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Complément disciplinaire PLC2 physique-chimie

Dominique Prot

LA COULEUR

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• De l'Antiquité (Aristote -384/-322) à la Renaissance:

• spectre et classification spectrale des couleurs inconnus

• confusion couleur / lumière

• couleurs classées du blanc au noir, suivant leur degré de clarté, dans une échelle décroissante:

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• Expérience de Newton (1672) :

• classification des couleurs selon leur degré de "réfrangibilité"

• le "blanc" résultat du mélange de plusieurs couleurs

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• Règles de mélanges des couleurs (Helmholtz , milieu du 19ème):

Mélange soustractif:

jaune

magenta

cyan

vert

orangé

violet

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Mélange additif:

R (orangé)

V

B

jaune

magenta

cyan

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• Le système Munsell (1905): 3 paramètres pour une couleur

1. La teinte

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2. La clarté

• degré de "clair ou d'obscur" d'une couleur

• mesurée par comparaison avec une échelle de gris

• en faisant abstraction de la coloration:0% blanc 100% noir

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3. La saturation

• couleur saturée: S = 100% maximum de coloration couleur pure, non diluée

• désaturation "au blanc" ou "au noir"

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Représentation en 3D du système de MunsellL'échelle verticale indique 10 niveaux de clarté. Dans un plan horizontal, on dispose, en un cercle chromatique, 10 teintes. Le long de chaque rayon (c.à.d. pour une clarté et une teinte données), la saturation augmente à mesure que l'on s'éloigne de l'axe. Les teintes n'atteignent pas toutes leur saturation maximale au même niveau de clarté; ici, pour la clarté moyenne, c'est le rouge qui atteint sa saturation maximale.

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• Le diagramme de chromaticité de la Commission Internationale de l'Eclairage (1931)http://www.tsi.enst.fr/tsi/enseignement/ressources/mti/correl_couleur/chromaticity.html

http://semsci.u-strasbg.fr/diagramm.htm

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• 18 appellations chromatiques:

• Newton

• blanc, noir, gris

• usage beige, bordeaux, brun, crème, ivoire, kaki, marron, rose

violet, bleu, vert, jaune, rouge + orangé, indigo (2nde édition)

• La normalisation française

• 9 qualificatifs:

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résultat de l’interaction lumière / matière /œil

Van Eyck

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• C’est la combinaison de l’émission spectrale de la source et

de la réponse spectrale de l’objet qui définit le rayonnement qui parvient à notre œil.

• Le stimulus physique S()=E() R()

E : émission spectrale de la source

R : pourcentage du rayonnement renvoyé par l’objet dans la direction de l’observateur quel que soit le mécanisme

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L'œil humain: 2 types de capteurs

• les bâtonnets, à la périphérie de la rétine:image en niveau de grisvision nocturne

• les cônes, dans la zone centrale de la rétine:

capteurs photométriques et chromatiques

vision colorée diurne

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• Apparition récente (< 40millions d’années). Seuls les humains et les primates sont trichromates.

• Recouvrement important des réponses vert/rouge.

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Daltonisme 2 types de cônes

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La couleur: une affaire de culture et de vocabulaire

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Phase physique : source lumineuse + objet signal lumineux

Phase physiologique : signal lumineux influx nerveux

Phase cognitive : reconnaissance et analyse par le cerveau : la couleur

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Interprétation par le cerveau

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Interprétation par le cerveau

Les cercles du centre ont le même diamètre

Les diagonales sont toutes parallèles, les segments sont horizontaux ou verticaux

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Interprétation par le cerveau

Les lignes sont toutes horizontales et les parties noires sont toutes de carrés

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Interprétation par le cerveau

Le triangle blanc n’existe pas

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Interprétation par le cerveau

Énoncer la couleur du mot et non le mot de la couleur

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Le cinabre (HgS) Les ocres (FexOy)

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(Ca,Na)8,(Al,Si)12,O24,(S,SO4,Cl)

Le Lapis-lazuli

Sa couleur bleue est due à l ’ion S3-

Ces ions absorbent des photons d’énergie E 2,1 eV qui correspondent à une lumière absorbée de longueur d’onde =

hc/E 0,59 µm, qui correspond au jaune. Cette absorption dans le jaune donne au pigment la couleur complémentaire, c’est-à-dire le

bleu violet.

2,1 eV

Ion S3-

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Observation par réflexion :

Lumière incidente blanche

Filtre jaune, absorbant le bleu

Lumière transmise jaune

Observation par transmission :

Exemple : diapositives

Pigments jaunes

Lumière incidente blanche

Lumière réfléchie jaune

Exemple :

mélange de pigments

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La garance, sa racine contient de l’alizarine

O

O OH

OH

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Bioptérine Xanthoptérine

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51simple

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multiple dépendante

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• kr << 1

• rayonnement dipolaire:

• Idiff en 1/4

• rayonnement diffusé polarisé rectilignement

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• kr # 1

• mécanisme complexe diffraction

• diffusion de la lumière vers l'avant, dans un cône:

cône "rouge" plus large que cône "bleu"

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