La couleur

teintures, pigments et luminophores

Jacques Livage

Collège de France

www.ccr.jussieu.fr/lcmc

rubrique ‘ cours du Collège de France ’

Des teintures naturelles aux colorants synthètiques

Teintures naturelles > 4000 ans

Colorants synthétiques depuis la fin du 19ème siècle

une douzaine de colorants naturels

majorité d’origine végétale : indigo, garance, gaude, ...

quelques uns d’origine animale : murex, cochenille

plusieurs milliers : azoïques, anthraquinone, indigo …

tablette en écriture cunéiforme de l’époque néo-babylonienne (≈ 700 bc)

recettes pour la teinture à l’indigo et la garance

les plantes tinctoriales

Teintures bleues - plantes à indigo

Indigo

L’Indigo est tiré de l’indigotier

Indigofera tinctoria

20

Le bleu des Gaulois était tiré d’une plantela Guède

culture du pastel (guède) dans le Languedoc

Isatis tinctoria

Pastel

peur bleue

La Guède et le Pastel

Indigotier et Guède contiennent le même principe colorant

L’indigo n’est pas soluble dans l ’eau.

Il faut le modifier chimiquement pour avoir

un produit soluble qui puisse imprégner les fibres textiles

Colorant de cuve

Indigofera tinctoria Isatis tinctoria

Indigo

macération oxydation précipitation

1 tonne de feuilles donne 2 kg de colorant

Teinture à l’indigo

produit soluble incolore apparition de la couleur récupération du pigment

feuilles de guède

Pays de cocagne = coques de pastel

coques

mât de cocagne

Le principe colorant (indigo) est

extrait des feuilles par macération

la pâte formée est moulée en boules

et séchée au soleil

cocagnes ou coques

les coques d’indigo sont broyées

1752

puis utilisées dans des cuves pour teindre le tissus

Hydrolyse enzymatique du glucoside

indoxyle

forme ‘ énol ’ forme ‘ kéto ’

oxydation indigo

glucoside

OC6H11O5

l’association de 2 molécules d’indoxyle donne l’indigo

La plante fermente dans des cuves en milieu alcalin (chaux ou urine)hydrolyse enzymatique qui dégrade

le glucoside présent dans la plante en indoxyle et en sucre.

1. Extraction du colorant

réoxydation à l’air qui précipite l’indigo bleu

pressage pâte

pâte

Colorant de cuve

Cuves de pastel - Turin 1827

réduction de l’indigo bleu

en indigo blanc (leuco-indigo)

impregnation des fibres

réoxydation à l’air

1765

réduction de quinones en hydroquinones

(solubles en milieu alcalin)

puis régénération de la quinone initiale

(par oxydation à l’air)

2. teinture 30

Leuco-indigo

(indigo-blanc)

indigo

oxydationréduction

insoluble

soluble

Réaction parasite d ’oxydation de l’indoxyle en isatine qui donne un pigment rouge l’indirubine

d’où une teinte ‘ pourpre ’

Teinture à l’indigo en Afrique

Teinture bleue

Le colorant ne se fixe pas fortement aux fibres

Fleur de carthame

Les rougesteintures à quinones

Rubia tinctorum

Rubia peregrinaLa garance = herbe vivace rubiacée

Utilisée pour la teinture depuis ≈ 3000 b.c. (de l’Inde à l’Egypte)

fleur blanc-jaunefruits = petits pois noirs

principe actif dans la racine

Colore en rouge les os des moutons qui la mangent !

La garance colore en rouge le bec et les pattes des oiseaux

Blason de la ville de Genève

Les principes actifs se trouvent dans les racines

Garance

40

racine broyée

alizarine

La garance contient essentiellement 2 colorants

dérivés de l’anthraquinone

Alizarine synthétisée le 25 juin 1869 par K. Graebe, K.Liebermann, H. Caro (BASF)

quelques heures avant Perkin

OH

purpurine

H

alizarine

1,2 dihydroxyanthraquinone 1,2,4 trihydroxyanthraquinone

effondrement de la culture de la garance

Cultivée en France à partir de 1760

Laque de Garance

mordançage à l’alun

(sulfate double d’aluminium et de potassium)

Scène de garançageBruges 1482

racines séchées, broyées et bouillies en milieu acide pour extraire le colorant

Al2(SO4)3 + Na2CO3Al(OH)3

Alizarine + huile de castor

mélange chauffage 1h pigment rouge

Laque de garance

alizarine + alun ou craie pigment insolublemordançage

Christ portant la croix Altobello Melone 1520

Laque de garance

Teintures jaunes

flavonoïdescaroténoïdes

La Gaude en Europe

Reseda luteola

50

Plante à jaune de la méditerranée

La gaude

Le principe colorant est la lutéoline (Chevreul)

Le colorant est extrait à l’eau bouillante

application par mordançage

Utilisée depuis le néolithique

Chevreullutéoline

flavone

OH

flavonol

La lutéoline est une flavone

Flavonoïdes = principaux chromophores jaunes naturels

Crocus sativus

3 stigmates

Le colorant est tiré des stigmates de la fleur

Le principe colorant est la crocétine

Teinture jaune soluble dans l’eau à très fort pouvoir colorant

(colore 100 000 fois son volume d’eau)

Propriétés médicinales et culinaires

Tapis ‘jaune safran’ d’Anatolie centrale

Les carotènoïdes Vitamine A

-carotène

crocine

Rhodopsine = protéine (opsine) + chromophore (rétinal)

rétinalAldéhyde de la vitamine A

Le chromophore de la vision est le rétinal60

Printemps - étéfabrication de chlorophyle

pour photosynthèseLe vert masque les autres colorants

Automnearrêt de la photosynthèse

destruction de la chlorophylereste carotène + anthocyanes

Jaune indien

Dérivé de l’urine de vaches nourries (ou plutôt affamées) aux feuilles de manguier

xanthate de magnésium : C19H16O11Mg.5H2O

2. Les animaux tinctoriaux

La pourpre de Tyr

arc de triomphe

aqueduc

cuves de murex

La pourpre de Tyr

Extraite de la glande hypobranchiale

des murex

Le mucus secrété par la glande se colore par exposition à l’air

Plus de 10.000 coquillage pour obtenir 1g de pourprecollines de plusieurs mètres formées par les débris de murex

1909 : P. Friedlander isole 1,4 g de pourpre à partir de 12.000 coquillages

dérivé dibromé de l’indigo

murex trunculus

murex brandaris

Se développe après la mort à partir de composés incolores présents dans la glande hypobrachiale des mollusques

Sulfate-ester d’indoxyle

hydrolyse enzymatique (aryl-sulfatases) et association de 2 molécules

différents produits selon R1 et R2

O2, (h)

hydrolyse

R NH

OR N

H

R’

OSO3-

R1 NH

OR2

NH

O

Pourpre = symbole du pouvoir

la ‘maison dorée’ de Néron

Teinture réservée à l’empereur de Rome(peine de mort sous Néron)

70

Les principes colorants sont très voisins

dérivés de l’anthraquinone

Insectes parasites de certaines plantesse nourissent de la sève des cactus

cactusmâle

femelle

Le colorant ‘ carmin ’ est extrait de la femelle

Récolte des cochenilles

cochenilles séchées carmin de cochenille

extrait à l ’eau

E 120 = carmin de cochenille = colorant alimentaire

80

Découvertes Gallimard - 1999