couleur (suite)

La nature est colorée, et c’est ce qui nous rend sensible à l’environnement pour lequel nous avons été adaptés. Mais la lumière du soleil, qui l’éclairé, est essentiellement changeante. Elle est plus bleue à midi et plus rouge le matin et le soir. Elle dépend de l’heure, de l’état du ciel, de la saison, de la latitude et il existe un climat de couleur qui agit très profondément sur les individus.

Les travaux de Newton

La couleur, faisant partie du cadre naturel de notre vie, est apparue aux hommes de tout temps. Les Anciens s’en sont préoccupés. Platon la reconnaissait comme « impression sensible », mais en faisait « une sorte de flamme qui s’échappe des corps pour s’unir à la vue en produisant la sensation ». Pour Aristote, c’était le fait de juxtapositions du blanc et du noir.

C’est Newton* qui viendra mettre de l’ordre dans les idées en procédant expérimentalement et en réalisant la décomposition de la lumière blanche par le prisme. Cette expérience (fig. 1) consiste à faire tomber un faisceau de lumière solaire, issu de la fente d’un volet d’une chambre noire, sur la face d’un prisme. Si nous disposons un écran blanc, nous pouvons constater, avant que le prisme ne soit posé, que le faisceau fait une tache blanche. Dès que le prisme est mis en place, cette tache disparaît, le faisceau est dévié et décomposé et l’on obtient sur l’écran un rectangle allongé, coloré aux couleurs de l’arc-en-ciel et nommé spectre solaire.

Par cette expérience, Newton définissait l’individualité des lumières colorées en montrant qu’un objet, porté dans les divers rayons, en réfléchissait la couleur. En chambre noire, on ne voit rien. Il est nécessaire de disposer l’écran blanc pour fixer les lumières colorées et permettre à l’œil d’en recevoir le message. Une balle rouge portée dans le rouge paraît bien rouge car elle réfléchit cette couleur, mais, dans le vert, le bleu ou le violet, elle paraît simplement sombre.

L’abbé J. Delille (1738-1813), à la suite des découvertes de Newton, désigna la gamme des couleurs de l’arc-en-ciel en un aimable alexandrin : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé, rouge.

Ces sept couleurs étaient celles des étages des ziggourats de l’ancienne Mésopotamie. L’introduction de l’indigo, qui n’est pas une couleur pure, était fâcheuse : elle a provoqué bien des malentendus.

Le mérite de Newton fut cependant très grand, car il réalisa aussi des expériences complémentaires, telle la recomposition de la lumière blanche au moyen d’un second prisme croisé avec le premier. Il reporta aussi les couleurs sur un disque de carton qui, par rotation rapide, donna une autre forme à la recomposition du blanc à partir des couleurs.

Les travaux de Young et de Maxwell

Bien vite, on remarqua que ce n’est ni sept ni six couleurs qui entrent en jeu. Notre œil peut en réalité distinguer, séparer et définir un nombre considérable de couleurs diverses. Il semble impossible que des systèmes récepteurs aussi nombreux puissent exister dans notre rétine. Devant cette anomalie, Young, en 1801, formula sa loi de la théorie trichromatique. Selon lui, la rétine doit posséder des éléments de trois espèces, sensibles respectivement au bleu-indigo, au vert-jaune et au rouge. Les nombreux travaux qui suivirent n’ont lait qu’appuyer cette hypothèse qui admet que toute couleur peut être obtenue à partir de trois couleurs de base, tant en ce qui concerne notre sens visuel que pour les plages colorées qu’on peut lui proposer. Cette théorie, de surcroît, rendait compte déjà de certaines anomalies de la vision colorée, notamment du daltonisme.

La perception des couleurs (fig. 2) et les bases de la synthèse additive ou soustractive allaient être explicitées plus complètement par les travaux de Maxwell*.

La première expérience fut faite avec une toupie sur laquelle pouvaient être placés un certain nombre de disques colorés, chacun étant coupé suivant un rayon de sorte qu’une partie plus ou moins grande de chaque disque pouvait être exposée. L’axe de la toupie passait par le centre de chaque disque, et la quantité de chacune des couleurs exposées était mesurée par des graduations sur le bord de la toupie. Quand la toupie tourne suffisamment vite, les impressions sur l’œil dues à chacune des couleurs se suivent rapidement et se trouvent mélangées. Les proportions relatives des couleurs composantes sont mesurées par les surfaces exposées des différents disques. En utilisant des disques rouge, vert, jaune et bleu, ainsi que noir et blanc, et en faisant varier la surface de disque exposée, n’importe quelle couleur peut être obtenue. Les expériences faites avec de tels disques ne donnent cependant pas de résultats totalement satisfaisants, car les couleurs ne sont pas pures ; elles varient aussi avec la lumière incidente.

C’est pour surmonter cette limitation que Maxwell inventa sa boîte à couleurs. Celle-ci comprenait un montage simple pour sélectionner une quantité variable de lumière à l’aide de trois fentes placées respectivement dans les parties rouge, verte et violette d’un spectre. Par réfraction, la lumière de ces trois fentes allait passer par une seule fente, où elle se combinait en une couleur composée. En variant la largeur des fentes, Maxwell montra que n’importe quelle couleur pouvait être obtenue par le mélange de trois couleurs de base.

Synthèse additive et synthèse soustractive

Le mélange des couleurs peut se faire par addition de faisceaux de lumière colorée ou par interposition de filtres, et l’on opère alors par soustraction. La pratique utilise les deux moyens, mais leurs résultats sont très différents.