Grand Oral du Bac: Les couleurs

« LA COULEUR, UNE SENSATION - ..

' Dès que nous ouvrons les yeux, nous baignons dans un univers richement coloré .

L'œil humain peut en effet discerner plus de 350 000 couleurs différentes .

Depuis toujours, l'homme s'est interrogé sur la nature de la couleur .

Matière, fraction de lumière ? Les chercheurs ont montré que la couleur n'a pas de réalité physique ou matérielle, c'est avant tout une sensation.

C'est la sensation reçue par l'Intermédiaire de notre œil lors de la vision d 'un élément coloré.

Elle dépend de la réunion de trois composantes indispensables : l'existence et la nature de l'objet support de la couleur , la lumière qui assure son éclairage et le système de vision œil-cerveau.

La couleur est donc un phénomène physique et physiologique .

Pour préciser le vocabulaire, on dira qu'un corps est blanc quand il diffuse la totalité des radiations visibles qu'il reçoit il est noir s'illes absorbe toutes et gris lorsqu'il les diffuse toutes partiellement Tout corps qui n'est pas blanc, noir ou gris est dit coloré .

Mais dans le langage courant le terme couleur englobe aussi le blanc et le noir.

face d'un prisme de verre et obtient une bande multicolore sur un écran blanc qu'il nomme spectre solaire .

Le savant comprend que la lumière blanche est un mélange des lumières colorées correspondant à chacune des couleurs du spectre .

Selon leur longueur d'onde, elles sont déviées différemment par le prisme .

Après la décomposition de la lumière blanche en couleurs, il en fait la synthèse et montre qu'on obtient du blanc avec un mélange de couleurs appropriées .

Il place par exemple une lentille convergente entre le prisme et l'écran, la tâche obtenue est blanche .

LlS ONDES tLICTIOMACNtTIQUES La lumière est une source d'énergie PIP,rtrn•m•onl>lim '" produite par le soleil, elle se propage sous forme d'ondes , ou vagues (théorie ondulatoire).

1------------~ Dans notre environnement nous UN PEU D'HISTOIRE En tout temps, l 'homme s 'est interrogé sur les couleurs et ses origines mais tôt les savants déduisent que la lumière est à l'origine des couleurs.

Pour Aristote , la lumière était blanche et les couleurs naissaient progressivement de l'incorporation d'une part d'obscurité , provenant de sa réflexion par les corps .

« La lumière comme un mélange de blanc et de noir » : cette idée a longtemps perduré chez les scientifiques , jusqu'aux travaux d'ISIIIIC Newton.

Le physicien anglais a révolutionné la recherche.

En 1666 , il étudie la décomposition de la lumière .

Il fait tomber un faisceau de lumière sur la sommes confrontés en continu à toute une gamme d'ondes électromagnétiques, qu'on mesure par leur longueur d 'onde, la distance entre deux vagu es.

La plupart d 'entre elles sont invisibles à l'œil.

seuls les rayonnements dont la longueur d 'onde est comprise entre 380 et 780 nanomètres, captés par la rétine, provoquent des réactions à l'origine de la perception visuelle.

Cette zone , c'est le domaine de la lumière visible.

Au-delà , on trouve les rayons infrarouges et avant les ultraviolets.

LE SPECTIE SOLAIRE La lumière est composée de radiations comprises entre 380 et 780 nm.

Lors de l'expérience du prisme , ces diverses radiations sont déviées .

Dans le spectre résultant les composantes de la lumière sont juxtaposées selon leur longueur d 'onde : on obtient un spectre continu , sans interruption du violet au rouge en passant par tous les tons intermédiaires .

Pour simplifier , on a découpé les spectre en six couleurs de base : violet {380- 440 nm), bleu {440 -510 nm), vert (510-560 nm), jaune {560-610 nm) , orange (610 -660 nm) , rouge {660- 780 nm), avec tous les to n s intet'lfiUi lllres.

A chaque longueur d'onde du spectre correspond une couleur , qui est dite monochromatique ou pure.

Le laser par exemple est un rayon de lumière monochrome très dense.

Certaines couleurs comme le beige ne sont pas présentes dans le spectre mais on les retrouve en additionnant des longueurs d'ondes .

Ces couleurs sont dites polychromatiques .

Ensemble , les radiations du premier tiers du spectre donnent la sensation du bleu-violet le deuxième tiers du vert et le troisième du rouge .

De même, les radiations des deux premiers tiers du spectre donnent la sensation du bleu cyan , les deux derniers tiers du jaune, et le mélange des radiations du premier et dernier tiers sont perçus comme le rouge magenta .

L'INTliiACTION LUMiiRE-MATihE La lumière du soleil qui frappe la surface des objets de notre environnement est blanche .

Pourtant nous les voyons en couleurs .

L'explication est simple : les objets absorbent certaines ondes lumineuses colorées et réfléchissent les autres : ce sont celles-là que nous percevons .

Pour bien comprendre, il faut imaginer la lumière sous forme de particules ou grains d'énergie appelés photons (théorie corpusculaire de la lumière ).

Parmi les photons qui atteignent une feuille d'arbre par exemple, ceux des ondes lumineuses de la gamme des rouges et des bleus sont absorbés par la chlorophylle et ceux des ondes lumineuses de la gamme des verts sont réfléchis , donnant à la feuille sa couleur verte.

La couleur d'un objet dépend de la lumière qui l'éclaire .

Un objet éclairé sous lumière artificielle en magasin aura une teinte légèrement différente à la lumière du jour.

Sous une lumière bleue, une tomate va paraître noire et un citron sera brun-vert MÉLANGE DE LUMIÈRES ­ CRÉATION DE COULEURS Il existe deux méthodes fondamentales pour créer les couleurs : la synthèse additive et la synthèse soustractive .

Face à n'importe quel problème de couleur , il faut d'abord s'assurer de sa nature, soustractive ou additive, pour le résoudre .

LA SYNTHBE ADDITIVE On parle de synthrse 11dditive quand on crée une nouvelle couleur bleu par un mélange de plusieurs lumières colorées .

Pour cela, on utilise trois faisceaux colorés par des filtres : rouge, vert et bleu, qui à eux trois vont restituer l'ensemble de la gamme des longueurs d'ondes du spectre de la lumière .

Le filtre rouge ne laisse passer que les ondes longues , le vert les ondes moyennes et le bleu les ondes courtes .

Ainsi, si Spectre solaire on projette les trois faisceaux sur une surface blanche (qui renvoie toutes les radiations), l'endroit où ils se recoupent est blanc.

En les mélangeant en diverses proportions , on obtient les autres couleurs.

On parle de synthèse additive pour les éclairages , la télévision ou encore dans le système de vision humaine.

LA SYNTHBE SOUSTIIACTIVE Avec cette méthode, on part de la lumière blanche à laquelle on soustrait certaines couleurs afin d'obtenir la couleur désirée .

C'est le principe de la peinture par exemple.

Les pigments ou colorants absorbent des ondes colorées (et donc les soustraient à la lumière blanche) .

Pour fabriquer toutes les couleurs ont utilise les trois couleurs de base : jaune, cyan et magenta.

Lorsque ces trois couleurs sont présentes à 100 %, on obtient du noir .

On parle rouge jaune vert de synthrse soustr11ctive dans l'Impression , les colorations ou pigmentations .

LEs COULIURS PRIMAIRES, SECONDAIRES ET COMPLIMENTAJRES Les couleurs sont dites primaires si en les mélangeant on peut obtenir l'ensemble des autres couleurs du spectre visible .

Les couleurs primaires ne peuvent pas être fabriquées par un mélange d 'autres couleurs .

En synthèse additive , ce sont les trois couleurs les plus denses du spectre (car tout mélange est plus clair) : il s'agit du rouge , du 1666 Newton commence à établir une théorie révolutionnaire , à travers l'expérience du prisme .

3 Nombre de paramètres nécessaires et suffisants pour définir une couleur (loi de Gassman) .

350000 Nombre de couleurs différentes que le système VISuel humain est capable de d1scerner.

8,5% Propor.tion d 'hommes souffrant de daltonisme .

0,5% Propor.tion de femmes souffrant de daltonisme .

555nm Dans la journée , le maximum de sensibilité de l'œil est situé à 555 nanomètres , dans la couleur verte.

Dans un éclairage crépusculaire , il se déplace dans le bleu-vert 1801 Lemèdecin­physiden Thomas Young établit la théorie trichromatique : trois couleurs suffisent pour recréer les autres couleurs .

780 nm. »