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Depuis 40 000 ans avant J.C., les peintures rupestres témoignent de l’intérêt porté à la couleur. L’oxyde de fer est la première trace de couleur sur les peintures murales. C’est à l’époque des Égyptiens - 2500 ans avant J.C.- qu’est né le premier pigment minéral nommé "bleu égyptien", symbole de puissance, représentant les dieux égyptiens. Suit le pourpre romain, puis d’autres produits colorés utilisés encore aujourd’hui. Le premier colorant de synthèse, appelé mauvéine, fut découvert par Henry Perkin en 1856 et, depuis, les colorants de synthèse se sont multipliés, du bleu au jaune en passant par le magenta, le cyan et tant d’autres.
L’oeil humain peut différencier près de huit millions de nuances de couleurs. Mais comment notre oeil distingue-t-il toutes ces couleurs ?
Les scientifiques renvoient la couleur à une couleur spectrale, c’est-à-dire à une perception sensorielle de l’oeil humain en fonction de la longueur d’onde de la lumière que l’objet reçoit. Pour simplifier, la perception visuelle d’une couleur dépend de trois facteurs : la source lumineuse, l’objet et l’observateur. C’est le triplet de base (voir 1).
Le premier élément majeur est la source lumineuse. Cette dernière émet des rayons lumineux assimilables à des ondes électromagnétiques. Chacune de ces ondes est définie par sa fréquence (Hz) ou sa longueur d’onde (nm). L’être humain perçoit les longueurs d’ondes comprises entre 400 nm et 800 nm environ (voir 2).
Ces rayons lumineux stimulent l’oeil et parviennent au cerveau. C’est là que naît l’idée de couleur.
L’objet est le deuxième élément important à prendre en considération. L’objet peut réfléchir, absorber, transmettre ou diffuser la lumière. Par exemple, un corps qui absorbe tous les rayons lumineux nous apparaît noir et un corps qui les réfléchit tous - donc qui n’en absorbe aucun - nous paraît blanc. L’identité de la couleur d’un objet est représentée par la courbe de réflectance (voir 3).
Le troisième élément essentiel à la vision des couleurs est l’observateur (oeil et cerveau).
La rétine de l’oeil humain est composée d’une part de bâtonnets, sensibles à la vision nocturne, et d’autre part de trois types de récepteurs, appelés cônes. Ces cônes sont situés dans la fovéa, petite zone de la rétine, et sont sensibles aux lumières bleue, rouge et verte. La rétine reçoit donc la lumière en provenance de l’objet et envoie l’information au cerveau qui identifie la couleur en fonction des informations reçues. L’absence d’un de ces cônes engendre une vision bichromate. Aujourd’hui, 8 % de la population est daltonienne.
L’élément observateur est donc l’un des facteurs les plus influençants et les moins maîtrisables du triplet de base. En effet, l’observateur est infl uencé par des effets physiques tels que l’âge, le sexe ou les anomalies visuelles, mais aussi par des effets physiologiques comme la fatigue et la carence de vitamines A, et enfin par des effets psychologiques : stress, énervement, etc.
Cette combinaison physique physiologie-psychologie influence fortement la vision des couleurs.
Le triplet de base est donc essentiel pour comprendre comment nous percevons les couleurs. Si l’un des paramètres est manquant alors nous ne percevons aucune couleur.
La colorimétrie est la science qui permet de définir et comparer les couleurs des objets. En 1666, Isaac Newton fut le premier à reprendre les travaux de René Descartes sur la synthèse additive des couleurs, en décomposant la lumière grâce à un prisme en verre. De ces expériences, il créa le premier cercle composé de sept couleurs. Après, Goethe publia le "Traité des couleurs" en se basant sur une synthèse soustractive des couleurs, ce qui l’opposa à la théorie de Newton. C’est en 1909 qu’Albert H. Munsell invente le premier système de classement des couleurs - "l’Atlas Munsell" - qui servit de socle au système de colorimétrie moderne développé par la CIE (Commission Internationale de l’Éclairage) (voir 4).
Le système d’identification des couleurs inventé par Albert H. Munsell permet de classer les couleurs en fonction de la tonalité, de la saturation et de la clarté (voir 5).
De nos jours, la plupart des entreprises possèdent des cabines de contrôle de la couleur, aussi appelées cabines lumières. Ces cabines permettent de contrôler la couleur d’échantillons dans un environnement neutre et contrôlé. En effet, dans le but d'établir une certaine harmonie dans les méthodes de contrôle des couleurs, la CIE recommande notamment l'emploi de sources lumineuses normalisées, appelées illuminants, sur un fond uniforme :
L’utilisation de plusieurs illuminants permet notamment de repérer la présence d’échantillons métamères. En effet, deux échantillons de couleur semblable sous un éclairage (par exemple la lumière du jour D65) peuvent apparaître de couleur différente sous un autre éclairage (par exemple l'ampoule A). (voir 6)
L’utilisation des cabines lumières est un réel avancement dans le contrôle des couleurs. L’élément observateur reste toutefois un paramètre subjectif non maîtrisé. En effet, comme expliqué précédemment, l’observateur capte, analyse et traite le signal reçu. Cependant, il arrive parfois que notre sensation colorée soit faussée par l’environnement. Ainsi, l’existence d’une illusion d’optique témoigne d’une perception visuelle erronée et l’interprétation qu’en fait le cerveau peut parfois être altérée.
C’est pourquoi, pour réduire l’impact de tels phénomènes, il convient de respecter certaines bonnes pratiques lors de l’utilisation de cabines lumières, comme par exemple un fond uniforme. Les illusions de couleurs sont très nombreuses et très impressionnantes. Ce sont les couleurs d’arrière-plan qui vont influencer notre perception. (voir 7)
Afin de réduire au maximum l’influence des trois paramètres (source lumineuse-objet-observateur), des appareils de contrôle existent, tels que les spectrophotomètres (ou spectrocolorimètres) permettant de mesurer la courbe de réflectance de l’objet, l’identité de sa couleur (voir 8).
(8) Spectrophotomètre
Certains de ces appareils sont couplés à un logiciel permettant de comparer un standard/master à un échantillon. En effet, lorsque l’on compare deux échantillons, les espaces couleur - intégrés aux appareils - permettent de chiffrer la distance qui les sépare. Ainsi la distance ΔE* entre deux points est calculée par une relation à trois dimensions et est appelée écart colorimétrique.
Aujourd’hui, de nombreux espaces colorimétriques existent. En 1931, le premier diagramme de chromaticité fut élaboré par la CIE et le plus utilisé à ce jour est le CIELab76 où l’on peut calculer différents écarts colorimétriques tels que ΔE94, ΔECMC et ΔE00.
Ces appareils apportent une nette amélioration de la production, avec des mesures de couleur fiables et précises. L’aide à la formulation, permettant d’optimiser le temps de recherche de couleur, est également possible à partir de certains logiciels.
La maîtrise de la couleur reste complexe car elle dépend essentiellement de trois paramètres subjectifs (triplet de base = source lumineuse, objet et observateur). De nombreuses études sur la couleur permettent de tendre vers des analyses de plus en plus objectives. Cependant, aucune réelle méthode de mesure ne fait consensus à ce jour. Un projet de recherche sur les spécificités liées à l’industrie du cuir a été lancé à CTC afin d’identifier la méthode la plus représentative de l’acceptation visuelle des coloristes. Les résultats de ce projet seront exposés dans un prochain article de "CTC entreprise".
