Colorimétrie

Spectre de la lumière blanche

La colorimétrie est la science de la mesure des couleurs.

Il existe différentes façons de mesurer les couleurs en fonction du médium utilisé. La plus simple consiste à utiliser un colorimètre.

Colorimètre

Le colorimètre est un appareillage qui permet de définir de manière non arbitraire la couleur de la surface d'un objet.

Les couleurs primaires (1) : rouge, bleu, vert, en synthèse additive.

Les couleurs secondaires (2) : jaune, magenta et cyan, en synthèse additive.

Les couleurs tertiaires (3) : exemple : rouge primaire + orange secondaire = rouge orangé.

Gamut

Chaque type de médium a une étendue de couleur limitée, qu'il est possible de définir, liée aux contraintes physiques de ses matériaux, appelée gamut.

Le gamut sera différent :

• en peinture, qui utilise des pigments naturels de façon relativement illimitée, et selon les couleurs utilisées, le type et la quantité de matière, ainsi que les vernis permettant d'utiliser la source de lumière pour ajouter des effets colorés ;
• en imprimerie quadrichromique, qui est basée sur trois couleurs et un noir, et ne peut jouer sur la lumière ;
• en vidéo, qui est basée sur uniquement trois couleurs, mais projette la lumière.

Peinture

En peinture, les couleurs sont faites à partir de matériaux naturels (roches, végétaux, animaux), ou artificiels (composés chimiques), ces différents produits permettent d'avoir une gamme très étendue, et l'épaisseur du médium, sa transparence, ou ses propriétés chimiques, sont d'autant plus de possibilités qui s'offrent au peintre. Malheureusement pour le peintre, les systèmes colorimétriques modernes ne sont d'un grand intérêt que dans le choix de peintures artificielles, et les résultats de ces outils risqueront de changer à l'application du fixatif ou vernis. Des systèmes colorimétriques basés sur les matériaux utilisés, et les noms des couleurs dans la ou les langues du peintre, sont plus fréquents, ce sont certainement les systèmes colorimétriques les plus anciens, et ils dépendent réellement de la culture, de la maîtrise, du désir et de la forme du peintre.

Imprimerie

En imprimerie, les couleurs sont généralement composées d'un mélange de minuscules points des trois couleurs fondamentales et du noir : CMJN (cyan, magenta, jaune, noir). Cet espace colorimétrique est appelé quadrichromie.

Sur certaines imprimantes personnelles haut de gamme, on trouve maintenant des systèmes à 6 couleurs, des couleurs désaturées étant ajoutées pour étendre la gamme.

Sur certaines imprimantes industrielles, il est également possible de jouer sur le vernis, pour refléter plus ou moins la lumière.

Sur d'autres imprimantes industrielles, il est également possible de faire des aplats de couleurs brutes ou d'un mélange de plusieurs couleurs, lorsqu'il n'y a que très peu de couleurs différentes pour une impression (généralement moins de 5). Dans ce cas, des systèmes comme Pantone serviront à l'étalonnage des couleurs. Une impression de quelques couleurs de référence, sur le bord de la feuille imprimée, servira au contrôle de la qualité du tirage. Ces systèmes permettent également de poser des couleurs, ayant des propriétés d'utilisation de la lumière différentes, de celle de la quadrichromie, comme des couleurs fluorescentes, ou avec des propriétés de réflexion.

Photographie, cinématographie et vidéo

Dans ces techniques, la production des images en couleur est faite en trichromie. Les couleurs fondamentales analysées sont le rouge, le vert et le bleu. On procède ensuite, en photographie, à un tirage par synthèse soustractive, en cinéma et vidéo, à une synthèse additive. Les supports (pellicule ou capteur électronique) sont équilibrés pour une certaine température de couleur, le plus souvent 3 200 K (appelée « température de couleur de la lumière artificielle ») en cinéma et vidéo, 5 500 K en photographie (température de couleur de la « lumière du jour »), ou 4 300 K pour les caméras vidéo professionnelles récentes (qui acceptent, sans filtrage les deux types de sources).

La bonne reproduction des couleurs est assurée lorsqu'une plage blanche est restituée sans dominante colorée (voir : tirage photographique, étalonnage).

Il est donc essentiel de connaître la température de couleur de la scène pour procéder à son éventuelle correction, par filtrage des sources ou devant l'appareil de prise de vues.

La mesure se fait à l'aide d'un thermocolorimètre.

Informatique

En informatique, où sont de plus en plus centralisés les systèmes de gestion de couleur, il existe des systèmes permettant d'avoir des références qui serviront pour les différents appareils de saisie (appareil photo, scanner, vidéo, etc.) et de restitution (écran, projecteur, imprimante, presse, etc.). L'ICC (International Color Consortium), est un organisme international, chargé de constituer des standards en la matière. Il a créé le format ICC profile, pour tenter de résoudre le problème.

Chimie

La colorimétrie est une méthode de dosage qui consiste à envoyer un faisceau de lumière monochromatique au travers d'une cuve d'épaisseur (l) contenant une solution colorée et à mesurer la lumière absorbée par la solution. Cette mesure de lumière absorbée correspond à une densité optique (D).

La loi de Beer-Lambert permet de relier la densité optique d'une solution à sa concentration molaire (c) : D = ε . l . c

avec ε = coefficient d'absorption spécifique de chaque composé coloré (l et ε sont des constantes pour une expérience donnée).

On peut donc établir une relation linéaire entre D (densité optique) et c (concentration).

Note : ne pas confondre avec la méthode de dosage par indicateurs colorés, parfois nommé dosage colorimétrique par abus de langage.

Voir aussi l'article Néphélométrie.

Spectroscopie

Article détaillé : Spectroscopie.

La colorimétrie est dérivée de la technique d'absorbance. Pour une molécule donnée, une longueur d'onde donnée peut interagir avec la molécule et diminuer le pourcentage de lumière partant de la source d'émission jusqu'au capteur. En colorimétrie, c'est la teinte du composé qui crée cet effet. Cette technique est utilisée afin de créer une courbe d'absorbance, définie comme le pourcentage de lumière transmise en fonction de la concentration, et qui pourra être utilisée comme étalon pour déterminer des concentrations inconnues.

Psychologie

Le docteur Max Lüscher, un professeur suisse de psychologie, a inventé un test des couleurs qui s'appuie sur la perception des couleurs. Ce test a été utilisé pendant plus de 20 ans avec un grand succès.

Sources

• (fr) Colorimétrie cours en ligne issu de Consortium « Optique pour l'ingénieur », Jean-Marc Breteau , 2008

Liens externes

• (fr) ICC : International color consortium
• (en) A Standard Default Color Space for the Internet sur le site du W3C