La lumière et les couleurs

Au travers de ce billet j’ai essayé de comprendre, et d’expliquer de manière accessible, comment la lumière naît au sein des étoiles, comment elle donne à son tour naissance aux couleurs, comment nous percevons ces dernières malgré nos limitations et nos handicaps, comment nous avons tenté de nous organiser pour les apprivoiser, les faire nôtres, et enfin pourquoi en discuter sera éternellement une question sans fin.

Sommaire

  1. Lumière !
  2. La lumière des étoiles
  3. La perception des couleurs
  4. La nomenclature des couleurs
  5. Disputer des couleurs

Un faisceau central de lumière qui explose dans toutes les directions dans toutes les couleurs de l'arc-en-ciel

Lumière ! [Sommaire]

Quelle chose étrange, fascinante, paradoxale que la lumière.

Omniprésente, elle jaillit des étoiles et inonde littéralement l’univers. Qui reste en majorité obscur et sombre, car elle n’est rien sans surface pour la réfléchir, et lui sans mur sur lesquels elle puisse se refléter.

Intangible, inconsistante, bien qu’elle soit partout autour de nous elle reste impossible à enfermer, à capturer. Nulle manière de stocker des photons dans une boîte, il faut sans cesse en produire de nouveaux pour s’éclairer.

Incolore, sans l’aide de brume les trajectoires de ses rayons sont insaisissables. Et pourtant quelques gouttelettes d’eau en suspension font d’elle de splendides arcs-en-ciel.

La lumière des étoiles [Sommaire]

Perçues au travers de nos yeux d’humains pas particulièrement performants, les étoiles « brillent » d’une éclatante lumière blanche – quoique pour être honnête tirant souvent qui vers le bleu, qui vers le rouge, l’orange ou bien encore le jaune pour notre Soleil, si on les observe bien. Aussi longtemps qu’elles ont du carburant à brûler, elles dispersent en continu dans l’univers une formidable énergie lumineuse.

On doit cet incomparable spectacle aux réactions de fusion nucléaire qui ont lieu en leur sein. En effet, une partie de l’énergie produite lors de ces réactions est rayonnée depuis la photosphère (la couche de gaz formant la partie externe des étoiles) sous forme de lumière visible. [Pour des informations complémentaires sur la photosphère dirigez-vous sur la Wikipedia]

La lumière visible (ou spectre optique) est par définition la partie du spectre électromagnétique perceptible par l’œil humain. On considère qu’en moyenne un œil humain perçoit un spectre optique qui s’étend du rouge (longueur d’onde 700 nm) au violet (380 nm), avec une sensibilité maximale aux alentours de 550 nm (jaune-vert).

Extraction de la section de la lumière visible (violet bleu vert jaune orange rouge) du spectre électromagnétique (des ondes radio au rayonnement gamma).
La lumière visible, ou spectre optique, une (très) courte section du spectre électromagnétique contenant le violet (380 à 450 nm), le bleu (450 à 495 nm), le vert (495 à 570 nm), le jaune (570 à 590 nm), l’orange (590 à 620 nm) et le rouge (620 à 750 nm)

La perception des couleurs [Sommaire]

Des affections comme le daltonisme peuvent modifier la perception de ce spectre. Par exemple, une personne affectée de deutéranopie ne pourra faire la différence entre le rouge et le vert, ne voyant que du rouge pour les deux longueurs d’onde pourtant bien distinctes. [Pour en savoir plus sur les dyschromatopsies sur Wikipedia]

Arc-en-ciel de couleurs complet
Arc-en-ciel
Arc-en-ciel de couleurs perçu de la part d'un individu souffrant de protanopie, deutéranopie ou tritanopie
Perception des couleurs de l’arc-en-ciel par une personne atteinte de protanopie (à gauche), deutéranopie (au milieu), tritanopie (à droite)

La perception d’une couleur (d’une longueur d’onde) est donc chose parfaitement subjective, totalement fonction de l’œil qui regarde et de son état physiologique. Par contre pour chaque couleur correspond, par définition, une grandeur physique respectant un intervalle de longueurs d’onde précis.

La nomenclature des couleurs [Sommaire]

Newton a commencé par diviser le spectre optique en 7 couleurs. Un choix totalement arbitraire, fait en hommage aux philosophes grecs qui voyaient à leur époque (quelques 2000 ans plus tôt) une correspondance entre le nombre de jours de la semaine, le nombre de notes de musique et le nombre de couleurs : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange et rouge. Il fallait bien commencer quelque part dirons-nous.

Plus sérieusement, le physicien fondateur de l’optique physiologique Thomas Young (1773 – 1829) démontre (un siècle plus tard) que le mélange à proportions égales de rouge, de vert et de bleu, permet de recomposer la lumière blanche, et que par conséquent les couleurs du spectre peuvent être simplement réduites à ces trois là qu’il qualifie de « primaires ». Naissance du système RVB.

Les 3 couleurs primaires rouge vert bleu s'entrecroisent les unes les autres pour former les 3 couleurs secondaires cyan, magenta, jaune et la lumière blanche
La synthèse additive, ou comment les combinaisons (deux à deux) des 3 couleurs primaires donnent les 3 couleurs secondaires, ou (les 3 ensembles à parts égales) la lumière blanche

Puis il démontre qu’en mélangeant ces couleurs primaires deux à deux on obtient les trois couleurs « secondaires », à savoir le cyan (vert + bleu), le magenta (rouge + bleu) et le jaune (vert + rouge). Naissance du système CMJN propre à nos imprimantes modernes (avec N pour noir) et mise en place des bases de la synthèse additive.

Enfin il démontre que, pour obtenir toutes les autres nuances du spectre, il suffit de continuer d’ajouter les couleurs deux à deux et de faire simplement varier les proportions. [La couleur sur Wikipedia et la couleur du ciel sur Techno-Science]

Le spectre optique dans sa totalité, du rouge au violet
Le spectre optique dans son ensemble

Pour aller plus loin sur la synthèse additive et étudier tout en s’amusant, vous trouverez sur le site belge Physique Chimie au Collège et au Lycée une excellente animation ludique pout tout âge permettant de jouer avec les dosages de couleurs et apprendre en s’amusant.

Disputer (discuter) des couleurs [Sommaire]

Il est important de comprendre que le spectre optique est continu. Alors nous autres êtres humains inconditionnels de la catégorisation avons bien tenté de le borner, de le fractionner, et de nommer ces divisions-couleurs… un grand nombre en fait, plusieurs centaines, et évidemment comme c’est souvent le cas chez nous tout un chacun n’en a fait qu’à sa tête. C’est comme cela que sont nés d’un côté le système Pantone dans l’imprimerie, de l’autre le RAL pour la peinture en bâtiment, ou bien encore le Colour Index chez les beaux-arts, etc.

Si, en plus, on garde bien à l’esprit qu’il existe des couleurs (longueurs d’onde) bien au-delà de celles que nous pouvons naturellement percevoir… les noms des couleurs, vous en conviendrez, c’est une grande pagaille plus ou moins bien organisée. Et c’est pour cela qu’il vaut mieux, pour bien se comprendre, parler de longueurs d’onde. Car si mon sentiment sur la nuance d’un rouge cerise sera probablement différent du vôtre (du goût et des couleurs), la longueur d’onde mesurée ne sera pas discutable.

Pour tous ceux qui veulent s’informer sur les noms délicieux et subtils des couleurs, n’hésitez pas à vous rendre sur la page dédiée au sujet de la Wikipedia : liste des couleurs. Plusieurs centaines de couleurs sont listées, comme par exemple les improbables et surprenantes beurre frais, taupe, jaune de Mars ou bien encore zinzolin.

Et pour finir sur ce sujet, attention aussi aux paramétrages des couleurs sur vos écrans : tous ne restituent pas les couleurs avec la même justesse sans que d’importantes modifications sur les réglages de base (d’usine) n’aient été réalisées.

Maxime Mullet • l’Arpenteur de l’Infosphère

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *