C OULEUR ET DIFFUSION

La diffusion est le phénomène par lequel la lumière est déviée dans toutes les directions lors-qu’elle traverse certains milieux. Lorsque la lumière est réfléchie uniformément dans toutes les directions (surfaces mates), on parlera de réflexion diffuse⁴⁰. La composition spectrale du rayonnement diffusé par l’objet est différente de celle du rayonnement incident (Zananiri, 2000 ; Couwenbergh, 2003). Lorsque la lumière rencontre un matériau translucide, il se pro-duit une transmission diffuse⁴¹ (Couwenbergh, 2003). Une couleur peut être plus ou moins transparente⁴² (transparente, translucide ou opaque) et plus ou moins brillante (mate, brillante ou satinée)⁴³. Au Japon « l’opposition mat-brillant revêt plus d’importance que l’opposition chromatique » (Callet, 1998).Une couleur opaque peut être ou non métallisée (couleur des voitures par exemple).

Un corps parfaitement blanc diffuse également dans toutes les directions et sans absorption⁴⁴ toutes les radiations visibles qu’il reçoit. Un corps parfaitement noir absorbe intégralement toutes les radiations45. Un corps parfaitement gris ou neutre diffuse ou transmet également, mais partiellement, les diverses radiations visibles (Fleury et Imbert, 1996 ; Déribéré, 2000). Le blanc d’une feuille de papier est obtenu par diffusion de la lumière blanche : « le grain de papier a une grande importance dans la qualité d’un livre, car lire c’est regarder de la lumière

40 En revanche, la réflexion spéculaire ne donne aucune information sur la couleur de l’objet, sa répartition spec-trale étant rigoureusement identique à celle du faisceau incident. La lumière est en effet renvoyée dans une direc-tion précise (miroirs, surfaces métalliques). Ce phénomène se produit lorsque la lumière rencontre une surface polie et brillante (Zananiri, 2000 ; Couwenbergh, 2003).

41 Une transmission régulière se produit lorsque la lumière rencontre un matériau transparent (Couwenbergh, 2003).

42 Transparent : « qui, se laissant aisément traverser par la lumière, permet de distinguer nettement les objets à travers son épaisseur » ; translucide : « qui laisse passer la lumière, sans permettre toutefois de distinguer nette-ment les contours des objets » (cf. une feuille de papier est translucide de même que la cire, …) (Demers, 2001); opaque : « qui ne se laisse pas traverser par la lumière » (Le petit Larousse, 1999). Un corps transparent est dit incolore lorsqu’il transmet de manière égale toutes les radiations visibles (Fleury et Imbert, 1996).

43 Mat : « qui n’a pas de transparence, n’est pas lumineux » ; brillant : « qui brille, qui est lumineux » ; satiné : « qui a un aspect intermédiaire entre la matité et le brillant » (Le petit Larousse, 1999). « Un corps est brillant lorsqu’il ne réfléchit qu’imparfaitement la lumière incidente et en renvoie une partie relativement importante au voisinage des directions prévues par les lois de la réflexion régulière. Dans le cas contraire, il est dit « mat » » (Déribéré, 1968, cité par Divard et Urien, 2001, p. 5).

44 La lumière est absorbée par la matière qui la transforme en chaleur ou en réactions physico-chimiques (Zana-niri, 2000 ; Couwenbergh, 2003). L’absorption est donc un échange d’énergie entre la lumière et la matière (Zuppiroli et Bussac, 2001 ; Couwenbergh, 2003).

45 Le noir et blanc absolu sont rares, on aura plutôt des blancs et noirs usuels avec un coefficient de réflexion (Couwenbergh, 2003).

diffusée » (Zuppiroli et Bussac, 2001). Le reste est dit « coloré » (Déribéré, 2000 ; Couwen-bergh, 2003). Un corps est coloré s’il diffuse et transmet inégalement les radiations (Divard et Urien, 2001). Un objet apparaît rouge s’il absorbe toutes les autres couleurs et ne réfléchit que la longueur d’onde qui correspond au rouge⁴⁶ (Zananiri, 2000). Ainsi, un objet nous paraît vert parce qu’il s’empare des photons⁴⁷ (encore appelés particules-ondes) des ondes lumineu-ses de la gamme des rouges et renvoie ceux des ondes lumineulumineu-ses de la gamme des verts (Couwenbergh, 2003).

Deux méthodes permettent la création de couleur à travers le phénomène de diffusion : la syn-thèse additive et la synsyn-thèse soustractive. Lorsque l’on projette trois cercles de lumière rouge, verte et bleue en les superposant sur un écran blanc, on obtient du jaune par superposition du rouge et du vert, du bleu-vert (cyan) par superposition du bleu et du vert, du violet (magenta) par superposition du bleu et du rouge. L’addition de lumières rouge, verte et bleue⁴⁸, en pro-portion adéquate, donne du blanc. Un impressionniste, en plaçant des taches de couleur l’une à côté de l’autre, utilise ce principe. C’est la synthèse additive (Déribéré, 2000). Moniteurs, scanners, et appareils photos numériques fonctionnent selon le principe de la synthèse addi-tive avec des lumières rouge, verte et bleue (Fraser, Murphy et Bunting, 2003).

En revanche, si on place des filtres colorés l’un sur l’autre devant une source de lumière blan-che, on obtient du rouge en superposant un filtre violet et un filtre jaune, du vert en superpo-sant un filtre jaune et un filtre bleu-vert, et du bleu en superposuperpo-sant un filtre bleu-vert et un filtre violet. Si on place des filtres violet, jaune et vert on obtient du noir. Un filtre absorbe certaines « couleurs » et transmet les autres, si bien qu’on retranche certaines « couleurs » à la lumière blanche. Lorsqu’un peintre mélange du bleu et du jaune sur sa palette, il obtient du vert. Lorsqu’un éclairagiste envoie une lumière verte sur un panneau rouge il obtient du noir. Il s’agit de la synthèse soustractive (Déribéré, 2000). Les films et supports imprimés corres-pondent au principe de la synthèse soustractive avec le cyan qui absorbe la lumière rouge, le magenta qui absorbe la lumière verte, et le jaune qui absorbe la lumière bleue (Fleury et Im-bert, 1996 ; Fraser, Murphy et Bunting, 2003).

46Ceteris paribus : ces indications sont valables pour un observateur normal et sous une lumière blanche (Déri-béré, 2000).

47 Einstein aboutit au concept de photon en appliquant la théorie des quanta à l’énergie rayonnante (Le petit Larousse, 1999). La lumière, source et véhicule de la couleur, est à la fois un phénomène ondulatoire mais éga-lement un ensemble de particules (Blay, 2001 ; Zuppiroli et Bussac, 2001 ; Couwenbergh, 2003 ; Fraser, Murphy et Bunting, 2003).

48 Les couleurs dont il est question sont des couleurs obtenues à partir de lumières complexes (cf. 1.1.2.).

Figure 14: la synthèse additive et la synthèse soustractive

Synthèse additive Synthèse soustractive

Source : http://www.colorimetrie.be/details_cours_41.htm

Avant les travaux de Helmholtz (milieu du 19^ème siècle), on pensait que les règles du mélange de lumière (mélange additif) étaient également valables pour le mélange des pigments (mé-lange soustractif) (Roque, 2000). En théorie, synthèses additive et soustractive permettent de reproduire l’ensemble des couleurs visibles par le système visuel humain. En pratique, le nombre de couleurs reproductibles est limité à un ensemble plus restreint, et ce pour des rai-sons technologiques liées aux dispositifs utilisés (section 2.2.) (Trémeau, Fernandez - Maloi-gne et Bonton, 2004).

L’intérêt de la création de couleurs par le phénomène de diffusion peut être illustré par l’exemple suivant : prenons un restaurant qui propose des menus différents chaque jour de la semaine et qui souhaite par conséquent proposer une ambiance spécifique chaque jour de la semaine. Une approche intéressante consiste à peindre tous les murs du restaurant en blanc et de « jouer », avec des lumières colorées pour obtenir l’ambiance désirée. On conçoit aisément que cette solution permet de créer des effets différents en fonction des mélanges de lumières colorées.