colorimétrie (suite)

• La première de ces grandeurs est une caractéristique d’intensité : mesurée photométriquement, c’est la luminance. Elle se traduit dans le langage courant : pour une source, par les adjectifs intense ou faible et par le substantif luminosité ; pour un objet, par les adjectifs clair ou foncé et par le substantif clarté. Les termes correspondant à luminosité et à clarté utilisés par les psychophysiologistes pour caractériser la réponse sensorielle du sujet sont respectivement phanie et leucie.

• La seconde caractéristique d’une couleur (non neutre) indique celle des couleurs pures dont la couleur considérée se rapproche le plus. Elle est déterminée colorimétriquement comme la longueur d’onde dominante λ de la couleur considérée.

Cette caractéristique physique se traduit dans le langage courant par des termes tels que violet, bleu, vert, jaune, orangé, rouge (ou par bleu-vert, rouge-orangé, etc.) et par le substantif teinte. Le terme correspondant à teinte utilisé par les psychophysiologistes pour caractériser la réponse sensorielle du sujet est tonalité (chromatique).

• La troisième caractéristique indique comment la couleur considérée se rapproche plus ou moins de la couleur pure correspondante. Appréciée photométriquement, cette caractéristique s’appelle facteur de pureté. Dans le langage courant, elle se traduit par le mot pureté et par les adjectifs pur (ou saturé) et lavé de blanc (ou, plus brièvement, lavé). Le terme correspondant à pureté utilisé par les psychophysiologistes pour caractériser la réponse sensorielle du sujet est saturation.

• L’ensemble de la longueur d’onde dominante et du facteur de pureté constitue ce que l’on nomme la chromaticité. Le terme utilisé par les psychophysiologistes pour signifier l’ensemble d’une tonalité et d’une saturation est le mot chromie.

Les ordres de grandeur du facteur de luminance et du facteur de pureté d’un corps peuvent être exprimés comme suit à l’aide d’un seul adjectif :
— si la couleur d’un corps est à la fois claire et saturée, elle est dite « vive » ;
— si la couleur d’un corps est à la fois claire et lavée, elle est dite « pâle » ;
— si la couleur d’un corps est à la fois foncée et saturée, elle est dite « profonde » ;
— si la couleur d’un corps est à la fois foncée et lavée, elle est dite « rabattue ».

Les appareils

La colorimétrie utilise divers appareils pour les mesures des trois grandeurs caractérisant une couleur.

Les colorimètres sont capables de définir une couleur par comparaison avec un étalon. Les photomètres donnent la quantité de lumière transmise ou réfléchie. Les monochromateurs peuvent analyser une lumière colorée en la découpant en bandes étroites. Les spectroscopes ou les spectrophotomètres réalisent l’analyse spectrale par étalement de l’ensemble de la lumière émise ou réfléchie. Les spectrophotocolorimètres permettent de déterminer complètement les caractéristiques physiques de la couleur étudiée.

Le triangle des couleurs

Selon les lois de la trichromie exposées par Young et précisées par Maxwell* et Helmholtz* (v. couleur), nous savons que trois couleurs de base permettent d’obtenir par mélange toutes les autres. Ce principe se retrouve en colorimétrie, où l’on examine les excitations qui provoquent l’action sur l’œil, car ce sont elles qui sont physiquement mesurables.

Grassmann a exposé trois principes essentiels :
a) la luminance d’un mélange est égale à la somme des luminances des couleurs composantes (loi d’additivité) ;
b) si deux plages lumineuses produisent la même impression colorée, cette égalité subsiste lorsque la luminance de chacune d’elles est multipliée par un même nombre (loi de proportionnalité) ;
c) deux mélanges lumineux qui, juxtaposés, provoquent la même impression colorée se comportent identiquement dans le processus des mélanges (loi du mélange des couleurs).

Un système colorimétrique, qui comporte toujours trois données, ne peut, évidemment, être exprimé que dans un système à trois coordonnées, autrement dit dans l’espace. Pour les commodités des études, il importait pourtant de pouvoir travailler sur des systèmes plans. On y est parvenu dans les triangles classiques en partant d’une convention.

Le premier système de ce type, ou RGB, défini en 1931 par la Commission internationale de l’éclairage, utilisait trois couleurs fondamentales : le rouge, le vert (green) et le bleu ; d’où son nom. Il posait comme convention de base que le mélange des trois unités composantes était chromatiquement équivalent à un blanc de référence qui devenait la source d’égale énergie. Cela permettait de ramener la construction à un plan.

Par la suite et pour remédier à divers inconvénients, le plan RGB est devenu un plan XYZ tel que, par translation des coordonnées de base :
1^o toutes les lumières colorées se placent dans la figure avec des coordonnées trichromatiques positives ;
2^o le spectre d’égale énergie, c’est-à-dire le blanc théorique, est au centre du triangle ;
3^o les nouvelles unités relatives à x et z sont nulles et y donne en conséquence la luminosité ;
4^o le côté relatif au bleu est tangent à la ligne des y et son point inférieur se trouve à la limite du violet sur la ligne des x.

Cette construction est devenue d’usage universel en colorimétrie.

Il est loisible d’y pointer le centre w, qui est le blanc théorique ou, alentour, les divers blancs fictifs considérés comme des étalons pratiques. Les longueurs d’onde qui définissent une couleur se trouvent alignées autour du triangle en partant du bas 400 pour passer à la pointe 520 et redescendre jusqu’à l’extrémité du rouge 700. La ligne qui joint les points bas est la ligne des pourpres, qui sont ainsi définis. Ce diagramme permet aussi de recevoir la courbe d’émission du corps noir qui passe par w pour une température de 6 500 K, ainsi que les ellipses de chromaticité constante (différence visuelle de couleur constante, selon McAdam).

Ainsi, la colorimétrie constitue-t-elle un langage chromatique précis et un moyen physique et chiffré de détermination. Si elle apparaît quelque peu rebutante pour certains utilisateurs, parce qu’elle manque de poésie en un domaine qui en est imprégné, elle permet, cependant, d’opérer avec exactitude, au contraire des jugements de notre œil, sujet à erreur ou à interprétation.

M. D.

 F. Blottiau, Colorimétrie (Éd. Revue optique, 1951). / G. Bertrand, les Principes fondamentaux de la colorimétrie (Revue générale d’électricité, 1969).