COULEURS ET ARTS - Enseignement des Sciences...

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1°ES/L_Thème 2_REPRESENTATION VISUELLE chapitre 3_Couleurs et arts M.Meyniel 1/6 COULEURS ET ARTS Depuis la Préhistoire, l’Homme utilise des pigments et des colorants pour modifier son environnement. Depuis les oxydes de fer des peintures rupestres, jusqu’aux colorants synthétiques, de l’art à l’industrie alimentaire, les couleurs caractérisent les objets qui nous entourent. D’où viennent ces couleurs ? Quels paramètres physico-chimiques influencent la couleur d’un objet ? C’est l’objet de ce cours au travers duquel nous allons analyser les dif férentes la provenance des différentes couleurs, les paramètres influant notre représentation visuelle et enfin le principe même de cette représentation. I. La couleur de la matière. La couleur d’un objet dépend de ……………………………………………… . Cette diffusion dépend de deux facteurs : * ………………………………………………………………. , * ………………………………………………………………. . II. Composition et couleur. 1. Pigments et colorants. Les constituants chimiques qui donnent à un objet sa couleur sont appelés pigments et colorants (= teintures) : Se connecter sur : http://www.snof.org/histoire/couleurs4.html 1) Quel est le premier colorant de synthèse ? En quelle année a-t-il synthétisé pour la première fois et par qui ? 2) Quelle société allemande a-t-elle contribué à l’essor de la chimie des colorants ? Avec quels colorants célèbres ? 3) Citer 3 paramètres qui peuvent dégrader les pigments des tableaux des grands peintres. 4) Quel est le paramètre responsable de l’altération de la Dernière Cène de Leonard de Vinci ? 5) Paul Gauguin a-t-il utilisé un colorant rose de bonne qualité pour peindre Dans les Lys ? 6) Compléter le texte suivant : Une solution est un liquide …………………………… dont on distingue la substance majoritaire appelée ……………………… . Les substances minoritaires sont appelées …………………………… . Ce sont ces derniers qui vont donner une couleur à la solution :

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1°ES/L_Thème 2_REPRESENTATION VISUELLE chapitre 3_Couleurs et arts

M.Meyniel 1/6

COULEURS ET ARTS

Depuis la Préhistoire, l’Homme utilise des pigments et des colorants pour modifier son environnement. Depuis

les oxydes de fer des peintures rupestres, jusqu’aux colorants synthétiques, de l’art à l’industrie alimentaire, les

couleurs caractérisent les objets qui nous entourent.

D’où viennent ces couleurs ? Quels paramètres physico-chimiques influencent la couleur d’un objet ?

C’est l’objet de ce cours au travers duquel nous allons analyser les différentes la provenance des différentes couleurs,

les paramètres influant notre représentation visuelle et enfin le principe même de cette représentation.

I. La couleur de la matière.

La couleur d’un objet dépend de ……………………………………………… .

Cette diffusion dépend de deux facteurs : * ………………………………………………………………. ,

* ………………………………………………………………. .

II. Composition et couleur.

1. Pigments et colorants.

Les constituants chimiques qui donnent à un objet sa couleur sont appelés pigments et colorants (= teintures) :

Se connecter sur : http://www.snof.org/histoire/couleurs4.html

1) Quel est le premier colorant de synthèse ? En quelle année a-t-il synthétisé pour la première fois et par qui ?

2) Quelle société allemande a-t-elle contribué à l’essor de la chimie des colorants ? Avec quels colorants célèbres ?

3) Citer 3 paramètres qui peuvent dégrader les pigments des tableaux des grands peintres.

4) Quel est le paramètre responsable de l’altération de la Dernière Cène de Leonard de Vinci ?

5) Paul Gauguin a-t-il utilisé un colorant rose de bonne qualité pour peindre Dans les Lys ?

6) Compléter le texte suivant :

Une solution est un liquide …………………………… dont on distingue la substance majoritaire

appelée ……………………… . Les substances minoritaires sont appelées …………………………… . Ce

sont ces derniers qui vont donner une couleur à la solution :

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Les pigments sont ……………………………. dans le milieu qu’ils colorent (Ce sont petites particules

(≈ 1 m) en suspension dans un liquide -appelées liant- et très utilisés en peinture pour la décoration, la protection des surfaces,

dans les gouaches).

Les colorants (très utilisés pour la teinture des textiles) sont ………………. dans le solvant.

Rq : * On distingue les pigments d’origine minérale (extraits des roches ou du sol), d’origine organique (extraits d’organismes

vivants) et de synthèse (fabriqués par l’Homme).

* Quelques repères historiques :

- depuis la préhistoire, on utilise comme pigment l’ocre : une roche ferrique rouge, brune ou jaune ;

- à partir de l’Antiquité, de nombreux colorants ont été extraits de plantes (dites tinctoriales) : garance

(rouge), indigotier (bleu), henné (brun), curcuma (jaune-orangé) …

- les pigments bleus du Moyen-âge sont généralement constitués de lapis-lazuli (pierre semi-précieuse) ou

d’azurite (roche cristalline) ;

- le commerce international de pigments et colorants, comme l’indigo et le rouge de cochenille, a causé de

véritables batailles économiques entre le XVIe et XIXe siècle ;

- bien que les premiers pigments synthétiques remontent à l'Égypte Ancienne, l’essor des colorants

synthétiques commence en 1856 avec la synthèse de la mauvéine par Perkin ;

- de nos jours, la plupart des colorants utilisés dans l’industrie sont synthétiques.

2. Extraction des colorants.

Document 1 : Quelques méthodes de séparation des colorants

Le paprika est utilisé en cuisine pour son parfum âcre et sa couleur rouge. Les principaux types d’épices sont le paprika

de Hongrie, fait à partir des fruits seulement, et le paprika royal, fabriqué avec les graines, les tiges et les fruits. Le paprika peut

aussi utilisé en peinture.

Extraire le pigment paprika

Verser 1,0 g de paprika dans 10

mL de dichlorométhane.

Agiter le mélange.

Filtrer la solution sur entonnoir.

Réaliser une analyse par Chromatographie sur Couche Mince

Préparer la plaque CCM : tracer au crayon un trait horizontal à 1 cm du bas de

la plaque, puis positionner une croix au milieu de la plaque.

Réaliser le dépôt sur la plaque de la solution de paprika préparée en utilisant

un capillaire.

Mettre l’éluant dans la cuve et la plaque de chromatographie. Fermer la cuve.

Retirer la plaque quant le front de l’éluant arrive à 1 cm du haut, puis tracer

rapidement un trait à ce niveau.

Laisser sécher et observer.

1) Faire un schéma légendé de l’analyse.

2) Qu’est-ce qu’une chromatographie ?

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3) Combien de taches sont présentes sur le chromatogramme ? En déduire le nombre de constituants

présents dans la solution de paprika. Ex. d’application : 4 ; 5 ; 8 p 73

Rq : * Différentes méthodes physico-chimiques permettent de séparer les espèces chimiques les unes des autres,

et sont applicables aux colorants :

- la …………………………………………………… (= ………) vue plus haut.

- l’…………………………………………… : on ajoute un solvant dans lequel le colorant est plus

soluble que dans son solvant d’origine, pour le séparer des autres constituants d’un mélange,

3. Modification de la couleur d’une substance.

De nombreux paramètres peuvent modifier la couleur de certaines substances chimiques.

Document 2: Etude du pH sur la couleur d’une solution de chou

Prélever quelques feuilles de chou-rouge, les découper en petits morceaux et les broyer au mixer électrique

dans de l’eau. Faire bouillir le broyat quelques minutes, le passer dans une passoire pour éliminer les morceaux

puis le filtrer. Récupérer le filtrat de couleur violette.

Verser dans chaque tube à essai, sur une hauteur d’environ 4 cm, une solution de pH donnée. (On pourra

mesurer le pH de la solution avec du papier pH.)

Verser environ 12 gouttes d’indicateur coloré préparé dans chaque tube.

Observer les couleurs de chaque solution et colorier de la même couleur les cases correspondantes ci-dessous.

En vous appuyant sur l’expérience précédente et le diaporama, compléter, ci-dessous, les quelques exemples de

paramètres influant sur la couleur perçue.

* ………………… : - le sulfate de cuivre anhydre blanc devient bleu en présence d’eau ;

- le chlorure de cobalt anhydre bleu devient rose lorsque l’air est humide. Il était souvent utilisé pour recouvrir de petites figurines décoratives.

* ………………… : - le thé, le jus de chou rouge, les géraniums en sont des exemples naturels de

substances dont la couleur varie en fonction du pH ;

- les indicateurs colorés : bleu de bromothymol, phénolphtaléine et héliantine

sont des substances de synthèse très utilisées en laboratoire de chimie.

* ………………… : - les cristaux liquides ou les encres utilisées pour éviter la contrefaçon par

photocopie des billets de banque. On parle de thermochromes.

* ………………… : - certains verres foncent lorsqu’ils sont exposés aux rayons UV, le chlorure

d’argent blanc noircit à la lumière (cf photographie argentique). On parle de photochromes.

Conséquences : Les conditions d’utilisations (pH, température, lumière reçue, humidité) d’une

substance sont donc susceptibles de ……………… sa couleur tout comme les réactions

qu’elle peut subir avec d’autres constituants chimiques.

pH

teintes

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III. Lumière et couleur.

1. Lumière blanche et lumière colorées.

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Newton et la décomposition de la lumière blanche

1) Comment Newton a-t-il fait pour décomposer la lumière du Soleil ?

2) Qu’est-ce que la lumière blanche ? De quoi est-elle composée la lumière blanche ?

3) Quel type de verre décompose-t-il le mieux la lumière blanche ?

4) Le principe de synthèse additive est utilisé par les écrans d’ordinateur, de téléphone portable et de télévision,

par les vidéoprojecteurs, les spots lumineux ... Chaque pixel est constitué de 3 cellules (appelées photophores) : une

bleue, une verte et une rouge pour reconstituer toutes les couleurs.

Quelles sont les 3 couleurs primaires additives de la lumière blanche ?

Comment sont-elles détectées au niveau de l’œil ?

Se connecter sur : http://www.ostralo.net/3_animations/swf/synthese_couleurs.swf

Faisceau n°1 Faisceau n°2 Faisceau n°3 Couleur de la lumière obtenue

rouge bleu

bleu vert

rouge vert

rouge bleu vert

Application : les couleurs d’un écran lumineux doc 3 p 63

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5) Qu’obtient-on en superposant ces 3 couleurs primaires ? Compléter alors le cercle chromatique.

On parle de la …………………………………… (car il y a production de lumière) : Le bleu, le vert et le rouge constitue alors les couleurs primaires.

Le jaune, le magenta et le cyan constitue les couleurs secondaires.

Rq : * Le principe de synthèse additive est également utilisé par certains peintres impressionnistes,

pointillistes et dans certaines œuvres d’arts optiques, l’« Op’Art ».

2. Couleur d’un objet et couleur complémentaire.

Eclairé en lumière blanche : - un objet qui diffuse toutes les couleurs (en absorbe aucune) apparaît …………

- un objet qui absorbe certaines couleurs et diffuse les autres apparaît ………….

- un objet qui absorbe toutes les couleurs (en diffuse aucune) apparaît …………

Exemples :

Un citron vert éclairé en lumière blanche : - diffuse ………………………………………. ,

- absorbe ……………………………………… ,

=> Il paraît de couleur ………………………… .

Un citron jaune éclairé en lumière blanche : - diffuse ………………………………………. ,

- absorbe ……………………………………… ,

=> Il paraît de couleur ………………………… .

Un citron jaune éclairé en lumière verte : - diffuse ………………………………………. ,

- absorbe ……………………………………… ,

=> Il paraît de couleur ………………………… .

Un citron jaune éclairé en lumière cyan : - diffuse ………………………………………. ,

- absorbe ……………………………………… ,

=> Il paraît de couleur ………………………… .

Un citron jaune éclairé en lumière bleue : - diffuse ………………………………………. ,

- absorbe ……………………………………… ,

=> Il paraît de couleur ………………………… .

Deux couleurs sont dites complémentaires si leur addition redonne la ……………………………… .

Elles apparaissent ………………………………………………………. par rapport au centre dans un cercle

chromatique (= cercle des couleurs) qui représente la variation des couleurs visibles par l’œil humain.

Conséquences : * Eclairé en lumière blanche, un objet coloré absorbe la couleur complémentaire à celle observée.

* De la même façon, un filtre coloré absorbe une partie du spectre de la lumière blanche et

transmet l'autre partie : la couleur complémentaire.

Donner la couleur complémentaire des 3 couleurs primaires additives : - bleu : ................................

- rouge : ................................

- vert : ................................

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3. Les trois couleurs primaires en dessin, peinture, imprimerie …

Il faut distinguer les couleurs primaires émises par des lumières (= couleurs fondamentales)

des couleurs primaires qui absorbent la lumière (cas en peinture, dessin, imprimerie, …).

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1- L’artiste ou l’imprimeur dépose des pigments colorés. Ces derniers absorbent une partie de la

lumière visible. Les 3 couleurs primaires sont alors celles qui permettent d’absorber les couleurs

fondamentales de la lumière, en d’autres termes les 3 couleurs complémentaires du bleu, du vert et

du rouge.

Quelles sont les trois couleurs primaires de la synthèse soustractive ?

- ……………………qui absorbe ……………………

- ……………………qui absorbe ……………………

- ……………………qui absorbe ……………………

2- Que donnent les mélanges suivants des couleurs primaires ?

Compléter alors le « cercle chromatique ».

Cyan + Magenta =

Cyan + Jaune =

Magenta + Jaune =

Cyan + Magenta + Jaune =

En superposant ces 3 couleurs, on obtient …………………………………………………. .

On parle de la …………………………………… (car il y a absorption de lumière).

Exemples :

* Un mélange (en quantités égales) de pigments cyan et magenta : - absorbe ……………………… ,

- diffuse (et paraît) …………… .

* Un mélange (en quantités égales) de pigments cyan et jaune : - absorbe ……………………… ,

- diffuse (et paraît) …………… .

* Un mélange (en quantités égales) de cyan, magenta et jaune : - absorbe ……………………… ,

- diffuse ………………………… .

Ex d’application : n° 7 ; 10 et 11 p 73-74

Compétences exigibles

- Rechercher et exploiter des informations portant sur les pigments, les colorants et leur utilisation dans le domaine

des arts.

- Distinguer synthèses soustractive et additive et exploiter un cercle chromatique.

- Interpréter la couleur d’un mélange obtenu à partir de matières colorées.

- Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la présence de différents colorants dans un mélange.

- Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence l’influence de certains paramètres sur la couleur de

d’espèces chimiques.