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Par définition, la couleur est l'impression produite sur l'oeil par les diverses radiations constitutives de la lumière. Cette
définition montre "clairement" qu'avant de pouvoir parler de couleur, il est bon de savoir ce qu'est la lumière
et comment fonctionne notre oeil.
Les couleurs en général
Parmi les couleurs, il y a les trois couleurs principales:
Bleu, Jaune, Rouge. Par après, il y a les couleurs secondaires, ainsi de suite. Toutes les couleurs peuvent être faites avec
des mélange de couleurs diverses.
Le noir et le blanc.
Le noir et le blanc ne sont PAS des couleurs. Les 2 sont
des absences de lumières, ils ne correspondent pas la vraie définition du mot ''Couleur'', selon l'étude américaine à l'université
de Washington. Le noir et le blanc sont en fait des corps qui peuvent être distinct par tout les être vivant normaux, même
les animaux ou les daltonien, contrairement au autres couleures habituelles.
Our Mission
La lumière
La lumière, au sens commun du terme, n'est que la partie visible (et infime) d'un phénomène plus vaste:
les ondes (ou rayonnements) électro-magnétiques. Une onde électro-magnétique peut se définir par la donnée de sa longueur
d'onde. C'est une grandeur qui s'exprime en unité de longueur, et elle peut varier du millionième de millionième de mètre
au kilomètre.
Parmi les ondes électro-magnétiques que nous ne pouvons pas voir, il y a notamment les rayons X, les
ultra-violets (responsables de notre bronzage), les infra-rouges (que nous ne voyons pas, mais que nous pouvons ressentir
sous forme de chaleur), ou encore les ondes radio.
Notre oeil n'est sensible qu'aux rayonnements dont la longueur
d'onde se situe grossièrement entre 0,38 et 0,75 millionièmes de mètre (0,38 à 0,75 micro-mètres, notés "µm"). Selon
la valeur de cette dernière, nous percevons le rayonnement comme une lumière d'une certaine couleur. Voici une correspondance
approximative entre couleurs et longueurs d'onde: 0,400 µm Violet
0,430 µm Indigo
0,470 µm Bleu
0,530
µm Vert
0,580 µm Jaune
0,600 µm Orangé
0,650 µm Rouge
Ainsi, si vous regardez une lampe qui
émet une lumière de longueur d'onde 0,4 µm, vous la verrez violette. Si elle émet une longueur d'onde plus petite, vous ne
verrez rien: c'est en-deça de ce que vous pouvez percevoir (en l'occurence, il s'agit d'ultraviolets).
Lumière monochromatique,
lumière composée
On appelle lumière monochromatique une lumière constituée d'une seule longueur d'onde. Par exemple, une
lampe n'émettant qu'un rayonnement de longueur d'onde de 0,57 µm émet une lumière monochromatique. Elle sera perçue comme
une lampe jaune. On parle de couleur pure.
Une lumière composée est une lumière constituée de plusieurs longueurs
d'ondes. La lumière solaire, par exemple, est composée: elle est constituée d'un ensemble continu de rayonnements. Une lampe
émettant deux rayonnements de longueur d'onde 0,63 µm et 0,528 µm émet une lumière composée. Notre oeil la percevra, là encore
comme une lampe jaune !
Les couleurs primaires, secondaires, tertiaires, fondamentales
Les couleurs primaires (dites
aussi "principales") sont la donnée de deux ou trois couleurs permettant, par leur mélange, l'obtention de toute
autre couleur du spectre visible. On utilise généralement 3 couleurs primaires, choisies de telle manière qu'on ne puisse
pas obtenir l'une d'entre elles en mélangeant les deux autres.
Les couleurs secondaires sont obtenues par mélange
en égales proportions de deux couleurs primaires. Les couleurs tertiaires sont obtenues en mélangeant en égales proportions
une couleur primaire et une couleur secondaire.
La définition du terme "mélange" dépend du système dans
lequel on se place: synthèse additive ou synthèse soustractive.
Les couleurs dites fondamentales sont les 7 couleurs
de l'arc-en-ciel: violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé et rouge.
La synthèse additive
C'est le principe consistant
à composer une couleur par addition de lumière. Lorsque dans une pièce plongée dans le noir, vous éclairez un mur blanc avec
un spot rouge et un spot vert, à l'endroit où les deux faisceaux se coupent, la tache lumineuse sera jaune: c'est le résultat
de la synthèse additive de la lumière rouge et de la lumière verte. La télévision, l'écran d'un ordinateur, les rayons lumineux
suivent ce principe.
Notez qu'en synthèse additive, le mélange de deux couleurs donne toujours une couleur plus lumineuse.
La synthèse additive est propre aux objets émetteurs de lumière.
En synthèse additive, le choix couramment fait est
celui de 3 couleurs primaires: le rouge, le vert et le bleu.
3 couleurs primaires: rouge, vert, bleu.
3 couleurs
secondaires: cyan, magenta, jaune.
6 couleurs tertaires: orange, vert citron, émeraude, bleu pervenche, violet, framboise.
L'addition des trois couleurs primaires donne du blanc.
Le noir est une absence de couleur.
La synthèse soustractive
Il
s'agit du principe consistant à composer une couleur par soustraction de lumière. Lorsque vous mélangez deux couleurs au pinceau,
la couleur obtenue est le résultat d'une synthèse soustractive. L'aquarelle, les impressions sur papier (imprimantes couleurs)
utilisent ce principe.
En synthèse soustractive, on nous apprend (à l'école) que les trois couleurs primaires sont
le bleu, le rouge et le jaune. Elles sont légèrement différentes de celles utilisées plus couramment: le cyan (bleu clair),
le magenta (rouge-rose) et le jaune.
3 couleurs primaires: cyan, magenta, jaune.
3 couleurs secondaires: rouge,
vert, bleu.
Les couleurs tertiaires sont les mêmes qu'en synthèse additive.
L'addition des trois couleurs primaires
donne du noir.
Le blanc est une absence de couleur.
Notez que les couleurs primaires d'un système correspondent aux
couleurs secondaires de l'autre, et vice-versa. Les couleurs tertiaires sont les mêmes en synthèse additive et soustractive.
Couleur complémentaire
Une couleur est la complémentaire d'une autre si le mélange des deux donne du blanc en synthèse
additive ou du noir en synthèse soustractive. La complémentaire d'une couleur est la même dans les deux systèmes, additif
ou soustractif. La complémentaire d'une couleur primaire est une couleur secondaire. La complémentaire d'une couleur tertiaire
est une autre couleur tertiaire.
Exemples:
Complémentaire du jaune: bleu (bleu+jaune donne du blanc en synthèse
additive, du noir en synthèse additive)
Complémentaire du violet: vert citron
Complémentaire du blanc: noir (dans
ce cas particulier, n'oubliez pas qu'en synthèse soustractive, le blanc est une absence de couleur: c'est votre feuille blanche
avant l'application de la gouache. L'obtention du noir se fait donc par ajout... de noir sur le fond blanc)
Roue chromatique
La
roue chromatique est une disposition géométrique des couleurs primaires et secondaires sur le pourtour d'un cercle. Elle peut
également contenir les couleurs tertiaires ainsi que d'autres couleurs intermédiaires ou variantes en intensité et saturation.
L'ordre des couleurs permet de faire ressortir les points suivants:
Les couleurs primaires sont disposées à 120° les
unes des autres.
Les couleurs secondaires sont entre deux couleurs primaires
Une couleur est toujours diamétralement
opposée à sa complémentaire.
La roue chromatique est identique en synthèse additive et soustractive: ce sont les rôles
des couleurs représentées qui changent (les couleurs primaires deviennent les couleurs secondaires et inversement).
L'oeil
Notre
oeil est un organe complexe. La lumière qui provient d'un objet qu'on observe va pénétrer notre oeil par la pupille et exciter
les cellules nerveuses qui tapissent la rétine, au fond de l'oeil. La rétine est notamment composée de cônes et de bâtonnets.
Les cônes sont des cellules qui réagissent à la couleur, mais pas à la luminosité. Ils permettent de différencier
deux teintes. Trois types de cônes ont été découverts, chacun sensible à une certaine plage de longueurs d'onde: les cônes
"S" sont plutôt sensibles aux bleus, les "M" plutôt aux verts et les "L" plutôt aux rouges.
On aurait également découvert que chez un certain pourcentage d'hommes (10%) et de femmes (50%), il existe un quatrième type
de cône sensibles aux oranges(1). De telles personnes ont une meilleure perception des nuances de couleurs dans les jaunes,
oranges et rouges (personne dite "tétrachromate").
Les bâtonnets sont des cellules sensibles à l'intensité
lumineuse: ils traduisent pour notre cerveau le degré de luminosité d'une lumière. Mais ils ne différencieront pas deux couleurs
également lumineuses. Par ailleurs, les bâtonnets sont beaucoup sensibles que les cônes. De fait, lorsque nous sommes dans
un endroit faiblement éclairés, nous avons du mal à distinguer les couleurs: les objets paraissent grisâtres.
La zone
centrale de la rétine (appelée "fovea") n'est tapissée que de cônes. De nuit, sous le faible éclairage des étoiles
et d'une lune réduite à un quartier, nous ne pouvons pas distinguer les objets qui sont droit devant nous. Pour que notre
cerveau "comprenne" ce qu'il y a devant nous, il nous faut bouger les yeux, "balayer" la scène de façon
à ce que les bâtonnets, absents de la fovea, "voient" ce qui nous intéresse. Une méthode bien connues des militaires...
C'est l'action combinée des deux types de cellules qui va nous permettre de distinguer une couleur d'une autre.
Deux
lampes émettant des rayonnements différents peuvent très bien être perçues de la même couleur par notre oeil. Prenons le cas
d'une lampe monochromatique émettant une lumière jaune: une telle lumière va exciter un peu les cônes M et un peu les cônes
L. Ce que notre cerveau va traduire par une jaune. Si l'on prend une lampe émettant des rayonnements vert et rouge choisis,
notre cerveau va percevoir la même couleur, car ceux sont les mêmes types de cônes qui seront excités de la même manière qu'avec
une lampe monochromatique.
Les études semblent montrer que l'oeil est capable de discerner 300 000 couleurs, mais
pas également "partout": l'oeil a une meilleure capacité à distinguer des nuances de verts ou de rouges que des
nuances de bleus.
L'objet observé
Un objet que vous observez peut rentrer dans l'une des catégories suivantes:
L'objet est lui-même émetteur de lumière: c'est le cas d'une ampoule, de la flamme d'une bougie, du soleil, d'une
surface phosphorescente...
Il réfléchit tout ou partie de la lumière qu'il reçoit: la lumière arrivant sur l'objet est
renvoyée par sa surface vers notre oeil. La plupart des choses qui nous entourent se comportent ainsi: une table, un vêtement,
un fruit, mais aussi la lune ou toute planète vue de la Terre.
Enfin, l'objet transmet plus ou moins partiellement, plus
ou moins fidèlement, la lumière reçue: celle-ci traverse la matière de l'objet, est filtrée, et continue sa route vers notre
oeil. Un filtre plastique coloré, une diapositive, les verres de lunettes de soleil en sont des exemples.
Un cas concret
En
plein jour, une tomate mûre vous paraît rouge parce que sa peau est telle qu'elle ne réfléchit que la composante rouge de
la lumière qui l'éclaire. Comme tout objet autour de vous, la tomate reçoit la lumière du soleil, plus ou moins filtrée par
les nuages, plus ou moins forte, mais c'est une lumière blanche. Cette lumière est partiellement absorbée par la peau, et
seule une partie se réfléchit. C'est cette partie que votre oeil voit. Pour que la tomate vous semble rouge, c'est qu'elle
a absorbée les autres couleurs composant la lumière blanche.
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