Kevin Costner et Octavia Spencer s'étaient donné la réplique dans Black or White ; bien que plus de quinze ans les séparent, ils ont joué les grands-parents d'une petite-fille donc chacun voulait récupérer la garde.
Parmi les producteurs des Figures de l'ombre, on peut retrouver Pharrell Williams, qui a également supervisé la musique du film. Le projet était particulièrement important pour lui : "Je suis fasciné par la NASA depuis l’enfance car j’ai grandi non loin de Langley. Cette histoire possédait donc tous les éléments pour me plaire car il y est question de science, de femmes hors du commun, de femmes afro-américaines, des années 60 et de l’espace. Il fallait absolument que j’y prenne part", déclare-t-il.
En plus d'avoir dirigé dans Les Figures de l'ombre un trio de femmes décapant, composé de Taraji P. Henson, Octavia Spencer et Janelle Monáe, le réalisateur Theodore Melfi a signé le scénario de Braquage à l'ancienne de Zach Braff, qui met cette fois en scène un trio d'hommes mémorable : Morgan Freeman, Michael Caine et Alan Arkin.
La véritable Katherine Johnson, jouée à l'écran par Taraji P. Henson et aujourd’hui âgée de plus de 90 ans, se dit surprise par cette nouvelle fascination pour les accomplissements professionnels de ses collègues et elle-même. "Comme n’importe qui, je me suis contentée de faire de mon mieux, que ce soit au travail, dans ma famille ou au sein de ma communauté. Je n’ai fait que résoudre des problèmes qui devaient être résolus", confie-t-elle modestement.
Alors que dans l’industrie, pendant la Seconde Guerre mondiale, les femmes étaient invitées par l’icône de Rosie la riveteuse à occuper des postes jusqu’alors tenus par des hommes, le même phénomène a touché le domaine des sciences et des mathématiques. La pénurie de scientifiques et de mathématiciens conjuguée au vote de lois anti-discrimination raciale a poussé la Défense et les agences fédérales à embaucher des femmes et des Afro-Américains capables de poursuivre leurs recherches fondamentales, afin notamment de pouvoir envoyer le premier Américain en vol orbital autour de la Terre.
Malgré les lois ségrégationnistes Jim Crow toujours en vigueur en Virginie, le laboratoire de Langley (Langley Memorial Research Lab), géré par ce qui deviendra la NASA, a engagé une équipe entière de femmes afro-américaines capables de réaliser des calculs extrêmement complexes bien avant l'arrivée des superordinateurs. Un grand nombre d'entre elles étaient professeurs de mathématiques. Bien que leur travail ait été indispensable, leur couleur de peau n'était pas oubliée ; ces dernières mangeaient et travaillaient dans des locaux séparés situés dans une aile isolée de l’agence, le West Computing. Elles étaient également moins payées que leurs collègues blanches.
L’écrivain Margot Lee Shetterly, également productrice exécutive du film, s'est penchée sur le sort des femmes employées de la NASA. Alors que son propre père travaillait au sein de l'agence spatiale, elle a été stupéfaite que ces femmes ne soient pas plus connues. Le film s'inspire de son ouvrage, basé sur des entretiens, des recherches approfondies et des documents d’archives, qui raconte le quotien extraordinaire de ces femmes partagées entre la révolution technologique à laquelle elles ont pris part et la ségrégation dont elles ont été victimes. Margot Lee Shetterly a également fondé le Human Computer Project, une organisation dédiée à l’archivage du travail de toutes les femmes qui ont contribué aux premiers succès de la NASA. "Ces femmes étaient d’une certaine manière invisibles, mais elles considéraient qu’elles avaient la chance d’exercer un métier qui leur plaisait - elles aimaient en effet s’attaquer à ces complexes problèmes mathématiques - et cela leur suffisait", déclare l'auteur. "Par le passé, les femmes étaient systématiquement écartées dans les milieux technologiques. Nous avons cette image préconçue de l’astronaute et du scientifique et puisque ces femmes ne correspondaient pas au profil, les historiens les ont souvent oubliées".
Allison Schroeder, à qui l'on doit le scnéario adapté des Figures de l'ombre, a une relation particulière avec la NASA. En effet, la jeune scénariste a étudié les mathématiques à un haut niveau, a fait un stage au sein de l’agence spatiale américaine ; sa grand-mère était elle-même programmatrice à la NASA depuis les débuts de l’agence jusqu’au programme de la navette spatiale, et son grand-père a pris part au Programme Mercury, au sein duquel John Glenn a effectué son vol.
Alors que son nom était évoqué pour réaliser Spiderman, le réalisateur Theodore Melfi, à qui l'on doit la comédie indé St Vincent avec Bill Murray, a préféré se consacrer aux Figures de l'ombre. "J’essaie de dire quotidiennement à mes filles qu’elles peuvent faire ce qu’elles veulent dans la vie si elles y mettent tout leur coeur et toute leur âme, et ça comprend les maths et les sciences. Je tiens à ce qu’elles sachent qu’elles ont de la valeur et qu’elles peuvent se créer une vie satisfaisante grâce à leur intellect. Ce film était l’occasion pour moi de rappeler aux jeunes filles qu’elles peuvent toutes aspirer à devenir des Katherine Johnson", déclare le cinéaste.
Entre la mise en route du projet et la fin du tournage des Figures de l'ombre, moins d'une année s'est écoulée.
Janelle Monáe, qui est à l'origine chanteuse et compositrice, fait des débuts fracassants au cinéma en 2017, en figurant au casting des Figures de l'ombre et de Moonlight de Barry Jenkins. À noter : Mahershala Ali est également à l'affiche de ces deux films.
Le travail de Katherine Johnson est aujourd'hui officiellement reconnu par la NASA. Un pôle de recherche informatique et de calcul portant son nom a été inauguré au Centre de recherche Langley le 5 mai 2016, jour du 55e anniversaire du vol historique d’Alan Shepard dans l’espace rendu possible par la mathématicienne.
Pour s’assurer de l’exactitude des équations mathématiques du film et faire comprendre aux acteurs la manière dont réfléchissent les mathématiciens, l'équipe du film a fait appel au docteur Rudy L. Horne, professeur de mathématiques à Morehouse College, une université historiquement noire. Taraji Henson a elle-même passé beaucoup de temps à étudier avec le professeur Horne. L’actrice, qui voulait devenir ingénieur, a toutefois dû surmonter une peur des maths. Elle confie : "Ça a été difficile mais j’étais consciente que parmi les spectateurs il y aurait certainement des spécialistes des maths, il valait donc mieux que je ne fasse pas d’erreur. C’était tellement complexe que certains soirs j’en avais les larmes aux yeux, mais je me suis fait violence car je fais partie de ces spectateurs qui ne seraient pas contents si les calculs qu’ils voyaient à l’écran se révélaient faux !"
Pour être en accord avec l'esthétique de l'époque, la directrice de la photographie Mandy Walker a utilisé divers objectifs employés alors. Ils ont ainsi utilisé d’anciens objectifs anamorphiques Panavision et de la pellicule argentique Kodak.
Les Figures de l'ombre a été tourné à Atlanta, ce qui a permis au chef décorateur Wynn Thomas d’utiliser le Morehouse College pour l’extérieur de la NASA. L’agence spatiale avait été conçue pour fonctionner à la manière d’un campus universitaire ; c’est pourquoi l’idée d’utiliser une des plus anciennes universités noires des États-Unis pour lui servir de doublure a rapidement germé.