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    Dossier > La couleur dans tous ses clats Futura-Sciences

    Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/dossiers/d/physique-couleur-

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    La couleur dans tous ses clats

    Un tour d'horizon sur la couleur, omniprsente dans la nature et dans notre culture. Vision des

    couleurs, nuances, teintes, fluorescence et luminescence... Le secret de la couleur !

    Page 1/14 - La couleur dans tous ses clats

    Nous vivons dans un monde foisonnant de couleurs. Nombreux sont les secteurs dactivit o

    la couleur joue un rle important : textile, peinture, photographie, cosmtique, dcoration, publicit,

    architecture, agroalimentaire...

    La couleur constitue un trs vaste sujet, la fois riche, complexe et hautement pluridisciplinaire : elle relve de la

    physique, de la chimie, de la physiologie, mais aussi des sciences humaines (sociologie, anthropologie, ethnologie,

    linguistique, psychologie et philosophie), et bien sr de lart.

    La couleur peut tre fluorescente. B. Valeur

    Ce dossier propose un tour d'horizon de ce thme, depuis la vision des couleurs jusqu'aux nuances du vocabulaire, en

    passant par la signification des couleurs et la couleur des animaux.

    Partez la dcouverte de ce dossier clatant de couleurs.

    Page 2/14 - Lomniprsence de la couleur

    La couleur relve de domaines bien diffrents, de la physique, de la chimie, en passant par les

    sciences humaines (sociologie, anthropologie, ethnologie, linguistique, psychologie et philosophie), et

    16/01/2012 - ParBernard Valeur, Physicochimiste

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    bien sr de lart. La couleur est un paradoxe elle seule. Elle fait partie intgrante de notre vie, dans

    la nature et notre culture, et pourtant... elle na pas dexistence propre.

    La couleur, trs prsente dans la nature, est parfois tonnante. Ici, une aurore borale au-dessus duBear Lake dans la base dEielson de lUS Air Force en Alaska. Senior Airman Joshua Strang -

    Domaine public

    La couleur : lumire et matire

    Car quest-ce que la couleur au fond ? Rien dautre quune sensation que nous procure le cerveau lorsque de la lumire

    atteint la rtine de nos yeux. Les couleurs sont les filles de la lumire disait le peintre suisse Johannes Itten (1888-

    1967). Et des neurones, serait-on donc tents de complter. On peut ajouter que les couleurs nexisteraient pas sans lamatire : elles rsultent de linteraction des ondes lumineuses avec les objets, quand ce nest pas la matire elle-

    mme qui se fait source de lumire colore.

    La couleur dans la nature

    Dans la nature, les couleurs des animaux, des vgtaux et des minraux sont dune extraordinaire diversit de teintes

    et de nuances qui ne cessent de nous merveiller. Si elles sont un rgal pour les yeux, tel nest pas leur but : elles

    jouent souvent un rle important tant dans le monde animal que vgtal, pour qui veut se camoufler, tromper, effrayer,

    sduire ou encore communiquer ; en fait, les enjeux des couleurs sont si vastes que nous sommes loin de les avoir tous

    cerns. Mais le spectacle haut en couleur que nous offre la nature ne sarrte pas aux tres vivants et aux pierres. Il y a

    aussi le ciel, le Soleil et la mer , comme lvoque une chanson bien connue. Sans oublier larc-en-ciel et les aurores

    borales et australes qui ont longtemps fait lobjet de lgendes avant que les scientifiques nen percent les secrets.

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    Les abeilles attires par la couleur des fleurs jouent un rle important dans la pollinisation.

    Bernard Valeur

    La couleur dans notre culture

    Enfin, la couleur imprgne littralement toute la culture humaine. La culture scientifique dabord, car llaboration et

    lapplication de pigments et de colorants relvent des sciences chimiques et physiques. La culture artistique ensuite, o

    la couleur est un lment cl de lexpression. De faon plus gnrale, la couleur est lune des voies de la

    communication humaine et, ce titre, est porteuse de symboles. Aussi est-elle un ingrdient essentiel pour lescrateurs des mondes de la mode, de la dcoration, du design, de la publicit, etc.

    Page 3/14 - La vision des couleurs

    Comment se fait notre vision des couleurs ? La lumire est constitue dondes lectromagntiques,

    mais ces ondes ne sont en aucun cas colores , alors comment percevons-nous les couleurs ? En

    fait, la couleur nexiste pas en tant que telle, cest notre cerveau qui nous fait percevoir des images

    colores reconstruites grce divers mcanismes physiologiques impliqus dans la sensation visuelle.

    Notre cerveau est responsable de la vision des couleurs, travers notre il. Coupe schmatique dela rtine. l'extrme droite : un cne entour de plusieurs btonnets. Chris, licence CC Paternit

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    Partage des conditions initiales lidentique 3.0 Unported

    L'il et la vision des couleurs

    La rtine d'un il humain est couverte denviron 130 millions de photorcepteurs : 125 millions de btonnets et 5millions de cnes, appels ainsi daprs leur forme. Les btonnets sont responsables de la vision en niveaux de gris (ils

    ne sont sensibles qu lintensit lumineuse), tandis que les cnes permettent la vision des couleurs. Les cnes exigent

    une intensit lumineuse relativement importante pour remplir leur rle. Lorsquune radiation lumineuse atteint les

    photorcepteurs situs au fond de la rtine, il sy produit une srie de ractions biochimiques menant la cration

    dimpulsions lectriques. Celles-ci sont ensuite transmises au cerveau via le nerf optique, qui les interprte alors

    seulement en terme de couleur.

    Une couleur pour chaque longueur d'onde

    chaque longueur donde correspond une sensation colore diffrente (par exemple rouge 700 nm, jaune 580 nm,

    vert 530 nm, etc.). Si une longueur donde donne correspond une couleur, linverse nest pas toujours vrai. Par

    exemple la sensation de jaune peut rsulter de la perception simultane de deux lumires, lune 700 nm et lautre 530 nm, alors que ces dernires procurent sparment des sensations de rouge et de vert respectivement. Quant la

    lumire qui nous vient du Soleil, elle nous donne une sensation de blanc, alors que quiconque a vu un arc-en-ciel sait

    que la lumire solaire possde un grand nombre de longueurs donde correspondant chacune une couleur perue

    diffrente. Ainsi notre systme visuel mlange-t-il les couleurs. La raison nest pas chercher dans le cerveau, mais du

    ct de la rtine : cest parce quil nexiste que trois types de cnes et non une multitude qui correspondraient

    chaque longueur donde visible.

    Les trois types de cnes S, M et L tapissant la rtine sont sensibles trois gammes de longueursdonde. Les couleurs sur laxe des abscisses montrent la correspondance entre longueur donde et

    couleur perue lorsquune bande troite de longueur donde est s lectionne ( laide dun filtre, parexemple). ditions Belin

    Techniquement, on dit que la rtine de lil a une rponse spectrale trichromatique. Les trois types de cnes

    responsables de la perception des couleurs sont appels S, M et L : ils sont respectivement sensibles aux longueurs

    donde courtes ( Short ), moyennes ( Medium ) et grandes ( Long ). Les gammes de longueurs donde

    correspondant aux cnes M et L se recouvrent largement (voir figure). Cest pourquoi le cerveau procde par

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    La synthse des couleurs est omniprsente dans notre vie quotidienne : additive pour les crans

    (tlvision, tlphone portable, ordinateur) et la production de lumire blanche, ou bien soustractive

    pour limpression en couleurs (journaux, magazines, livres, catalogues, affiches, emballages) et pour

    la peinture.

    La synthse des couleurs est utilise dans notre quotidien. La synthse soustractive des couleursest employe dans l'imprimerie, pour les magazines par exemple. Longzero, Flickr CC by nc-nd 2.0

    Synthse des couleurs et couleurs primairesDu fait de la rponse trichromatique de la rtine, il est possible de produire toutes les couleurs par synthse additive ou

    soustractive partir de trois couleurs convenablement choisies. Le choix doit tre tel quaucune des trois couleurs ne

    puisse tre synthtise par combinaison (addition ou soustraction) des deux autres. Ces trois couleurs sont alors dites

    primaires.

    Page 6/14 - La synthse soustractive des couleurs

    La synthse soustractive des couleurs est couramment employe aussi bien enimprimerie quen peinture.

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    Synthse soustractive des couleurs par superposition de filtres colors. ditions Belin

    Principe de la synthse soustractive des couleurs

    Elle exploite la facult des pigments ou des colorants dabsorber la lumire dans un certain domaine de longueurs

    donde : les pigments ou les colorants soustraient donc ces dernires la lumire blanche en se rflchissant sur le

    support (feuille de papier par exemple), comme le feraient des filtres colors.

    Le procd CMJN

    En imprimerie, partir des trois couleurs primaires cyan, magenta (un rouge pourpre), et jaune, en proportions

    variables, on obtient toutes les autres couleurs. En particulier, les couleurs secondaires ou complmentaires rsultent

    du mlange de deux couleurs primaires : rouge, vert, bleu. La dnomination de couleur complmentaire vient du fait

    quen mlangeant une couleur primaire et sa couleur complmentaire cette dernire tant obtenue en mlangeantles deux autres couleurs primaires , on obtient du noir. En ralit, cest un gris fonc qui est obtenu ; cest pourquoi on

    emploie en imprimerie une encre noire en plus des trois encres cyan, magenta et jaune : cest le procd de

    quadrichromie CMJN.

    En peinture, les couleurs primaires sont lgrement diffrentes de celles de limprimerie : bleu, rouge, jaune. Et les

    couleurs secondaires ou complmentaires sont orang, violet et vert.

    Page 7/14 - La synthse additive des couleurs

    La synthse additive des couleurs est ralise en superposant des lumires colores. Elle utilise trois couleurs primaires

    : le rouge, le vert et le bleu, ce qui est connu sous le sigle RVB.

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    Synthse additive de couleurs par superposition de lumires colores. ditions Belin

    Principe de la synthse additive des couleurs

    Les couleurs primaires gnralement employes sont le rouge, le vert et le bleu (systme RVB). La superposition de

    ces trois couleurs donne dans ce cas du blanc. La superposition de deux lumires aux couleurs primaires produit les

    couleurs secondaires ou complmentaires : jaune, cyan et magenta. On obtient galement du blanc en superposant

    une couleur primaire et sa couleur complmentaire. titre dexemple, on produit une lumire blanche en superposant

    une lumire bleue et une lumire jaune.

    La synthses additive des couleurs est utilise pour les crans cathodiques et LCD par exemple.

    Page 8/14 - La gense des couleurs : luminescence, incandescence...

    La premire distinction effectuer entre les couleurs, du point de vue de leur origine, est de sparer

    les couleurs provenant dune mission de lumire colore et celles rsultant dune interaction de la

    lumire avec la matire. Dans le premier cas, lmission de lumire rsulte de deux phnomnes trs

    diffrents : lincandescence et la luminescence.

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    Dune faon gnrale, la perception de la couleur dun objet fait intervenir trois lments : la source

    de lumire, lobjet lui-mme et lobservateur.

    La perception de la couleur dun objet fait intervenir trois lments : la source de lumire

    (caractrise par son spectre), lobjet (qui renvoie une lumire dont la composition spectrale estdiffrente de celle de la source), et lobservateur (il et cerveau). Bernard Valeur

    Le spectre de la lumire

    Pour bien comprendre comment les uns et les autres jouent un rle dans la couleur perue, suivons la transformation

    du spectre de la lumire lors de son cheminement de sa source jusqu notre il. Le spectre reprsente les variations

    dintensit des ondes lectromagntiques qui forment la lumire, en fonction de leur longueur donde. Le spectre de la

    lumire mise par une source dpend du type de source : il diffre selon quil sagisse du Soleil, dune lampe

    halogne, dun tube fluorescent, etc.

    En rflchissant la lumire, lobjet modifie ce spectre. En effet, il absorbe une partie des longueurs donde de la lumire

    incidente et renvoie les autres par rflexion spculaire (comme sur un miroir) et rflexion diffuse (dans toutes les

    directions), et ventuellement par dautres phnomnes tels que les interfrences et la diffraction. Si lobjet parat bleu,

    par exemple, cest soit parce quil absorbe toutes les longueurs donde, sauf celles correspondant au bleu. Soit parce

    quun phnomne dinterfrences favorise les longueurs donde correspondant au bleu (comme chez le papillon

    morpho).

    Enfin, la rtine joue galement un rle car elle a une rponse spectrale trichromatique : elle possde trois types de

    cnes sensibles dans des gammes restreintes de longueurs donde. La rponse globale qui rsulte des trois cnes est

    loin dtre uniforme : son efficacit lumineuse passe par un maximum 555 nm, cest--dire dans le jaune-vert.

    Apparence dune tomate sous divers clairages : lumire blanche, jaune (rouge + vert) magenta(rouge + bleu), verte, bleue. B. Valeur

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    Pour illustrer linfluence de la composition spectrale de la source sur la perception des couleurs dun objet, observons

    une tomate sous divers clairages. Elle apparat rouge lorsqu'elle est claire en lumire blanche dont toutes les

    radiations sont absorbes sauf le rouge. Ses feuilles apparaissent vertes. Laspect est inchang lorsque la tomate est

    claire avec de la lumire jaune constitue dun mlange de lumire verte et rouge. En revanche, la couleur rouge est

    perue sous clairage avec de la lumire magenta (rouge + bleu), alors que les feuilles apparaissent noires. Ces

    dernires reprennent leur couleur verte sous une lumire verte. Enfin, la tomate et ses feuilles apparaissent quasiment

    noires si elles sont claires par une lumire bleue, quelles absorbent compltement.

    Page 10/14 - Fluorescence : la couleur fluo

    La couleur fluo gaye notre quotidien : objets divers, vtements (en particulier le gilet de scurit),

    cosmtiques, dcoration, peintures.

    Fluorescence : gilet fluo et surligneurs. B. Valeur

    Fluorescence : le principe de la couleur fluo

    Les substances qui absorbent la lumire certaines longueurs donde appartenant au domaine visible nous

    apparaissent colores. Ce sont des colorants ou des pigments. Les premiers sont solubles dans le milieu dans lequel ils

    sont disperss, alors que les seconds ne le sont pas. Certains colorants et pigments ont la proprit dmettre de la

    lumire aprs en avoir absorb. Cette mission est appele fluorescence et sa couleur dpend de la nature de la

    molcule. la couleur habituelle par absorption se superpose la couleur de la fluorescence. Raison pour laquelle un

    objet fluorescent apparat d'une couleur trs lumineuse, comme le gilet fluo.

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    Colorants fluorescents sous une lampe UV, ajouts sous forme de poudre la surface dun mlangede glycrol et dthanol. En se dissolvant progressivement, les grains laissent derrire eux destraines fluorescentes (Bleu : pyranine. Vert-jaune : fluorescine. Jaune-orang : rhodamine 6G.

    Rouge : rhodamine 101). B. Valeur

    Les couleurs fluo existent-elles dans la nature ?

    La fluorescine est le premier colorant fluorescent synthtique prpar par von Baeyer en 1871. Bien dautres colorants

    seront synthtiss par la suite : rhodamines, coumarines, acridines, cyanines, oxazines, etc.

    Signalons que certains artistes peintres emploient des pigments fluorescents pour renforcer la luminosit des couleurs

    quils appliquent. Les couleurs fluo existent-elles dans la nature ? Oui ! Certains vgtaux, animaux ou minraux sont

    fluorescents. Par exemple, il est possible de dtecter les scorpions la tombe de la nuit au moyen dune Led

    mettant dans le violet. En effet, leur cuticule (lquivalent de leur carapace) contient des molcules fluorescentes. Le

    monde marin est riche despces fluorescentes : crevettes, anmones, coraux, poissons.

    Page 11/14 - La couleur des animaux

    Si la couleur des animaux vient pour la plupart d'entre eux des pigments quils produisent ou quils

    ingrent, bien dautres couleurs rsultent de phnomnes physiques : interfrences lumineuses et,dans certains cas, diffraction de la lumire.

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    La couleur des animaux peut avoir des origines diverses. L'iridescence des a iles des papillons de typeMorpho est due aux cailles du papillon qui prsentent des stries formant une structure priodique

    deux dimensions. B. Valeur

    Couleur des animaux : une couleur structurale

    Ces couleurs structurales apparaissent lorsquil existe chez lanimal une structure priodique avec une priodicit

    spatiale de lordre de grandeur des longueurs donde de la lumire : chaque lment de la structure renvoie alors

    sparment une onde lumineuse, et les ondes issues des divers lments interfrent en produisant des couleurs

    interfrentielles, dont la caractristique est de varier selon langle dobservation : les scarabes et les papillons Morpho

    en sont des exemples bien connus.

    Commenons par les structures en multicouches qui offrent une priodicit spatiale une dimension. La lumire, enpntrant successivement dans les diverses couches dont lpaisseur est de lordre de la longueur donde de la

    lumire subit des rflexions partielles sur les interfaces. Une partie des rayons rflchis merge de la surface et

    interfre, produisant des couleurs interfrentielles. Cest ainsi que les couleurs irises de la nacre rsultent de la

    superposition de couches alternativement minrales et organiques que le mollusque produit au cours de sa croissance.

    La couleur de la cuticule des scarabes et des mouches vertes sexplique de la mme faon.

    Les couleurs des plumes de paon varient en fonction de langle dobservation (a et b). Ces couleursdisparaissent lorsquon observe les plumes lenvers et par transparence (c). Bernard Valeur

    Les couleurs irises des plumes de paon et des ailes de certains papillons comme le fameux papillon Morpho rsultent

    de la diffraction et des interfrences par des structures priodiques deux dimensions formant un rseau, dit rseau

    de diffraction. Chaque lment de ce rseau diffracte la lumire et les ondes diffractes par les divers lments

    interfrent entre elles.

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    Page 12/14 - La signification des couleurs

    Au-del de la signification des couleurs, on ne peut parler de couleur sans voquer son implication

    dans le langage, son rle dans notre socit, nos coutumes, nos conventions, nos croyances...

    Les onze couleurs fondamentales classes par Brent Berlin et Paul Klay (Basic Colour Terms, TheirUniversality and Evolution, 1969) en sept stades correspondant lordre dans lequel elles

    apparaissent dans une langue donne. DR

    La classification des couleurs

    La majorit des anthropologues contemporains adopte une classification en onze grandes catgories de

    couleurs, considres comme universelles et communes tous les tres humains : blanc, noir, rouge, vert, jaune, bleu,

    brun (marron), violet, rose, orange, gris. Toutefois, leur importance nest pas gale et il est opportun de les classer

    dans lordre dapparition dans une langue donne.

    Couleurs : le vocabulaire des nuances

    Au-del de ces onze couleurs, il existe une extraordinaire diversit de nuances que nous percevons et que nous

    dcrivons au plan esthtique, mais sans leur accorder une signification symbolique. Comment le langage permet-il

    dexprimer ces nuances ? Ce sujet relve de la linguistique : diverses combinaisons lexicales consistent en effet :

    ajouter au terme de couleur (bleu, rouge, vert, brun, rose, etc.) un adjectif (clair, fonc, profond, sombre,

    clatant, ple, vif, etc.) qui exprime qualitativement ce que les paramtres clart et saturation caractrisent

    quantitativement ;

    combiner deux termes de couleur pour exprimer des couleurs intermdiaires, comme bleu-vert, jaune-orang,

    jaune-vert, rouge-pourpre, etc. ;

    modifier la terminaison dun terme de couleur, par exemple verdtre, jauntre, bleut, etc. ;

    ajouter au terme de couleur un rfrent : bleu marine, bleu ciel, bleu pervenche, bleu saphir, rouge rubis, vert

    meraude, vert pomme, rouge coquelicot, rouge sang, jaune citron, gris perle, etc. Dans ces exemples, le

    rfrent est un nom commun, mais il peut tre galement un nom propre : nom de ville (bleu de Svres, bleu de

    Chartres, bleu de Delft), dun pays (bleu de Prusse, bleu de Chine, rose Bengale), de peintre (vert Vronse, bleu

    Nattier, bleu Klein), dpoque (vert Empire), etc.

    Les expressions utilisant les couleurs

    Par ailleurs, les couleurs sont souvent associes des mots comme adjectifs non pas pour exprimer une nuance, mais

    pour confrer ce mot un sens particulier : liste rouge, nuit blanche, mariage blanc, bulletin blanc, ballets roses,

    messagerie rose, cordon bleu, humour noir, alerte orange, alerte rouge, fil rouge, caisse noire, langue verte, steak

    bleu

    La signification des couleurs

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    La couleur dans tous ses clats, prix du livre gnraliste 2011 du concours Le got des sciences .

    Ministre de l'Enseignement suprieur et de la recherche