בספטמבר 1893, וכן במספר רב של עיטורי כבוד במדינות שאימצו את שיטתו, בהם אות אביר מסדר ואסה (Wasa) (שוודיה, 14 ביולי 1893), מפקד במסדר סנט-סבה (סרביה, 15 במאי 1895), קצין במסדר אוראנז'-נאסו (הולנד, 18 בפברואר 1896), מדליית כבוד מהמלכה ויקטוריה (אנגליה, 17 ביוני 1897), קצין במסדר כתר ברזל (אוסטריה, 17 בנובמבר 1897), מפקד מסדר סנט סטניסלאוס (רוסיה, 13 בדצמבר 1897), אביר מסדר דנבורג (דנמרק, 20 במרץ 1902), קצין במסדר הכוכב הרומני (רומניה, 20 באוגוסט 1902), אביר במסדר סן-מוריס ולזאר (איטליה, 30 בספטמבר 1908), מפקד במסדר לאופולד השני, (בלגיה, 20 באוגוסט 1912), מפקד במסדר המלכותי של איזבלה הקתולית (ספרד, 10 ביולי 1913) ומפקד במסדר סן-מוריס ולזאר (איטליה, 8 בספטמבר 1913).
"לחנך את העין" של השוטרים.
ברטיון קרא לשיטת תצלומי הזהות שלו "portrait parlé" (פורטרט מדבר), ובנה קורס הכנה לשוטרים ופקחים חדשים במטרה "לחנך את עינם" (קורסים בני שלושה חודשים, עם עשרים עד עשרים וחמישה משתתפים בכל פעם). הקורס התמקד בפירוק הפנים. הסטודנטים בו נדרשו ללמוד כיצד למדוד מאפייני פנים שונים, כגון אוזן, אף או מצח, ולתייג את המדידות בטקסונומיה מורכבת של צורות (קווי מתאר, פיתולים, קפלים, מרווחים, זוויות וכדומה). חלק מטכניקה זו נועדה להקל על הזיכרון של פנים ותצלומי פנים. ברטיון האמין שהאדם יכול לראות ולזכור רק את מה שהוא מסוגל לתאר, ולכן יש לבנות עבורו אוצר מילים מיוחד שיוכל להפיק נקודות עוגן לזיכרון.
בבחינה המסכמת בקורס קיבלו הסטודנטים כרטיסיית זהות של אדם מסוים, עם כל התיאור המילולי אך ללא התצלום שאמור להיות מוצמד אליה. הם נדרשו לזכור את פרטי הכרטיסייה לפני שזו נלקחה מהם, ואז לזהות את האדם המבוקש בתוך קהל של אנשים (לעיתים נדחס מסדרון של מבנה משטרתי באנשים באופן שדימה "שדרה עירונית", והנבחנים נאלצו לזהות בתוכו את ה"מבוקש" שלהם).
מאמר אוהד אנונימי בעיתון "הבוקר" ("Le Matin") מ-1903, תחת הכותרת "הפורטרט המדבר" ("Le Portrait parlé"), תיאר את משטר החינוך הוויזואלי של שיטת ברטיון:
צילום זירות פשע.
תחום קרימינולוגי נוסף אליו חדרה המצלמה במאה ה-19 הוא צילום זירות פשע, וגם עליו ניכרת השפעתו של ברטיון. תצלום זירות הפשע היה עניין כאוטי שדרש הסדרה. ברטיון קבע סטנדרט לזווית העדשה, לפרספקטיבה, לקנה המידה, לנושאים שיש לצלם ולתאורה שבה יש להשתמש. הוא הכניס סרגל מידה לתצלומים אלו, והמציא מצלמה מיוחדת לצילום גופות בזירות הרצח, שהייתה בעלת עדשה רחבת זווית והוצבה על גבי חצובה שאת שלוש רגליה ניתן להאריך ולהציבה מעל הגופה (כמעין אוהל) כשהעדשה מופנית כלפי מטה. כך צולמה הגופה במראה-על, בזווית של 90 מעלות (לרוב ניתן לראות את רגלי החצובה בתוך התצלום). בהגיעו לזירה, נדרש צלם המשטרה לצלם מראה-על שכזה, ובנוסף לו את הגופה בסביבתה יחד עם סרגל קנה מידה שיצביע על גודלו של האתר ומידתם של חפצים בסביבה, ותצלום שלישי של תקריב הגופה מגובה הרצפה. בבתי המשפט בצרפת תצלומים אלו, שנחשבו לקבילים כראיה, הוצגו לא פעם בידי התביעה כדי לזעזע את חבר השופטים ובכך להשיג הרשעה מהירה.