COULEUR

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Les radiations lumineuses perçues par notre œil se distinguent non seulement par leurs intensités, mais aussi par des caractéristiques qualitatives, leurs couleurs, qui n'ont d'abord été définies que par des comparaisons souvent grossières : les lumières comparables à celle du jour sont dites blanches, celles qui nous viennent de la plupart des feuilles au printemps sont vertes... Les mêmes adjectifs peuvent s'appliquer aux corps d'où nous recevons ces lumières, et aussi aux sensations qui leur correspondent.

Lorsqu'une lumière, soumise à des expériences convenables, comme la traversée d'un prisme, se trouve « décomposée » en des constituants de couleurs diverses, elle est qualifiée de complexe. Dans le cas contraire (lumière des lampes au sodium, par exemple), elle est simple (ou monochromatique) ; elle peut alors être repérée par la longueur d'onde du phénomène vibratoire qui la constitue. Les lumières complexes, de beaucoup les plus nombreuses, peuvent être caractérisées par leur composition spectrale, c'est-à-dire par les longueurs d'onde et par les proportions relatives de leurs constituants. En fait, la plupart des lumières colorées obtenues en filtrant une lumière blanche par une lame de verre bleu, vert, jaune... sont loin d'être monochromatiques.

On ne saurait, naturellement, comparer entre elles les sensations de deux observateurs différents. Mais il est possible à chacun, considérant simultanément deux plages voisines, d'en régler les modes d'éclairement de façon qu'elles paraissent identiques non seulement en luminance, mais aussi en couleur, leurs compositions spectrales n'étant pas nécessairement les mêmes. Les lumières correspondantes sont dites alors homochromes.

On appelle excitation la cause lumineuse, évaluée physiquement, d'une sensation visuelle. Deux excitations différentes mais provoquant des sensations identiques seront dites équivalentes. La colorimétrie visuelle repose sur les hypothèses suivantes, dites souvent « principes colorimétriques », ou encore lois de Grassmann. On peut admettre que l'expérience les vérifie en première approximation, et sauf cas exceptionnels :

– Deux excitations équivalentes à une troisième sont équivalentes entre elles.

– Quand plusieurs excitations agissent simultanément sur l'œil, on ne change pas la sensation perçue si l'on remplace l'une quelconque d'entre elles par une autre équivalente.

– Par suite, si des excitations E1 et E2 sont respectivement équivalentes à E′1 et E′2, la somme E1 + E2 est équivalente à E′1 + E′2. En particulier, si E et E' sont équivalentes, nE et nE' (n quelconque) le sont aussi.

Un même équilibrage colorimétrique (quelconque) peut être obtenu par l'action d'excitations qui sont sensiblement les mêmes pour la plupart des observateurs : ceux-ci sont dits normaux, et la moyenne de leurs réponses a permis de caractériser un observateur moyen (idéal), auquel on se réfère conventionnellement. Mais il existe aussi, surtout dans le sexe masculin, une proportion notable d'observateurs s'écartant sensiblement de la moyenne ; les plus « anormaux » d'entre eux, qui discernent mal certaines couleurs, sont dits daltoniens.

Et, même chez les observateurs normaux, il faut tenir compte de phénomènes « accidentels » d'adaptation, de fatigue, d'éblouissement, de contraste simultané ou successif, affectant plus ou moins la perception des couleurs. Celle-ci devient en outre médiocre ou impossible en vision nocturne, alors que celle des formes persiste plus ou moins : « La nuit, tous les chats sont gris. »

Sous ces réserves, l'expérience montre que, dans un système de référence bien défini (et dont le choix est en partie arbitraire), on peut, malgré l'infinie variété des compositions spectrales, déterminer une couleur quelconque par un ensemble de données numériques limité à trois ; cette possibilité correspond à ce qu'on appelle parfois la trivariance visuelle.

Lorsqu'ils ne sont pas lumineux par eux-mêmes, les corps ne font (sauf cas de luminescence) que renvoyer, par transmission ou réflexion régulières ou diffuses, tout ou partie de la lumière qu'ils reçoivent. Leur couleur dépend donc de cette dernière : sauf indication contraire, on la suppose blanche, mais, pour être rigoureux, il faut préciser de quelle lumière blanche il s'agit. Il peut arriver, comme on le verra, que la direction d'observation ainsi que la structure physique d'un [...]

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Couleur : situation des couleurs sur un diagramme en xy

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Couleurs du spectre

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Efficacité relative de radiations monochromatiques

Efficacité relative de radiations monochromatiques
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Lumières blanches

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Écrit par :

  • : directeur honoraire de l'Institut d'optique théorique et appliquée de Paris, professeur honoraire au Conservatoire national des arts et métiers
  • : professeur à l'université de Paris-XI et à l'École supérieure d'optique (E.S.O.), directeur adjoint de l'E.S.O., directeur du laboratoire d'expériences fondamentales en optique à l'Institut d'optique d'Orsay

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Pour citer l’article

Pierre FLEURY, Christian IMBERT, « COULEUR », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 janvier 2023. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/couleur/