Tout un monde de couleurs

[blue hedgehog]

Salut AS,
Voilà un moment déjà que je pense à la possibilité de vous parler en couleurs . J’aime la couleur, les couleurs, j’aime qu’elles soient présentes autour de moi et de préférence assorties .

L’idée est de regarder d’où viennent les couleurs, quelles sont les possibilités pour colorer quelque chose etc. N'hésitez surtout pas à mettre votre grain de sel, à commenter, préciser, dire ce qui vous passe par la tête dans ce fil .
Avec ce que j’ai en tête je pense qu’il va y avoir plusieurs épisodes à cette saga et je vais commencer par :

Pourquoi voyons-nous (enfin certains d’entre nous) des couleurs autour de nous ?

L’œil
Alors dans la question ci-dessus il y a la question de la production de couleur et celle de la captation.
La captation se produit au niveau de l’œil et ensuite l’information est traitée par le cerveaux. Je dois admettre que je ne suis pas spécialiste de l’œil loin de là ! Néanmoins, voici la base :
La rétine de l’œil (humain) est couverte de cellules photoréceptrices, donc des cellules qui réagissent à la lumière.
Parmi ces cellules on distingue les cônes et les bâtonnets, les bâtonnets captent l’intensité lumineuse, bref des niveaux de gris et les cônes captent les couleurs, il y a trois types de cônes pour capter les différentes couleurs (plus exactement ils captent des longueurs d’ondes différentes). Ces informations d’intensité et de couleurs sont ensuite transmises, pour décodage, au cerveaux par le nerf optique.
(Alors il y a plein de raisons pour lesquelles certaines personnes de voient pas toutes les couleurs ou ne distinguent pas très bien les couleurs lorsque l’intensité de lumière est faible, je parle ici notamment du daltonisme. En fait il y a plusieurs types de daltonismes selon les couleurs encore perçues et je ne vais pas m’attarder sur le sujet .)

La lumière

En réalité, ce que capte notre œil c’est de la lumière, or la lumière est une onde électromagnétique. Chaque onde a une longueur d’onde (la distance qui sépare deux oscillations de l'onde) et donc une fréquence (le nombre d’oscillations en une seconde).
C’est la longueur d’onde qui d’une manière générale donne le type d’onde électromagnétique (rayon gamma, rayon X, lumière, onde radio…), en particulier, la longueur d’onde de la lumière donne sa teinte - la couleur de la lumière.

Spectre_électromagnétique.png

En regardant le schéma, on remarque qu’il n’y a pas de blanc dans le spectre de la lumière visible, ni de noir d’ailleurs. Pour le noir, on peut rapidement comprendre qu’il s’agit d’absence de lumière. Pour le blanc, la lumière est bien présente - complètement présente en fait. Comme le montre l’expérience du prisme (vous vous souvenez de l’album de Pink Floyd ? ), la lumière blanche est en fait composé de toutes les longueur d’ondes, c’est notre œil et notre cerveau qui captent toutes ces longueurs d’ondes et qui les combinent ensemble en blanc.


Dispersive Prism Illustration by Spigget
Spigget, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons


Pourquoi est-ce que l’orange est-t-elle orange ?


Comme le dit le dicton : « la nuit tous les chats sont gris », la nuit, l’orange est grise (les bâtonnets qui perçoivent les niveaux de gris sont plus sensibles que les cônes qui ont besoin de plus de lumière pour fonctionner et permettre de voir la couleur), l’orange peut aussi être carrément noire en l’absence totale de lumière. Donc la couleur d’un objet est liée à la présence de lumière. Se dégagent alors deux possibilités, soit l’objet émet lui-même de la lumière (bioluminescence, bois qui brûle, ampoule, écran etc.) ou alors l’objet n’en émet pas.
Dans le cas d’un objet qui émet de la lumière, la longueur d’onde ou les longueurs d’ondes émises vont directement « titiller » l’œil pour créer la sensation colorée.
Mais l’orange n’émet pas de lumière. Donc, on ne la voit que s’il y a une source de lumière extérieure, par exemple le soleil ou une lumière artificielle. Typiquement, la lumière ambiante (les ondes de cette lumière) frappe l’orange (aïe !) et une partie de cette lumière est absorbée, pendant qu’une autre partie est réfléchie. Les parties absorbées et réfléchies dépendent de leur longueur d’ondes, donc autrement dit de leur couleur. L’orange absorbe toutes les couleurs sauf l’orange, la lumière avec la longueur d’onde correspondant à l’orange est réfléchi par le fruit, ce qui permet à l’œil du spectateur de la capter et donc de percevoir le fruit comme étant orange.
Oui mais qu’est ce qui fait que l’orange ne réfléchit que la lumière orange ?

Les pigments

Les pigments sont des particules qui donnent la couleur aux objets. Dans le cas de l’orange, c’est le carotène (et oui comme la carotte, pas de jaloux on partage les pigments ) qui donne la couleur au fruit.
Comme pour l’orange, il existe donc des pigments naturels, mais aussi des pigments artificiels et dans les pigments naturels, il faut distinguer les pigments organiques (végétaux, animaux) des pigments minéraux.

Pigments végétaux
Parmi les pigments végétaux très répandus, citons d’abord la chlorophylle qui donne leur couleur verte aux feuilles d’arbre par exemple, et qui est un pigment photosynthétique au même titre que le carotène.

Pour être plus précise, il n’existe pas qu’une chlorophylle mais plutôt 4 molécules distinctes qui font toutes partie de cette famille.
Il existe aussi plusieurs types de caroténoïdes, les carotènes (comme le bêta-carotène mais pas uniquement) et les xanthophylles (là aussi plusieurs pigments) ceux-ci donnent une couleur plus souvent jaune qu’orange, comme pour le maïs ou la fleur du pissenlit.
Les anthocyanes sont aussi des pigments végétaux très répandus, de couleur entre le rouge (clair) et le bleu profond, cette famille de pigments est présente pour teinter la peau de l’aubergine ou encore les mûres et myrtilles.
Les flavonoïdes, eux, sont une famille de pigments avec une gamme de couleur très large, quasiment tout le spectre visible, du rouge au violet. La couleur de chaque pigment dépend de sa structure chimique exacte mais aussi de l’acidité relative de son milieu. Les pigments de cette famille sont présents dans les raisins ou les pommes mais aussi dans l’aubépine par exemple.

Notons que souvent les végétaux comportent naturellement plusieurs colorants, la couleur que nous percevons est donc un mélange des effets de ces pigments, certains étant présents en plus forte quantité ou ayant un pouvoir colorant supérieur, prendront le dessus dans la perception finale.

A cet égard, on peut donner l’exemple des feuilles d’arbre, tels que celles du chêne, de l’orme ou du tilleul. Au printemps et en été, ces feuilles sont vertes car la chlorophylle présente en quantité donne une teinte verte. C’est à l’automne que se révèlent les autres pigments naturellement présents dans les feuilles. Comme évoqué plus haut, la chlorophylle est un pigment photosynthétique, c’est-à-dire qu’il résulte de la photosynthèse. Le processus chimique qui a lieu pendant la photosynthèse a besoin de la sève de l’arbre, de l’air et du soleil (pour faire simple), or pendant l’automne, pour les arbres à feuilles caduques, ce processus s’arrête c’est le sommeil végétatif de l’arbre. Du coup la quantité de chlorophylle dans les feuilles diminue et la couleur verte laisse place aux couleurs produites par les autres colorants présents. Les couleurs orangées venant des caroténoïdes et les couleurs rouges ou pourpres des anthocyanes. Le brun provient des tanins qui sont les plus lents (très très lents) à se dégrader.

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Pigments animaux

Les pigments d’origines animales sont moins nombreux que les pigments végétaux. La gamme de couleurs est donc réduite. Il y a du rouge, celui-ci provient des cochenilles.


Porphyrophora hamelii, female
Vahe Martirosyan, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons

Depuis l’antiquité jusqu’au moyen-âge, le pourpre était tiré des d’une glande du Murex qui est un mollusque. Chaque mollusque ne contient qu’une infime quantité du colorant, ainsi pour un gramme de pigment pur, il faudra entre 8000 et 12000 individus. On comprend pourquoi c’était la couleur royale !
Il y a dans les tons brun - noir selon la dilution, l’encre de seiche - appelée sépia et qui sert de colorant depuis des siècles.
Après il y a pas mal de pigments noirs tirés du résultat de la calcination notamment des bois de cervidés, d’ivoire ou d’os. Chacun des pigments possédant des reflets (roux, jaunâtre, brun) qui lui sont propre.
Pigments minéraux
Il existe énormément de pigments naturels issus de minéraux, on distingue généralement les tons terreux : l’ocre, la terre d’ombre, la terre de Sienne ect des tons provenant de roches plus dures comme l’azurite (bleu azur), le lapis-lazuli (bleu outremer), l’ardoise (gris-bleu), l’antimoine (jaune) etc. Mais aussi les oxydes de fer (rouge-brun) ou le cuivre (vert).

Lapis lazuli (lazuritic metamorphite) (Sar-e-Sang Deposit, Sakhi Formation, Precambrian, 2.4-2.7 Ga (?); Sar-e-Sang Mining District, Hindu-Kush Mountains, Afghanistan) 9 (49166803286)
James St. John, CC BY 2.0 <https://creativecommons.org/licenses/by/2.0>, via Wikimedia Commons

Les pigments artificiels

Certains pigments sont produits par synthèse depuis l’Antiquité, comme le bleu égyptien ou le vermillon, mais l’âge d’or des pigments synthétiques commence au XIXe siècle. Avec l’industrialisation et plus spécifiquement l’essor de l’industrie chimique, la production de pigments de synthèse a explosé soit pour créer une alternative meilleur marché que le pigment naturel (comme le bleu Guimet pour replacer le lapis-lazuli) soit pour créer de nouvelles teintes comme le jaune Hansa.

Utilisation des pigments

Que ce soit pour des besoins industriels ou pour l’art, les pigments sont utilisés de 3 manières différentes. La distinction se fait selon l’endroit où le pigment se trouve après utilisation, en quelque sorte son degré d’invasion de la matière.
Ils peuvent se trouver dans un liant liquide ou pâteux comme c’est le cas pour les peintures. Dans ce cas, après utilisation, les pigments se trouvent à la surface de l’objet sur lequel ils ont été appliqués, on peut par exemple penser à la couche de vernis appliqué à une voiture.
Ils peuvent être transférés au cœur d’un matériau par trempage de celui-ci, par exemple on trempe un tissu dans un liquide coloré, le colorant entre dans le tissu et vient se placer autour des fibres qui constituent chaque fil du tissu. Le pigment migre donc profondément dans la matière et y reste logé, cependant, au microscope, on peut voir que le pigment enrobe les fibres mais n’est pas chimiquement lié à la structure de celles-ci.
La troisième manière est d’intégrer le pigment à la masse d’un matériaux en fusionnant réellement celui-ci chimiquement avec son environnement. C’est par exemple le cas pour des matériaux plastiques teintés dans la masse ou pour le verre de couleur.


Sans un prochain épisode je pense évoquer comment la couleur est produite sur les écrans (donc en rayonnement lumineux direct) et puis aussi ce qu’on appelle la théorie des couleurs, donc comment ça se passe pour distinguer les couleurs et prévoir le résultat d’un mélange.

[Holi]

Merci Blue, super sujet ! Vivement la suite.

[Miss souris]

Eh bé quand tu t'y mets tu fais pas semblant ! Merci.

[Troglodyte-mimi]

Merci ! Le mélange ce sera le mélange des lumières ou le mélange des pigments? ou les deux ?

[blue hedgehog]

Ben... les deux pas de jaloux comme ça

[blue hedgehog]

Ecran, écran montre-moi un arc en ciel

Les écrans à l’heure actuelle sont composés de diodes lumineuses, les LED. Il y en a énormément de ces LED dans un écran ! L’écran est divisé en ce qu’on appelle des pixels qui sont en quelque sorte les atomes d’une image. Plus clairement, chaque image qui doit se trouver affichée sur un écran est divisée en petits carrés remplis avec une seule couleur. L’image ci-dessous montre bien la subdivision en pixels.

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En général, un pixel de l’image sera affiché sur 1 pixel de l’écran. Pour afficher les couleurs présentes dans l’image, il n’est pas envisageable d’avoir pour chaque pixel une lumière (une diode) qui envoie exactement la couleur représentée dans l’image. Et ce, parce qu’il y a évidemment énormément (plusieurs millions) de possibilités de couleurs uniques (il suffit de songer à toutes les nuances de rouge, de bleu, de vert, de jaune, de brun, de violet etc.), en plus chaque diode n’est capable de produire qu’une seule couleur (mais avec différentes intensités), et l’écran ne doit pas afficher qu’une seule image sur sa durée de vie mais des millions ou milliards (pas envie de faire le calcul).

Alors une solution est de mettre des millions de diodes, une par couleur dans chaque pixel de l’écran, on pourrait alors allumer la diode correspondante à la couleur souhaitée au moment voulu. Mais bon… même si chaque diode est minuscule, il faudrait tout de même énormément de place ! Les pixels seraient très gros et le résultat pas terrible.

Alors, il a fallu trouver autre chose. C’est là que la connaissance de la physiologie humaine entre en jeu. Dans l’épisode précédents, j’ai évoqué les cônes, ces cellules photoréceptrices de l’œil. Or, il y a 3 types de cônes, pour trois longueur d’ondes. C’est le cerveau qui en combinant les influx recrée toutes les couleurs du spectre. Donc, si de toute façon l’œil ne possède que la capacité de détecter 3 couleurs (le rouge, le vert et le bleu) en direct, il suffit aussi de mettre 3 diodes de même longueur d’onde que celle de nos cônes dans chaque pixel. Du coup les 3 diodes s’allument avec différentes intensités et envoient de la lumière à notre œil. L’œil décode et recombine les couleurs. Voici donc à quoi ressemble les pixels d’un écran fortement agrandis :


Liquid Crystal Display Macro Example zoom 2
User:Ravedave, CC BY-SA 3.0 <http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/>, via Wikimedia Commons

Donc pour résumer les couleurs de l’écran sont données par l’allumage (à des intensités différentes) de diodes rouges, vertes et bleues, notre cerveau combine ces informations en une myriade couleurs.

[Multi]

Ben... les deux pas de jaloux comme ça

Tu devrais expliquer la synthèse soustractive et la synthèse additive... pas de jaloux, mais pas pareil, entre les pigments et les LEDs.

En tout cas ça me rappelle un sujet de « dispute » avec mon ex femme, un saladier que je disais vert et qu’elle appelait bleu

[blue hedgehog]

(C'est prévu [mention]Multi[/mention] pour la synthèse des couleurs , regarde : )

Maintenant que nous savons que les écrans sont en fait composés d’une série de lumières rouges, vertes et bleues, et qu’il existe des pigments pour colorer les objets non luminescents, voyons en détail comment les couleurs se mélangent et surtout si elles se mélangent ce qu’on peut obtenir comme résultat.

Le mélange des couleurs
Alors le mélange des couleurs, pour faire bien, ça s’appelle la synthèse des couleurs. Et on distingue la synthèse additive de la synthèse soustractive.
Commençons par :

La synthèse additive

C’est le mélange des couleurs lorsqu’il s’agit de lumière. Comme expliqué précédemment, c’est grâce à trois couleurs de lumière et leur mélange que nous humains pouvons voir toutes les autres couleurs.

Du coup, pour les lumières le rouge, le vert et le bleu sont appelés couleurs primaires.


Synthese+
Quark67, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons

En observant le schéma ci-dessus on voit qu’en superposant une lumière rouge et une lumière verte on obtient par exemple du jaune, en mélangeant le vert et le bleu on obtient du cyan, en mélangeant du bleu et du rouge on obtient du magenta. Et en combinant le rouge, le vert et le bleu, on obtient la lumière pleine, c’est-à-dire le blanc.

Enfin ça c’est vrai lorsque les intensités de lumière des couleurs mélangées sont égales. Mais si par exemple l’intensité du rouge est plus forte que celle du vert, au lieu devoir du jaune on verra de l’orange. Voici, ci-dessous, ce qu’on appelle un cercle chromatique, on peut rapidement identifier les 3 couleurs primaires puis exactement entre elles les couleurs secondaires (le jaune, le cyan et le magenta) mais aussi les couleurs tertiaires ou intermédiaires.


Circulo cromatico
MdeVicente, CC0, via Wikimedia Commons

Ce cercle chromatique est évidemment une simplification, car en variant l’intensité des différentes lumières le nombre de couleurs intermédiaires augmente en même proportion.

Quoi qu’il en soit, lorsqu’on mélange 2 couleurs ensemble et s’agissant de lumière, la couleur qui en résulte est toujours plus claire que la plus claire des deux qui ont servi de base. Par exemple en mélangeant du jaune pur à du bleu pur, on obtient du blanc. Le blanc étant plus clair que le jaune (et le bleu). Si cette explication ne paraît pas claire, il suffit d’imaginer qu’on a 2 lampes de poches, une avec une batterie neuve et l’autre avec une batterie usée mais qui donne encore un peu de lumière. Si j’allume la lampe avec la bonne batterie je vais obtenir un faisceau lumineux d’une certaine intensité, si j’allume que celle avec la batterie usagée, le faisceau sera d’une intensité moindre. Mais si j’allume les 2 en même temps pour éclairer le même endroit, les deux intensités vont s’additionner et me donner plus de lumière que chacune séparément.

Puisque les intensités s’additionnent, cette synthèse des couleurs provenant des lumières s’appelle synthèse additive.

Cette synthèse additive est à l’œuvre pour les écrans mais aussi dans d’autres applications utilisant de la lumière, l’éclairage d’une scène de théâtre par exemple.

Et le mélange se passe de la même manière quand il s’agit de pigments ?
Et bien non, pas tout à fait ! Du coup voici :

La synthèse soustractive

Alors pour commencer concernant les utilisations des pigments, il y aussi des couleurs primaires. Mais, ce ne sont pas les mêmes que les couleurs primaires de la synthèse additive.

encres imprimante.jpg

De manière empirique, pour comprendre quelles sont les couleurs primaires lorsqu’il s’agit de pigments, l’exemple des imprimantes couleurs est assez commun. Nous utilisons en effet des imprimantes à jet d’encre ou laser pour reproduire des documents contenant des couleurs. Donc l’imprimante doit pouvoir (en théorie - j’y reviendrai plus tard pour la pratique) reproduire toutes les couleurs possibles grâce à ses encres et en fait aux pigments contenus dans ces encres. Or, quand on examine le compartiment des encres d’une imprimante, il n’y a pas des centaines, milliers ou millions d’encres différentes, il n’y en a seulement 4 (en fait 3+1). Les encres présentes sont le cyan, le magenta, le jaune et le noir. Il y a là-dedans 3 vraies couleurs : cyan, magenta et jaune. Le noir est ajouté pour des raisons économiques. Comme le montre le schéma ci-dessous, construit comme le schéma de la synthèse additive ci-dessus, le mélange des couleurs primaires donne des couleurs secondaires et lorsque les trois couleurs primaires sont ajoutées les unes aux autres, on obtient du noir.


Synthese-
Quark67, CC BY-SA 2.5 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5>, via Wikimedia Commons

Donc, le noir n’est pas une couleur primaire c’est la résultante de la présence de pigments qui couvrent le spectre. Si on reprend l’explication de l’orange orange du premier épisode, j’avais expliqué que les pigments oranges de l’orange faisait que toutes les longueur d’ondes était absorbées sauf celle correspondant à l’orange qui était réfléchie et parvenait à l’œil.
Si maintenant on considère la présence des trois pigments, cyan, magenta et jaune, les longueur d’ondes qui sont réfléchies par un pigment sont absorbés par les autres, résultant dans l’absorption du spectre lumineux dans son entièreté, et plus de lumière = noir.

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Alors pourquoi tout de même ajouter du noir dans les imprimantes ?
Pour des raisons économiques. Car là où en utilisant les couleurs primaires uniquement, il faudrait utiliser le jaune, le magenta et le cyan, donc trois encres avec 3 pigments, il est possible et assez bon marché de trouver des pigments noirs et d’en faire une encre. Ces pigments noirs à eux seuls suffisent donc à créer du noir et sont meilleur marché que l’utilisation des couleurs primaires (surtout qu’il en faudrait donc trois). C’est une économie d’envergure puisque les documents écrits le sont souvent avec une police d’écriture noire.
(Remarque : les spécialistes argueront que pour obtenir du noir profond, donc du noir plus noir que noir , on ajoute à l’encre noire 50% à 100% d’une autre encre, généralement le magenta ou le cyan. Le résultat est effectivement plus foncé que lors de la seule utilisation de l’encre noir seule. La raison est double, d’une part il y a une meilleure couverture de la surface à imprimer (un peu comme la deuxième couche de peinture qui uniformise l’effet au mur) et d’autre part, souvent les pigments noirs ont un reflet, en quelque sorte ils ne sont pas réellement 100% noirs, du coup l’ajout du deuxième pigment absorbe les longueurs d’ondes toujours reflétées par le premier pigment)
(Remarque : A celles et ceux, esprits contradictoires, qui se demandent pourquoi diable économiser et qui souhaitent tout de même utiliser les 3 couleurs primaires pour obtenir du noir, je dirais que le l’utilisation de 3 encres, va créer une couche épaisse et détremper le papier (ou dans le cas d’utilisation de technologie laser, créer des tensions superficielles dans la couche déposée) le résultat serait donc un support papier gondolé.)

Dans le schéma des couleurs primaires, on peut remarquer que les couleurs primaires de la synthèse soustractive sont les couleurs secondaires de la synthèse additive et vice-versa. Le mélange des couleurs, en synthèse soustractive, va par contre toujours générer une couleur plus foncée que la plus claire des couleurs mélangées. Donc plus il y a de couleur, plus le résultat sera foncé, ce qui l’oppose à la synthèse additive où plus il y a de couleurs plus le résultat sera clair.

Voici un autre schéma, qui montre la même chose qu’en haut pour la synthèse soustractive, mais que je trouve très clair du coup je le mets :

blending-2022631_640.png

Les deux schémas ne valent que pour les mélanges à part égales, car tout comme pour la synthèse additive, il est possible de varier la quantité de pigments dans les mélanges pour obtenir d’autres teintes. Le cercle chromatique illustré plus haut est toujours d’application, la seule différence étant que les 3 couleurs primaires sont désormais le cyan, le magenta et le jaune.

Couleurs complémentaires
Toujours en observant le cercle chromatique, on peut voir qu’en tirant une droite à travers le centre du cercle, on « tombe » sur 2 couleurs, par exemple le jaune et le bleu. Ou le vert et le magenta etc. Ces couleurs sont appelés des couleurs complémentaires. Ce sont des couleurs qui possèdent un contraste coloré fort. Du coup (pour les yeux en parfait état de fonctionnement) elles sont très faciles à distinguer, au même égard par exemple que le blanc et le noir).

[blue hedgehog]

Bien maintenant qu’il est établi qu’il existe plein de pigments de couleurs différentes et qu’en plus on peut les mélanger pour obtenir encore d’autres teintes, de même pour les lumières, il va vite falloir trouver une base d’entente pour savoir comment nommer toutes ces couleurs.
Par exemple dans l’image ci-dessus il y a plusieurs pigments, alors sans doute la plupart identifieront du jaune, du rouge, du vert, du bleu mais quel serait le nom exact de chaque nuance ?

pigmentsderoutouche.jpg

Lorsqu’il s’agit de pigment pur il reste possible de nommer celui-ci par sa composition chimique, par exemple jaune cadmium ou sulfure de cadmium. C’est le jaune le plus clair de la photo. Ce genre de dénomination a encore cours pour les beaux-arts, dans un rayon bien équipé on trouvera du jaune cadmium, de l’orange cadmium clair, de l’orange cadmium foncé, et même du rouge cadmium. Mais on trouvera aussi des couleurs avec des noms qui ne laissent rien paraître de l’origine chimique comme le vermillon ou le rouge brillant.
Mettons que je veux faire connaître une marque, il est intéressant d’utiliser des signes distinctifs comme un logo, des couleurs etc. Par exemple parmi tous les sodas, une étiquette rouge avec une écriture blanche est un point de repère visuel fort. Il est utile pour arriver à ancrer la reconnaissance de la marque dans l’esprit du consommateur de faire en sorte que le rouge utilisé soit toujours le même. La différence d’un rouge vif vers un rouge plus foncé, c’est la différence entre Coca-Cola et Dr.Pepper.
Pour une identification claire, il faut donc garantir l’uniformité de la couleur au niveau du packaging mais aussi dans toute autre forme de communication émanant de la marque. Et pour ce faire, il faut des dénominations encore plus précises que jaune cadmium ou vermillon.

Les nuanciers

Le fait d’utiliser une couleur plutôt qu’une autre nous semble actuellement une simple histoire de préférence ou un choix stratégique physio-socio-psychologique autrement dit un choix de marketing.

Pour autant il n’en a pas toujours été ainsi, avant l’avènement du tout numérique et d’une manière plus forte encore avant les années 1960, le choix d’une couleur se faisait aussi par sa disponibilité. Si dans les années 1950 quelqu’un voulait un emballage rouge, il allait consulter son imprimeur qui lui montrait un nuancier de couleurs disponibles. Le choix précis de la teinte se faisait donc selon la disponibilité de celle-ci.

Actuellement, c’est encore le cas, par exemple, si je décide de repeindre ma chambre. Je voudrais peut-être du vert, un truc pas trop foncé, la prochaine étape sera vraisemblablement de me rendre dans un magasin et voir quelles sont les disponibilités. La plupart des marques de peinture proposent d’ailleurs à leurs clients un nuancier avec les teintes de leur gamme. Pour s’y retrouver dans ces nuances, les échantillons portent un code ou un nom. Ce code ou ce nom sont uniques dans la gamme et permettent une identification fiable.

Alors si l’achat d’une peinture murale est une chose que beaucoup d’entre nous ont pu vivre, l’achat de peinture industrielle ou d’encre à impression offset fonctionne environ pareil.
Par exemple, afin d’identifier sans faille la couleur exacte du vernis d’une voiture, ou celle de la coque en plastique d’une perceuse murale, il existe le nuancier RAL. Ce nuancier développé en Allemagne dans les années 1920, est très largement utilisé à travers l’Europe, il offre l’avantage de ne pas (ou plus) être lié à une seule marque et de permettre une identification claire.

Ral.PNG

Extrait du nuancier RAL bleu

Dans le domaine de l’imprimerie, je parle ici de l’imprimerie classique, non informatisée bref du procédé d’impression offset, un nuancier spécifique d’encres a été mis en place par la société Pantone aux Etats-Unis dans les années 1960. Ce nuancier est le plus connu du domaine et encore très largement utilisé aujourd’hui, notamment en Europe.

pantone.PNG

Extrait du nuancier Pantone dans les tons violets.

Le principe de tous les nuanciers est le même à savoir une identification sans faille d’une couleur à des fins de reproduction de masse.
Mais ces systèmes ne sont pas adaptés au numérique, à l’affichage sur écran. Car tous les nuanciers évoqués travaillent avec des pigments or on le sait les écrans fonctionnent avec de la lumière.

RVB, hexadécimal, CMJN et consorts

Le RVB - pour les écrans
RVB sont les initiales de rouge, vert, bleu soit les 3 couleurs primaires de la synthèse additive, au même titre que l’équivalent anglais RGB.
Comme expliqués précédemment, les écrans sont composés de diodes de ces trois couleurs. Or, si on veut afficher une image à l’écran, il faut pouvoir contrôler ces diodes.
Pour comprendre comment ça fonctionne, on va partir d’une simplification, admettons que je peux soit allumer, soit éteindre une diode, en électricité on a habitude de noter ça avec 0 c’est éteint et 1 c’est allumé. Ça tombe bien, en informatique (primitive) on fait pareil et ça s’appelle le code binaire. Donc si je peux soit allumer ou soit éteindre la diode et qu’il y a 3 diodes j’obtiens les codes suivants :
RVB : 1 0 0 (donc le rouge est allumé, le vert est éteint et le bleu est éteint) Résultat je vois du rouge.
RVB : 0 1 0 (donc le rouge est éteint, le vert est allumé et le bleu est éteint) Résultat je vois du vert.
RVB : 0 0 1 Résultat bleu
RVB : 1 1 0 Résultat jaune (voir le mélange des couleurs en synthèse additive)
RVB : 1 0 1 Résultat du magenta
RVB : 0 1 1 Résultat du cyan
RVB : 1 1 1 Résultat du blanc
RVB : 0 0 0 Résultat du noir (toutes les lumières sont éteintes)
Génial, nous obtenons plusieurs possibilités de couleurs ! Mais soyons honnêtes ça manque un peu de nuances.

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Dès les années 1930, la commission internationale de l’éclairage (CIE) a mené des travaux pour savoir combien de nuances d’une même couleur nous, humains, pouvions distinguer.
L’image ci-dessous montre un dégradé « lisse » c’est-à-dire une succession de nuances de la couleur bleue qui donne l’impressions d’une continuité. En dessous, Il y a aussi plusieurs nuances de bleu (16) mais on voit bien qu’il ne s’agit pas d’un dégradé lisse, les « étapes » restent visibles. La CIE a mesuré combien d’étapes il fallait pour que le dégradé paraisse lisse et ils ont trouvé un résultat de 200 (actuellement ce chiffre semble surévalué, des tests plus récents tournerait plutôt autour des 150).

dégradé.jpg

dégradé de bleu primaire

Donc, il faudrait trouver un moyen pour transmettre aux diodes, non seulement une information allumé/éteint, mais 200 informations sur « l’intensité d’allumage ». Comme évoqué précédemment, l’informatique code en binaire (en 0 et1). Chaque 0 ou chaque 1 constitue un bit, la succession de bits permet de préciser l’information. Si par exemple pour le rouge je n’utilise qu’un bit (comme ci-dessus dans les codes RVB donnés) alors j’ai 2 possibilités, allumé et éteint. Avec 2 bits j’ai 4 (2x2) possibilités, par exemple allumé 100%, allumé 66%, allumé 33% et éteint. Ainsi si je code sur 3 bits j’ai 8 (2x2x2) possibilités, sur 4 bits 16 possibilités etc. pour atteindre au moins 200 (ou même 150) possibilités, il faut 8 bits. Et 8 bits nous offrent 256 possibilités. C’est trop, mais avec 7 bits on en aurait que 128 et là ce serait trop peu. Ce qui est « rigolo » c’est que puisqu’il y a 3 couleurs, il s’agit en fait de 8 bits *3, bref la bagatelle de quelques 16 700 000 possibilités colorées (vous voulez plus précis ? Calculez vous-même ). Dont plus de la moitié ne seront jamais distinguées par nous les humains.

Alors pour offrir la possibilité d’afficher toutes les nuances désirées, le code RVB s’écrit avec 3 numéros, allant de 0 à 255.
Exemples : RVB : 255,0,0 = rouge primaire ; RVB : 126,126,126 =gris moyen ; RVB : 113, 61, 143 = violet ; RVB : 38, 151, 70 vert moyen ; RVB : 246, 240, 139 = jaune pâle.

couleurs rgb ex.png

Voilà comment grâce à des chiffres, on peut exprimer une teinte précise et s’assurer de l’homogénéité de leur affichage sur plusieurs écrans.

L’hexadécimal

Le code de couleur hexadécimal est dérivé du code RGB, il exprime exactement les mêmes couleurs mais avec un code en base 16.
Donc le RGB décrit 256 possibilités par couleur, et il faut 3 chiffres pour écrire chaque couleur. En base hexadécimale on remplace les 3 chiffres par 2 signes (corolaire : 2 signes avec 16 possibilités par signe et 16*16 = 256 possibilités). Les 16 signes autorisés sont les chiffres de 0 à 9 et les lettres de a à f.
Ainsi pour un code R = 255, on obtient un code hexadécimal = ff ; R=0 hexa = 00

Voici les codes hexadécimaux pour les couleurs ci-dessous :
(Remarque, les codes hexadécimaux sont toujours précédés du signe dièse pour les distinguer sans équivoque des autres codes couleurs)

Rouge : #ff0000, gris : #7e7e7e ; violet :#713d8f ; vert : #269746 ; jaune : #f6f08b

couleurs rgb ex.png

Je reviendrai dans un prochain épisode sur les autres codes (CMJN, Lab …) - merci pour votre patience

[Invité]

Très intéressant, merci. Juste une question : tu ne parles pas (si je ne m'abuse) du Colour Index International? Dans le domaine des beaux-arts, il me semble que c'est à lui qu'on se réfère systématiquement.

[Troglodyte-mimi]

Passionnant et bien remis dans un ordre très logique.
Merci!

[blue hedgehog]

[mention]Judith[/mention] En effet, je ne parle pas de l'index international de couleurs . Je sais qu'il existe, qu'il reprend les pigments par composition chimique, mais aussi les additifs, solvants, liants, etc. utilisés pour la fabrication des peintures, encres, couleurs...

Mais au delà de ça, j'ai l'impression que c'est un catalogue ou index pour les initiés, en fait les chimistes plus que les artistes ou commanditaires. Je peux me tromper évidemment, et je serai ravie d'en apprendre plus sur le sujet .

De mon expérience, quand je vais dans un magasin de beaux-arts acheter, mettons des aquarelles, je vais trouver sur les godets, un numéro du catalogue fournisseur et un nom. D'après ce que j'ai pu constater les noms et les numéros ne sont pas, ou pas tous, identiques selon les marques.
Donc oui, avec l'index de couleurs dont tu parles, je pourrais sans doute retracer avec le numéro fabriquant le code correspondant au pigment principal dans l'index, puis avec ce code chercher s'il y a chez l'autre fabricant une teinte utilisant le même pigment. Je trouve cela fastidieux... sans doute serait-ce plus simple si les fabricants indiquaient le code de l'index sur leur produits, mais à ma connaissance ce n'est pas le cas.
Dans la période de ma vie où j'ai été technicienne d'art et dans celle où j'ai été graphiste/responsable marketing, je n'ai jamais utilisé l'index international des couleurs. Mais j'ai utilisé toutes les autres méthodes décrites pour identifier une couleur.
Toi, as-tu déjà utilisé l'index ? Peux-tu m'en dire plus, nous en dire plus ?

[Invité]

Toi, as-tu déjà utilisé l'index ? Peux-tu m'en dire plus, nous en dire plus ?

Oui, je m'en sers et c'était la raison de ma question. J'écrirai un court message sur le sujet dès que possible.

[blue hedgehog]

[mention]Judith[/mention] Super merci

[Invité]

Donc pour revenir brièvement sur ce point.

Le Colour Index International est un répertoire publié par deux sociétés anglo-saxonnes : la Society of Dyers and Colourists et l’ American Association of Textile Chemists and Colorists. Il est ancien (1925) et surtout réputée pour sa fiabilité et sa quasi-exhaustivité.

Il répertorie les produits manufacturés à base de pigments, et les classe en employant deux codes correspondant respectivement au nom générique de la couleur (CIGN) et à la formule moléculaire du produit (CICN).

Personnellement, je m’y réfère parfois (pas toujours) pour être certaine du contenu du produit que j’achète, principalement en aquarelle et en gouache.

Pourquoi? Parce qu’il existe des différences importantes entre les propriétés des différents pigments et que le résultat, pour le type d’aquarelle que je pratique (aquarelle botanique et paysage), ne sera pas le même selon les cas.
Par exemple, en aquarelle botanique, le rendu des teintes roses est un terrible casse-tête. Je vous explique en deux mots.

Les roses les plus utilisés, qu’on trouve dans la plupart de palettes, sont des pigments synthétiques à base de quinacridone. Ils sont très permanents, ce qui est un avantage, mais difficiles à poser et à reprendre, et souvent trop ternes ou au contraire trop agressifs : toutefois, certains valent mieux que d’autre et pour les distinguer, le CII est indispensable. Le pigment PR122 par exemple vaut beaucoup mieux que le PV42 par sa pureté, sa transparence, sa tenue. On trouve toutefois les deux sous l’appellation de magenta. Il faut donc vérifier systématiquement à l’achat si l’on veut le résultat escompté.

En réalité, pour beaucoup de fleurs roses, il vaut mieux utiliser de la laque de garance, qu’on appelle aussi l’alizarine. Oui, mais il faut faire là encore très attention : il existe des alizarines de synthèse et une alizarine naturelle, extrait d’une racine de plante (la fameuse Garance des teinturiers). Le pigment naturel est infiniment supérieur à ses remplaçants artificiels : plus doux, plus élégant, plus facile à poser, etc. Là encore, le CII est indispensable : la laque de garance naturelle y est répertoriée sous la rubrique NR9, tandis que les alizarines artificielles y sont répertoriées comme PR 83, PY83, etc. Sans entrer dans les détails, N indique qu’il s’agit d’un pigment naturel, P renvoie à un pigment de synthèse.

J’ai pris l’exemple des teintes roses, mais beaucoup d’autres nuances sont concernées, par exemple les jaunes avec le jaune dit « De Naples » qui peut recouvrir pas mal de pigments différents et de qualité très variable, ou encore la « Terre de Sienne ».

[Holi]

Merci [mention]Judith[/mention] pour ce complément d'information.

laque de garance naturelle y est répertoriée sous la rubrique NR9, tandis que les alizarines artificielles y sont répertoriées comme PR 83, PY83, etc. Sans entrer dans les détails, N indique qu’il s’agit d’un pigment naturel, P renvoie à un pigment de synthèse.

Le pigment PR122 par exemple vaut beaucoup mieux que le PV42 par sa pureté, sa transparence, sa tenue. On trouve toutefois les deux sous l’appellation de magenta. Il faut donc vérifier systématiquement à l’achat si l’on veut le résultat escompté.

J'ai compris le principe, mais où retrouves tu ces codes ? Ils figurent sur les godets ?

[Invité]

[mention]Holi[/mention] j'utilise Internet. La marque d'aquarelle que j'emploie, Windsor et Newton (catégorie professionnelle) indique les références au CII dans son répertoire en ligne. Je viens de vérifier, il en va de même pour Daler Rowney, une autre très bonne marque que j'emploie aussi parfois. Pour ce qui est des godets, je ne sais pas : il est possible que la référence figure sur le papier protecteur de la pastille d'aquarelle : mais comme il y a un moment que je n'ai pas racheté de godets, je ne peux plus regarder. Sinon, en boutique, il faut consulter les nuanciers mis à disposition, ça doit être indiqué, ou sinon demander au détaillant (s'il ne sait pas, c'est mauvais signe).

[blue hedgehog]

Merci beaucoup à toi [mention]Judith[/mention] pour ces infos c'est top . Très intéressant et puis parfaitement clair. Top quoi

[Pataboul]

https://www.youtube.com/watch?v=D1-WuBbVe2E

Vidéo (en anglais) courte qui parle de l'apparition des noms des couleurs dans les langues humaines, de l'influence que ça a eu sur leur perception.

[Invité]

Merci pour le lien, c'est intéressant. La partie linguistique est un peu rapide, et donc approximative. Je rajoute donc en complément cet article, où les curieux pourront constater qu'en réalité, les choses sont plus complexes, du moins pour ce qui est de la Grèce antique.
Pour ceux qui ne le liront pas : l'article ne contredit pas ce qui est dit dans la vidéo, il présente une enquête sur la signification de la fameuse "mer pourpre" d'Homère. On y apprend surtout que les termes de couleur en grec ancien restent mystérieux et que leur signification exacte est encore débattue : ils couvraient en tout cas des spectres chromatiques très larges, différents des nôtres (mais incluant des teintes bleues), et ils portaient de nombreuses nuances sémantiques liées aux formes, au mouvement, mais aussi aux affects et aux symboles attachés aux objets qu'ils qualifiaient, qu'il s'agisse de la mer, de fleurs comme la violette ou la jacinthe, du ciel, des prunelles claires ou de l'air.

[Fish]

Je reviens sur un point évoqué plus haut, à propos des écrans, des pixels et des LED.

En fait, la grande majorité des écrans actuels n'ont pas trois diodes pour chaque pixels. Ils fonctionnement selon un double principe de soustraction-addition. Les écrans sont munis d'une unique source de lumière blanche commune à tous les pixels de l'écran. Au début des écrans LCD cette source était une sorte de mini tube néon (CCFL). Mais c'est remplacé depuis une dizaine d'années par des LED blanches (WLED = White LED). Ces LED éclairent une dalle en plexiglas qui distribue la lumière sur toute la surface de l'écran de façon relativement uniforme. C’est ce qu’on appelle « rétroéclairage ». L’uniformité est d'ailleurs l'une des caractéristiques d'un bon écran. Devant cette dalle de plexiglas, on place une grille de pixels. Chaque pixel est composé de trois sous-pixels rouge, vert et bleu. Ce sont des filtres, il s’agit donc de soustraction : le pixel est rouge parce qu’il laisse passer le rouge et supprime les autres longueurs d’onde. Le sous-pixel rouge est toujours rouge, mais on peut faire varier électriquement la quantité de lumière rouge qu’il laisse passer : c’est toujours la même teinte, mais plus ou moins foncé. En « fermant » complètement ce sous-pixel, il devient noir.
C’est la même chose pour les autres sous-pixels, qui font donc varier la lumière du noir au rouge, du noir au vert, ou du noir au bleu. Mais comme ces sous-pixels sont collés les uns aux autres, leurs lumières s’additionnent : cette fois on est bien dans la synthèse additive. On fait de la synthèse additive à partir de sources rouge/vert/bleu qui ont au préalable été obtenues par soustraction depuis une lumière blanche commune à tous les pixels. A noter que si on ouvre les trois sous-pixels, on obtient à nouveau du blanc, mais le rendement est « à chier » : chaque sous-pixels ne garde qu’une fraction du flux initial. En affichant du blanc sur la dalle, on n’a qu’un flux relativement faible comparé à la même dalle de plexiglas dénuée de la couche de pixels.

Ce mécanisme n’est pas parfait. Un pixel ne peut pas être totalement fermé. Même au plus opaque possible, il laisse passer un peu de lumière. Le sous-pixel rouge, au plus foncé, n’est pas noir mais rouge très sombre. Idem pour ses copains vert et bleu. C’est ce qui limite contraste d’un écran, rapport entre la lumière émise par un pixel totalement ouvert sur les trois couleurs, et ce même pixel totalement fermé pour les trois couleurs. Suivant les technologies de fermeture (TN, VA, ou IPS), l’opacité est plus ou moins prononcée, le noir est donc plus ou moins « profond » et le ratio de contraste plus ou moins élevé.

Il existe néanmoins des écrans dont chaque pixel est bel et bien composé de trois diodes rouge, verte, et bleue. Un tel écran comporte bel et bien des millions de diodes. C’est ce qu’on utilise pour les écrans géants, mais aussi pour les écrans OLED. Il y a plusieurs avantages :
- une diode émet considérablement plus de lumière que le filtrage d’une source blanche globale par des sous-pixels RVB. Cela permet des écrans géants lisibles en plein jour.
- avec une diode, on ne part pas d’une source de lumière blanche constante qu’on tente d’obscurcir avec des filtres RVB. Si la diode est éteinte, elle n’émet aucune lumière. Rien. Nada. Le noir est vraiment noir, et le ratio de contraste des écrans OLED est infini.

Il faut reconnaître que c’est trompeur: un écran LCD classique utilise bien des LED, mais des LED blanches qui sont placées autour de l’écran et communes à tous les pixels ; Alors qu’un écran OLED utilise des millions de LED rouges, des millions de vertes, et des millions de bleues. Dans un cas on parle « d’écran LED », dans l’autre « d’écran OLED ».