Mélange de couleurs

Pour faire suite à mes articles sur le rayonnement électromagnétique, je vais aujourd'hui répondre à une question que vous vous êtes peut-être posé: pourquoi, lorsqu'on fait tourner suffisamment vite un disque de papier dont divers secteurs sont colorés différemment, obtient-on finalement du blanc ? Et pourquoi au contraire, lorsqu'on mélange des gouaches de différentes couleurs, obtient-on finalement un mélange de plus en plus sombre ? En fait cette question m'a été récemment posée par ma fille de 8 ans, qui venait de faire l'expérience du disque aux secteurs colorés à l'école, et qui maîtrisait le mélange de peintures bien avant, comme peut en témoigner la tapisserie du couloir.

La réponse tient en peu de mots: synthèse additive et synthèse soustractive. Oui, mais en bon français, qu'est-ce que ça donne ?

C'est extrêmement simple: ce que vos yeux voient, c'est la lumière qui leur parvient. Dit comme ça, OK... il faut bien se rendre compte cependant que les objets qui nous entourent n'émettent pas de lumière, ils se contentent de réfléchir la lumière provenant des sources: soleil, flammes et lampes. Eteignez toutes les lumières dans une pièce durant la nuit, et vous n'y voyez plus rien. Votre mur ne va pas se mettre à produire de la lumière tout seul, du moins pas de la lumière visible par vos yeux. Dans l'infrarouge en revanche, c'est une autre histoire. Mais restons dans le domaine du visible par des yeux humains.

Mélange de couleurs

Ce schéma devrait aider à comprendre la synthèse additive et la synthèse soustractive: lorsqu'on fait tourner le disque de papier dont chaque secteur est coloré différemment, nos yeux vont percevoir de la lumière en provenance de tous les secteurs. La persistance rétinienne va aider à ce qu'au-delà d'une certaine vitesse de rotation, on soit incapable de distinguer les différents secteurs et les couleurs vont se mélanger, s'additionner. C'est un peu la même chose que si vous disposiez de diverses sources de lumières colorées avec lesquelles vous éclairiez un écran blanc (partie gauche du schéma): les différentes couleurs vont être réfléchies par l'écran, et la zone commune aux différentes tâches colorées va apparaître blanche.

A l'inverse, sur la zone droite du schéma, on peut voir ce qui se passe lorsque l'on soustrait progressivement des couleurs, par exemple en superposant des filtres colorés sur une source de lumière blanche: chaque filtre ne va laisser passer qu'une certaine plage de longueur d'onde. Si on superpose plusieurs filtres, il y a de moins en moins de longueurs d'onde qui peuvent passer. Dans la zone de recoupement de tous les filtres, plus rien ne passe, et on ne perçoit que du noir.

Quel est le lien avec le mélange de gouaches ? C'est exactement ce dernier phénomène qui se produit lorsque l'on mélange des peintures de différentes couleurs: chaque peinture est conçue pour réfléchir une gamme de longueur d'onde spécifique, en absorbant toutes les autres. C'est un filtre si on veut, mais un filtre en réflexion. Si on mélange des peintures différentes, leurs différentes absorptions se combinent: le mélange absorbe les longueurs d'onde de toutes les peintures composant le mélange. Et il ne réfléchit que ce qui reste, c'est-à-dire de moins en moins de longueurs d'ondes différentes au fur et à mesure que l'on ajoute des peintures au mélange. Finalement, vous allez obtenir un mélange sombre, qui va bien absorber toutes les longueurs d'ondes.

Voilà, maintenant vous pourrez répondre à vos enfants curieux lorsqu'ils reviendront de l'école avec de la peinture plein les mains !

Vincent Eymet

Ancien chercheur en énergétique / transfert radiatif (climatologie, astrophysique, aéronautique). Maintenant directeur de la recherche chez Méso-Star (meso-star.com)

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