1ere ES/L
Chapitre 3 : Couleurs et arts
Thème Représentation visuelleBO :
Notions et contenus Compétences exigibles
Couleurs et arts Colorants et pigments.
Approche historique.
Influence d’un ou plusieurs paramètres sur la couleur de certaines espèces chimiques.
Synthèse soustractive ; synthèse additive.
Application à la peinture et à l’impression couleur.
Acquis du collège : lumière blanche composée de lumières colorées, couleur d’un objet, synthèse additive, synthèse d’une espèce chimique.
Rechercher et exploiter des informations portant sur les pigments, les colorants et leur utilisation dans le domaine des arts.
Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la présence de différents colorants dans un mélange.
Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence l’influence de certains paramètres sur la couleur d’espèces chimiques.
Distinguer synthèses soustractive et additive.
Exploiter un cercle chromatique.
Interpréter la couleur d’un mélange obtenu à partir de matières colorées.
I) Colorants et pigments, d'hier à aujourd'hui : Activité documentaire : Histoire et composition des pigments Correction :
Q1- Un colorant est une espèce soluble dans le milieu qu'elle colore. On désigne par teinture le colorant d'une fibre textile. Un pigment est une espèce dispersée (non soluble) dans le milieu qu'elle colore.
Q2-
Nom du pigment
Origine (animale, végétale, minérale, de
synthèse)
Source du pigment s’il
est naturel Couleur obtenue
Alizarine Végétal Extrait de la racine de
garance des teinturiers Rouge vif
Carmin Animal Femelle cochenille Rouge foncé virant sur
le violet
Céruse Minérale Carbonate de plomb blanc
Garance Végétal Herbe »Rubia
tinctorium » Rouge vif
Indigo Végétal Feuilles de l’indigotier Bleu
Mauvéine De synthèse mauve
Pourpre tyrienne Animal Coquillage « Murex
Brandis » Rouge violacé
Rouge indien Minérale Oxyde de fer provenant
des indes
Rouge tirant sur le marron
Sépia Animal Liquide secrété par la
seiche Brun
Q3- La couleur d'un pigment peut varier en fonction de l'environnement : par exemple sa couleur change en présence ou en l'absence d'eau (ex : l'ocre jaune est un oxyde de fer hydraté alors que l'ocre rouge est le « même » oxyde de fer mais déshydraté)
Q4- Une plante tinctoriale qualifie une plante qui donne (ou peut donner) un produit quelconque susceptible d'être employé dans la teinture (l'indigo, le pastel, ...)
Q5- Les pigments de synthèse se développent au 19ème siècle grâce à l'essor de l'industrie chimique.
Q6- Les colorants chimiques permettent la création d'une grande variété de couleurs, pour un coût beaucoup plus faible et un tonnage beaucoup plus élevé. Cela a entraîné, notamment, la ruine des producteurs de garance dans le sud de la France.
II) Facteurs influençant la couleur de certaines espèces chimiques : TP
: Facteurs influençant la couleur de certaines espèces chimiques
Dans quasiment tous les musées, les œuvres d’art et en particulier les peintures sont exposées dans des conditions très strictes. Le degré d’hygrométrie ainsi que la température sont surveillées, l’air est filtré pour éviter toute pollution extérieure, il y a très peu de lumière directe du jour et les photographies au flash sont interdites. Il faut en fait surtout éviter les variations de ces différents paramètres.
Taux idéal d’humidité relative : 50 à 60%
Température idéale : entre 18 et 20° C
Par exemple, la Joconde est conservée à 19° et 55% d’Hr.
1- A partir des différentes précautions prises dans les musées, identifier les facteurs qui peuvent dégrader les peintures et qui peuvent donc influencer donc la couleur de certaines espèces chimiques.
Les différents facteurs qui peuvent influencer la couleur de peintures sont :
➢ la température
➢ l'exposition à la lumière et aux UV
➢ l'humidité
➢ l'exposition à l'oxygène de l'air II-1) Couleur et hydratation : Expérience :
Observation : Le sulfate de cuivre initialement blanc, se colore en bleu au contact de l'eau.
Conclusion : L'eau, et donc l'humidité est un facteur qui peut influencer la couleurs de certaines espèces.
II-2) Couleur et pH : Expériences:
L'acide chlorhydrique a un pH voisin de 1, la solution est donc acide puisque son pH est inférieur à 7. La solution d'hydroxyde de sodium a un pH voisin de 13, la solution est donc basique puisque son pH est supérieur à 7.
Eau distillée
Sulfate de cuivre anhydre
Acide
chlorhydrique
Hydroxyde de sodium
BBT BBT
Observations : Avec l'acide chlorhydrique (solution acide) le BBT forme un mélange jaune. Avec l'hydroxyde de sodium (solution basique) le BBT forme un mélange bleu.
Conclusion : le pH du milieu est un facteur qui peut influencer la couleur de certaines espèces chimiques.
II-3) Couleur et lumière :
Expérience : On forme un précipité de chlorure d'argent dans deux tubes à essais en ajoutant quelques gouttes de nitrate d'argent à une solution de chlorure de sodium.
Le premier tube est exposé à la lumière tandis que le second est placé à l’abri de la lumière.
Observation : Au bout de 20 minutes on constate que le précipité placé sous la lumière a noircit tandis que celui placé à l'abri de la lumière est resté blanc.
Conclusion : La lumière et les rayons UV peuvent influencer la couleur d'une espèce colorée.
III) Mélange de colorants : TP
: Facteurs influençant la couleur de certaines espèces chimiques
Très souvent les industriels de l'industrie agro-alimentaire ont recours à des colorants pour améliorer l'aspect visuel de leurs produits.
On se propose d'analyser par chromatographie le colorant vert du sirop de menthe.
Expérience :
Observations :
On constate au dessus des dépôts jaune et bleu, une seule tache de la couleur du dépôt initial.
Au dessus du dépôt vert on constate qu'il y a deux taches bleue et jaune dont les hauteurs correspondent avec les taches des autres colorants bleu et jaune.
Précipité de
chlorure d'argent Précipité de
chlorure d'argent cache
V J B
Cuve à chromatographie Chromatogramme
Eluant
Dépôts de colorants
Conclusion : Le colorant vert du sirop de menthe est un mélange homogène de colorants bleu et jaune.
IV) Synthèse additive des couleurs : Expérience : document 1 du livre (Nathan) p 62
Exploitation :
Q1- Lumière Rouge + Lumière Verte : Lumière Jaune Q2- Lumière Bleue + Lumière Verte : Lumière Cyan Q3- Lumière Rouge + Lumière Bleue : Lumière magenta
Q4- Lumière Rouge + Lumière Verte + Lumière Bleue : Lumière Blanche Q5- Qu’obtient on en superposant les 3 lumières colorées ?
En superposant les 3 lumières colorées, on obtient de la lumière blanche. On réalise une synthèse additive de 3 lumières colorées
Q6- Quel nom donne-t-on aux lumières Rouge, Verte et Bleue ?
Les lumières Vertes, Bleues et rouges sont appelées lumières colorées primaires
Q7- Quel nom donne-t-on aux lumières colorées obtenues à partir de la superposition de 2 des lumières colorées précédentes ?
On leur donne le nom de lumières colorées secondaires (lumières cyan, jaune et magenta)
Q8- Donner deux applications de la synthèse additive des couleurs.
Ecrans de TV couleurs, d’ordinateurs, de tablettes, … et éclairage sur une scène, sur un bâtiment, … (voir document 3 p 63 du livre)
Conclusion : Mettre en relation
On a distingué trois types de cônes sensibles chacun à des longueurs d'ondes différntes : dans le rouge, dans le vert et dans le bleu.
Lorsque la lumière blanche pénètre dans l'oeil, ces trois types de photorécepteurs sont stimulés en même temps et le cerveau reçoit simultanément trois stimuli. Le cerveau interprète la « superposition » ou
« l'addition » de ces stimuli et identifie la lumière blanche. C'est pourquoi on parle de synthèse additive.
Document 2 p 62 : Le cercle chromatique
1- La couleur complémentaire du jaune est le bleu.
2- Les couleurs jaune et bleu sont complémentaires, donc leur superposition donne du blanc. La superposition du blanc et du rouge donne du rouge.
Le cerce chromatique (les couleurs complémentaires sont opposées)
V) Synthèse soustractive des couleurs :
Expérience : On interpose des filtres colorés à un faisceau de lumière blanche décomposé par un réseau.
Q1- Que se passe-t-il quand on place un filtre vert devant une source de lumière blanche ?
On observe que seule la lumière verte est transmise mais que les lumières rouge et bleue sont arrêtée. Le filtre vert ne laisse passer que la lumière verte et il absorbe les lumières rouge et bleue
Q2- Compléter le tableau suivant
Filtre Lumière transmise Lumière arrêtée
Vert Verte Rouge et bleue
Rouge Rouge Verte et bleue
Bleu Bleue Rouge et verte
Cyan Bleue et verte Rouge
Jaune Rouge et verte Bleue
Magenta Rouge et bleue Verte
Expérience : à l'aide de l'animation suivante http://labolycee.org/anims/CouleursDesObjets.swf répondre aux questions suivantes :
Q3- Quelle(s) sont les lumière(s) colorée(s) (RVB) qui sont absorbée(s) ou qui renvoyée(s) quand on éclaire un objet rouge avec une lumière blanche ?
Un objet rouge se comporte comme un filtre rouge : il absorbe les lumières verte et bleue de la lumière blanche et il diffuse la lumière rouge. Il apparaît donc rouge.
Q4- Répondre à la même question mais cette fois pour un objet vert
Un objet vert se comporte comme un filtre vert : il absorbe les lumières rouge et bleue de la lumière blanche et il diffuse la lumière verte. Il apparaît donc vert.
Q5- Répondre à la même question mais cette fois pour un objet bleu.
Un objet bleu se comporte comme un filtre bleu : il absorbe les lumières rouge et verte de la lumière blanche et il laisse passer la lumière bleue. Il apparaît donc bleu.
Q6- Quelle(s) sont les lumière(s) colorée(s) (RVB) qui sont absorbée(s) ou qui renvoyée(s) quand on éclaire un objet cyan avec une lumière blanche ?
Un objet cyan se comporte comme un filtre cyan : il absorbe la lumière rouge de la lumière blanche et il laisse passer les lumières verte et bleue. Il apparaît donc cyan.
Q7- Répondre à la même question mais cette fois pour un objet jaune.
Un objet jaune se comporte comme un filtre jaune : il absorbe la lumière bleue de la lumière blanche et il laisse passer les lumières rouge et verte. Il apparaît donc jaune.
Étude du document 2 p 64 : Nathan
5- En imprimerie on parle de synthèse soustractive.
6-7- La superposition d'un point bleu et d'un point jaune donne un point noir. En effet, le point bleu soustrait le rouge et le vert et un point jaune soustrait le bleu : aucune lumière ne sera donc diffusée.
8- L'encre noire peut-être remplacée par la superposition de trois encres jaune, cyan et magenta. Mais le dosage est délicat pour avoir une bonne coloration noire et le pigments de couleur sont souvent chers alors on préfère donc ajouter une quatrième encre, l'encre noire.
Lumière blanche
Objet Rouge
Lumière blanche
Objet vert Lumière
blanche
Objet bleu
Objet cyan Lumière
blanche
Lumière cyan
Objet jaune Lumière
blanche
Lumière jaune
Synthèse soustractive des couleurs
