La lumière et la couleur

La lumière est fondamentale dans notre perception de la couleur.

Parfois elle nous charme: dans un magasin nous sommes séduits par la couleur d’un vêtement, et une fois dehors, à la lumière du jour, nous voilà déçus.

L’inverse se produit également. Une décoration intérieure splendide dans des harmonies subtiles éclairées par une grande baie vitrée. Quel plaisir pour les yeux: les couleurs vivent et s’épanouissent au gré de la journée et des saisons. Mais le soir, un éclairage de lampe extra-économique tue toute cette magie.

Que s’est-il passé? Pourquoi ces changements?

Pour répondre à ces questions, un petit détour par la physique de la couleur est indispensable; il servira de base à des articles futurs.

La lumière “blanche”

La vision d’un arc-en-ciel nous rappelle que la lumière du jour est constituée de rayons de différentes longueurs d’ondes.

Arc-en-ciel (CC BY-SA 2.5 Win-Chi Poon)

Les gouttes agissent comme des billes de verre qui dispersent la lumière, tel le prisme de Newton conceptualisé dans l’animation ci-dessous. Ces rayons sont également représentés par un spectre, dans les couleurs telles qu’elles nous apparaissent dans l’arc-en-ciel.

Animation simulant la dispersion de la lumière du jour dans ses différentes ondes.
Schéma conceptuel de la dispersion de la lumière du jour dans ses différents rayons dont la couleur nous apparait différentes selon leur longueur d’onde (rouges pour les longues, vertes pour le moyennes et bleu-violet pour les courtes).
Spectre de la lumière visible

Tous ces rayons visibles, des plus petites longueurs d’ondes situées autour de 380 nm jusqu’au plus grandes proches de 780 nm, forment la “lumière blanche”.

Blanche, vous avez dit blanche?

Blanche? La lumière du jour serait blanche? Pourtant, le matin, elle me paraît légèrement bleutée. Et puis, la lumière italienne n’a rien à voir avec celle des îles Lofoten. Elles n’ont certainement pas la même couleur.

D’ailleurs, les peintres témoignent du changement de la couleur de la lumière; l’observation de ses fluctuations colorées sont même à la l’origine du mouvement impressionniste. Regardez chacune des cathédrales de Monet: la pierre n’a pas changé, seule la lumière a varié.

En réalité, seule la lumière par temps gris est “blanche”. Dans les peintures ci-dessus, le tableau central rend compte de la “vraie” couleur de la pierre. Et indirectement, chaque tableau nous informe de la couleur de la lumière qui éclaire la cathédrale.

Cette lumière, qu’elle soit du matin ou du soir, est bien constituée de toutes les ondes du visible, mais dans des proportions variables.

Quelle importance pour le coloriste, le photographe ou le peintre, sino pour le plaisir de nos yeux?

Le spectre de la lumière

La couleur des objets qui nous entourent dépendent de l’éclairage qu’ils reçoivent car ils en renvoient une partie; connaître la composition de la lumière est donc important.

Les illustrations plus haut montrent les rayons qui constituent la lumière mais dans quelle mesure.

Imaginez la lumière comme une soupe. Si vous variez la proportion des ingrédients, la soupe aura une tout autre saveur. Aussi, si un ingrédient domine, il aura tendance à imposer son goût à toute la soupe. Il en va de même pour la lumière. Mais plutôt que de donner la quantité des ingrédients, on note l’énergie que chacun d’eux apporte.

Dès lors, pour décrire une source lumineuse, on en donne “le spectre“; vous pouvez le voir comme les ingrédients de la “soupe lumière”: il donne la contribution énergétique de chacun des rayons en fonction de la longueur d’onde.

En haut, les “ingrédients” de la lumière d’une lampe halogène; en bas, ceux de la lumière du jour (voir le site 123.couleurs.fr)

La “lumière du jour” par ciel gris illustrée ci-dessus est donc grosso modo constituée de toutes les longueurs d’ondes visibles contribuant à part égale d’énergie. Si l’on fait référence à un “blanc idéal”, alors les parts sont exactement les mêmes; on a un spectre parfaitement plat.

Les spectres de la lumière

Dans la réalité, comme Monet nous le fait remarquer, la lumière n’est pas blanche. Quand bien même on la qualifierait de blanche, elle n’a pas les mêmes qualités qu’elle soit du nord, du sud, à midi ou le soir.

En quoi cela affecte-t-il les couleurs? Les nuances des objets colorés seront différentes.

La lumière qui varie le moins au cours de la journée et des saisons est la lumière du ciel au nord. C’est la raison pour laquelle on conseille aux peintres d’avoir un atelier dont les fenêtres sont exposées au nord; d’un jour à l’autre la couleur de leurs tableaux reste stable.

Les qualités de la lumière se traduisent par des spectres différents comme l’illustre la figure ci-dessous. La lumière au couchant du soleil a plus d’ondes longues que celle du ciel au nord; elle nous paraîtra plus rouge, ou plus “chaude”.

Les spectres de la “Lumière du jour” (adapté de Bruce MacEvoy)

Deux spectres qualifiés de “lumière du jour” sont présentés sur la figure ci-dessus: le D55 et le D65. Il s’agit “d’illuminants standards” de différentes “température de couleur”. On en parlera de cette caractéristique dans un prochain article.

Votre appareil photo numérique devine le type d’éclairage dans lequel vous baignez: il fait une “balance des blancs” automatique. Vous pouvez la modifier, et vous aurez une photo très différente, comme le montrent les deux photos ci-dessous.

Dans les autres types d’éclairage, tel l’éclairage LED ou fluorescent, les contributions énergétiques des ondes peuvent être très différentes. Du coup, les surfaces reçoivent plus ou moins d’ondes dans certaines parties du spectre, ce qui modifiera la couleur.

Pour savoir si l’éclairage préserve bien la couleur on parle de son “CRI” (Colour Rendering Index), noté sur 100. On en parlera dans un prochain article. Sachez déjà que les lampes halogènes ont un indice de 100, et rares sont les LED qui aujourd’hui atteignent 95.

En attendant, si la couleur d’un objet vous importe, essayez de le voir en lumière du jour ou du moins dans les conditions lumineuses dans lesquelles vous l’utiliserez.

Et comme les artistes, peintres et photographes, jouez avec les différences de lumières! Des photos de nuit mêlant différents types d’éclairage sont souvent intéressantes. Prenez exemple sur le photographe Gregory Crewdson que je vous ai déjà présenté dans le défi #2.

Photographie © Gregory Crewdson
Photographie © Gregory Crewdson
Photographie © Gregory Crewdson
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