Grand Oral du Bac: Les couleurs

« vert et du bleu .

En synthèse soustractive , ce sont les couleurs les plus claires (tout mélange est plus sombre) : le magenta , le cyan et le jaune.

Une couleur est dite complémentaire à une autre couleur si leur association donne du blanc en synthèse additive ou du noir en synthèse soustractive .

Deux couleurs complémentaires sont diamétralement opposées sur le cercle chromatique , c'est le cas du roug e et du cyan par exemple .

les couleurs secondaires sont obtenues en mélangeant à parts égales deux couleurs primaires .

On obtient le vert, orange et violet en soustractif et le cyan , magenta et jaune en additif.

L'IMPIESSION ET LE SYsrtME CMJN Dans l'Imprimerie , la synthèse est soustractive .

On travaille donc avec les trois couleurs primaires jaune, cyan , magenta (CMJ).

En pratique leur mélange ne donne qu'un brun foncé , aussi utilise-t-on une encre noire en plus .

C'est le système de quadrichromie CMJN.

Pour une reproduction , la page est photographiée trois fois en noir et blanc avec des filtres bleu -violet, vert­ jaune et rouge-orangé , afin d'exprimer le degré de noirceur des trois couleurs CMJ, puis sans filtre .

Avec ces négatifs , le photograveur fabrique quatre plaques .

la surimpression des trois couleurs et du noir va créer les couleurs, par soustraction .

LA TtL~ISION ET LE SYsrtME RVB Pour la télév ision , la couleur est formée par synthèse additive.

Lors du tournage d'une émis sion par exemple , la caméra calcule pour chaque point coloré filmé , les proportions de rouge , bleu et vert qui le constituent.

Ces informations transitent dans l'écran de télévision via trois faisceaux à électrons , correspondant aux trois couleurs primaires de la synthèse additive .

la face interne de l'écran est couverte d 'un réseau de points luminuc~nts qui émettent du rouge , bleu ou vert, de manière plus ou moins élevée selon leur stimulation électronique.

la forme et les couleurs de l'Image naissent du mélange optique des points lumineux .

l'œil reconstitue toute la gamme des nuances colorées .

LES COULEURS DANS LA NATURE LA STRUCTURE CHIMIQUE On a vu que la couleur d'un corps sous la lumière blanche est fonction des radiations qu'il absorbe et qu'il réfléchit.

Ce comportement à l'égard de la lumière dépend de la structure chimique du corps .

En modifiant la structure , on peut changer la couleur .

le cuivre que l 'ont voit souvent sur les toits des bâtiments passe au vert-gris avec la corrosion naturelle .

Le fer est naturellement gris.

Après oxydation , il devient brun-rouge: c 'est la rouille .

Broyés , ces oxydes métall iques sont utilisés dans la fabrication de pigments colorés .

Pour modifier la structure chimique et donc la couleur des objets qui l'entouren~ l'homme extrait et élabore des pigments et des colorants .

LES PIGMENTS les pigments sont des particules microscopiques d'un corps solide réduit en poudre.

Ils sont insolubles dans l'eau .

Depuis toujours , l'homme puise des pigm~nts minéraux ou organiques dans la nature: les terres (l'ocre, la terre d 'Ombre, etc.), l'encre de seiche (le sépia ), le bois de fusain, la lignite (le brun de Cassel), le charbon , les oxydes métalliques , etc.

Mais depuis le XVIII' siècle , l'élaboration de procédés chimiques permet de fabriquer des pigments artificiels de toutes les nuances .

le plus souvent , ce sont des pigments blancs, teintés par un colorant.

Pour que le pigment coloré adhère à une surface , il doit être mélangé à un liant (colle, résine, laque ).

les peintures liquides sont fabriquées en mélangeant un liant , un solvant et le pigment qui est réparti de manière homogène dans le liquide sans se dissoudre.

On retrouve aussi les pigments dans les encres d'imprimer ie , les crayons de couleur, les pastels, etc.

LES COLORANTS Contrairement aux pigments insolubles , certaines couleurs peuvent être totalement dissoutes dans un solvant approprié.

Ce sont les colorants , largement répandus dans le monde animal et végétal.

le plus connu reste la chlorophylle, produite par les plantes .

Chez les animaux , la pourpre par e xemple est tirée du mure x.

un mollusque marin et le carmin vient de la cochenille , un insecte .

Les autres sources des colorants sont les racines, les fleurs, les fruits , etc.

Les feuilles de l'indigoti~r.

un arbuste des régions chaudes , permettent de fabriquer la couleur bleu -noir , l ' indigo .

Mais désormais , de nombreux colorants sont produits artificiellemen~ à base de goudron de charbon .

lors de leur utilisation , les colorants ne sont pas appliqués en surface comme les pigments , ils pénètrent le matériau en profondeur .

lES JEUX OPTIQUES Certaines manifestations colorées ne naissent ni de la synthèse additive ou soustractive de lumières , ni de colorations ou de pigmentations .

Ils proviennent des phénomènes optiques de dispersion de la lumière .

Ainsi , l'arc-en-ciel est dû à la réflexion et à la réfraction de la lumière solaire dans des gouttes de pluies .

Dans la journée , la couleur bleue du ciel est due à une forte réfraction de la lumière par les molécules gazeuses de l'atmosphère .

Mais le matin et le soir, lorsque les rayons frappent la surface terrestre selon un angle trè s obtus , le taux élevé de dispersion des longueurs d'ondes dans les particules d 'eau et de poussières provoque des teintes roses et rouges .

Plus intrigantes , les irisations sur les bulles de savons , les flaques d'essences ou les coquil/11g~s n11crrs sont dues à des phéno­ mènes d'inter ­ férences.

lorsqu 'une lumière blanche frappe les couches minces d'un corps transparent et incolore , la réflexion sur les couches peut produire des interférences qui donnent ces jeux de couleurs .

19UJMiwl Quand on observe un obje~ la sensation de couleur ne naît qu'après le passage de l'information lumineuse de l'œil au cerveau .

l'Information va prendre une voie optique dans le globe oculaire , puis photochimique dans la rétine, et enfin électrique dans le nerf optique .

Organe de base de la vision, l'œil permet de recevoir le rayonnement et former l'image des objets perçus .

LA RtTINE Placée au fond de l 'œil, la rrtin~ est constituée d'une fine couche de cellules nerveuses .

Deux types de cellules photoréceptrices captent l'énergie lumineuse et envoient des signaux nerveux au cerveau .

Ce sont les cônes et bâtonnets , appelés ainsi en raison de leur forme caractér istique.

la rétine contient environ trois millions de cônes et cent m illions de bâtonnets .

Ils ont des fonctions totalement différentes .

Placés à la périphér ie de la rétine, les bâtonnets assurent une vision en noir et blanc et fonctionnent quand l'intensité lumineuse est faible.

Au contraire , les cônes, fins et serrés , sont situés au centre de la rétine et détectent la couleur quand la lumière est vive .

Il existe trois types de cônes contenant chacun un pigment dont le maximum d'absorption de la lumière s e situe dans les faibles , moyennes ou grandes longueurs d'ondes (bleu , vert et rouge ).

On parle donc de vision des couleurs trichromatique chez l'homme .

LE CERVEAU la rétine envo ie le message par le nerf optique .

l'information passe dans les corps grenouillés latéraux, situés entre l'œil et le cortex .

Ces relais sont très importants pour la perception des couleurs, ils contrôlent et coordonnent les données .

Au final, c 'est bien au niveau du cerveau , dans le cortex visuel primaire , que se forme la sensation de couleur .

LES ANOMALIES DE LA VISION Il existe plusieurs types d 'anomalies de la vision des couleurs .

Ce sont pour la plupart des déficiences génétiques .

l'achromatopsie est une maladie extrêmement rare liée à un dysfonctionnement des cônes.

Les sujets perçoivent leur environnement en noir et blanc et en niveaux de gris .

la cécité aux couleurs est alors totale .

Moins grave mais plus courant, le dichromatisme ou d111tonism~, étudié par le chimiste Dalton.

Les daltoniens sont aveugles pour une des trois couleurs fondamentales .

Dans le type le plus courant de cette anomalie, le rouge, l'orange, le jaune et le vert-jaune sont tous perçus comme jaune , le bleu vert et le pourpre sont grisâtres , et le bleu est perçu normalement.

LA VISION DES ANIMAUX Dans le règne animal , la perception des couleurs diffère d 'une espèce à l'autre, en fonction de la complexité de la rétine.

Beaucoup de progrès restent à faire dans ce domaine : pour certains animaux comme les lamproies , on ne sait pratiquement rien de leur vision des couleurs .

Comme chez les oiseaux, la vision des poissons est très développée : ils perçoivent le rouge , le jaune, le vert, le bleu, le violet et même l'ultraviolet.

Ainsi deux cailloux d 'un même blanc pour l'homm e auront deux coul eu rs différentes pour un poisson si les pierres absorbent différemment l'ultraviolet.

Les amphibiens et les reptiles distinguent aussi les couleurs : pour la tortue, c'e st le bleu, vert et orange .

L'11b~il/e, avec ses yeux à facettes , a un spectre visible qui s'étend de l'ultraviolet au jaune.

Chez les mammifères , la perception des couleurs semble beaucoup plus restreinte, à part pour les primates .

Les scientifiques ont longtemps pensé que le chat ne voyait qu'en noir et blanc mais des études récentes ont montré qu'il est en fait dichromate.

Sa rétine comporte deux sortes de cônes , sensibles au bleu indigo et au jaune ­ vert.

Il ne voit donc pas le rouge .

Tout comme le taureau : la couleur de la cape du toréador a peu d'importance puisque les bovins voient en noir et blanc seulement MESURER ET CLASSIFIER En product ion et reproduction industrielle des couleurs , pour les éclairages de précision mais aussi dans beaucoup de domaines scient ifiques, une mesure précise de la couleur est nécessai re.

Cette mesure est obtenue en analy sant et en chiffrant la compos ition spectrale d'une lumière : c'est la colorimétrie .

LE PRINCIPE DE TRIVARIANCE En mélangeant trois radiat ions appropr iées dans des proportions déterminées, on peut obtenir toutes les couleurs possibles.

C'est le principe de trivariance visuelle.

Cela entraîne que trois grandeurs sont suffisantes pour décrire toute lumière colorée .

Pour la c olorimétrie , les trois valeurs numériques retenues sont : •la longueur d 'onde dominante.

C'est la teinte .

Elle correspond à la longueur d 'onde en nanomètres de la couleur pure dont la couleur étudiée se rapproche le plus.

•la pure té d'excitation .

C'est un pourcen tage qui exprime la pureté de la couleur étudiée , ou comment elle se rapproche de la couleur pure la plus proche .

• le facteur de luminance .

C'est la luminosité .

Elle s 'expr ime en pourcentage et correspond à l'énergie réfléchie par la surface colorée par rapport à un blanc de référence .

Les artist e s et les coloristes utilisent plutôt la psychométrie pour mesurer les couleurs .

Un système qui ne se base pas sur l'origine physique de la couleur mais sur l'évaluation visuelle de l'apparence des sensations colorées .

LES SYrnMES DE CLASSIFICATION Après avoir défini une couleur, il faut la classer .

Depuis plusieurs siècles , les chercheu r s ont établi des dizaines de systèmes de représentations géométriques des couleurs .

l'approche qui peut être artistique ou physique suit généralement le principe de trivariance, a vec troi s gra nd eur s pour définir les couleurs .

Au XIX' siècle , le chimiste français Mlcii~I-Eugèn~ Ch~VTeul a mis au point un système sous forme de demi ­ sphère.

Toujours utilisé, il permet de classer 14 200 tons.

Au début du xX' siècle, le peintre Albert Munsell a établi un classement toujours d'actualité , sous forme de réseau cylindrique, appelé l'arbre aux couleurs .

Dans le système CIE-RGB, établi par la commission internationale de l'éclairage en 1931, les couleurs sont situées d ans l'espace selon trois axes Rouge , Ble u et Vert .

Une couleur est placée dans l'espace en fonction des proportions relatives de chacune des trois composantes .

le système a depuis été amélioré avec le ClE-XYZ.

D 'origine allemande, le système DIN décrit chaque couleur par la teinte, la saturation et la luminosité .

La fo rme géométrique résultante est un cône renversé .

Selon les domaines et les besoins , différents systèmes de classification sont utilisés .. »