De la couleur !
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1. rentes exp riences d montrent les principes de la synth se additive et le r le des filtres Des couleurs disparaissent Des filtres color s absorbent r fl chissent filtres interf rentiels ou transmettent certaines couleurs pr sentes dans le spectre de la lumi re blanche La lumi re jaune Une lumi re monochromatique jaune est produite par une lampe vapeur de sodium Un objet jaune clair par cette lampe nous para tra jaune s il est de couleur diff rente il para tra noir ou gris selon qu il r fl chit plus ou moins cette lumi re Lumi re fantastique uvre d art Il s agit d une cr ation de Piero Fogliati Un projecteur envoie un faisceau horizontal apparemment blanc sur un disque vertical qui est lui m me blanc C est ce que l on voit quand le disque est immobile mais quand il se met tourner autour de son axe vertical il se colore comme un arc en ciel La lumi re blanche projet e sur le disque est la synth se des trois couleurs primaires rouge vert bleu Trois filtres rouge vert et bleu tournent grande vitesse devant la lampe 1000 T mn Quand le disque est immobile la synth se se fait normalement et produit donc du blanc mais quand il tourne il intercepte une des trois radiations et l on observe alors sur le mur blanc situ derri re le disque la couleur compl mentaire e La d composition de la lumi re Les spectres d emission Un gaz basse pression n on argo2. spectateur mais aussi celui de la lumi re indispensable la lecture de l oeuvre et la r alisation de la photosynth se La Serre Yann Kersal 300 000 km s 1996 R alis pour le 10 anniversaire de la Cit des sciences un paysage lumineux interactif variant du bleu au vert souligne l architecture Int rieur de la CSI Erro Les ing nieurs et les Savants 1986 1990Dans la tr mie de la m diath que deux grands panneaux se font face Le panneau des ing nieurs et des industriels est constitu de colonnes verticales comportant en bas l invention au milieu le portrait et en haut l quivalent contemporain de l invention Le panneau des savants comporte des portraits ins r s dans un filet souple voquant les dessins calcul s par ordinateur la m diath que 14 Jacques Monory Souvenir 1986 Des panneaux d aluminium peints et reli s entre eux par des tubes fluorescents des trois couleurs primaires enveloppent le cylindre du plan tarium Ils repr sentent une s rie de ciels et galaxies tels qu on peut les apercevoir au t lescope mais aussi les reconstituer l aide de l ordinateur Plan tarium F d rica Matta Danse de la Terre 1990 Des sculptures r alis es en mat riau composite voquent des formes libres et color es Espace Felice Varini Espace nord ouest 1985 1989 Situ e l extr mit Ouest de la Cit cette uvre apparemment fragment
3. Hickethier Alfred Le Cube des couleurs 1985 Richardi re Christian Harmonies des couleurs 1987 Schopenhauer Arthur 1788 1860 Textes sur la vue et sur les cou leurs trad Maurice Elie 1986 Wittgenstein Ludwig Joseph 1889 1951 Remarques sur les cou leurs trad G rard Granel 1983 Wong Wucius Principles of color design 1987 e COULEUR ET THERAPEUTIQUE Di Sabatino Roland Ces couleurs qui nous qu rissent 1991 17 Gimbel Theo Couleurs et lumi re sources de sant et de bien tre 1994 Gimbel Theo Les Pouvoirs de la couleur 1987 e LA VISION EN COULEURS Kowaliski Paul Vision et mesure de la couleur 1990 Wyszecki Gunter Color science concepts and methods quantitativa data and formulae 1982 e LA COULEUR DES ETOILES Malin David A celebration of colour in astronomy 1991 Malin David Colours of the stars 1984 Malin David Couleurs des toiles 1986 e L IMPRESSION EN COULEURS Durchon Pierre Imprimer en couleurs les proc d s les supports les produits 1993 Legrand Dominique La Couleur imprim e mode d emploi 1990 Southworth Miles Guide de poche Iniag pour la reproduction des couleurs 1979 e COULEUR ET INDUSTRIE Billmeyer Fred W Principles of color technology 1981 Volz Hans G Industrial color testing fundamentals and techniques 1995 Cit des sciences et de l industrie DP D partement Action Culturelle M P JAMMOT Septembre 2001 18
4. e trouve sa coh rence depuis un point de vue d termin Le spectateur doit se placer de fa on voir son image au centre d un miroir circulaire entour d un cercle rouge et renvoyant le reflet d un cercle jaune L uvre n acqui re forme et sens que si l observateur est au centre Un d placement de ce dernier provoque l clatement de l ensemble en fragments peints sur les parois La troisi me couleur primaire bleu appara t sur les tubulures Etoiles et Galaxies 15 Bibliographie Les films ouvrages et revues sur le sujet sont consultables sur place la m diath que situ e aux niveaux 0 1 et 2 Des notices exhaustives pour chaque ouvrage sont disponibles sur le site de la Cit onglet M diath que Films La Couleur dans la nature La communication animale 1980 11 min Montr al La vie en technicolor chez les animaux et chez les plantes ou comment mimer se camoufler se reconna tre se reproduire ou s duire de fa on color e Couleurs interf rentielles des colibris Francon Maurice conseil scientifique 1966 6 min Les jolies couleurs des plumes de colibris sont dues leur structure en lamelles qui provoquent des interf rences de la lumi re Les couleurs de la mer A Ardoukoba 1992 4 min Pourquoi la mer est elle verte Est elle bleue La Couleur et les pigments dans l art Jack Arends 1967 14 min Le r le de la couleur dans les formes et dans l art couleurs primaires couleurs compl mentair
5. objets c lestes tr s loign s qui d gagent assez de chaleur pour mettre un rayonnement en g ographie La pr sence d eau d humidit de pollution et de v g taux est signal e par t l d tection en m decine les cam ras de thermovision d c lent les variations de temp rature et rendent possible la d tection des cancers et des l sions Les lumi res du tableau Comme un restaurateur d oeuvres d art le visiteur examine et analyse une huile sur toile en utilisant successivement les trois rayonnements d couverts au dix neuvi me si cle infrarouge le rayon X et l ultraviolet chaque rayonnement correspond une image diff rente du tableau qui r v le une partie du tableau pourtant invisible sous un clairage en lumi re blanche Une cam ra infrarouge reli e un cran et actionn e de bas en haut fait appara tre des silhouettes des inscriptions cach es par les couches de peinture La radiographie du tableau aux rayons X fait appara tre les plages de pigments en fonction de la masse de leurs atomes A l cran les parties sombres correspondent une mati re l g re qui laisse passer ces rayons Les parties claires correspondent une mati re plus dense compos e d atomes lourds et donc qui absorbent davantage ces rayons La couche picturale devient plus lisible les directions du pinceau les silhouettes homme chat enfants ainsi qu une main en haut gauche sont r v l es Les
6. repentirs motifs peints puis recouverts par des couches de peintures sont aussi mis en vidence L examen sous fluorescence de rayons ultraviolets tire partie des ph nom nes de fluorescence de certains mat riaux comme ici le vernis Celui ci est signal par des carr s sombres qui absorbent le rayonnement Les repeints et les ajouts apr s application du vernis sont d tect s Enfin la lumi re rasante consid r e par sa pr cision comme un v ritable pinceau de lumi re accentue le relief des emp tements soulign s d ailleurs par l apparition d ombres port es Plan de l exposition Images Les fausses Couleurs Simulateur l de vol z o ENTREE n STENOFE d E tableau Ecrans Gepetto y FRE du r el Chapitre 3 Ce que nous raconte la couleur des toiles Souvenir de Jacques Monory Exposition Etoiles et Galaxies Explora niveau 3 mezzanines La partie de l exposition intitul e Les outils de l astronome montre que l homme a tir la plupart de ses connaissances sur l Univers de la lumi re L invention de l instrument appel spectrographe a permis l astronome d analyser la lumi re pour obtenir des renseignements sur la nature des objets lumineux Le ciel au spectroscope Pour analyser les rayonnements mis par les toiles on les observe travers un spectroscope comportant entre autre un prisme qui d compose la lumi re Cette palette de couleurs est le spectre de l t
7. vers le rouge si la source lumineuse s loigne de nous Effectivement la lumi re de nombreuses galaxies d vie vers le rouge comme si elles nous fuyaient Cette observation permet aussi de d terminer la lumi re des toiles 10 Diagramme HR Pliss LR R Raies 1 spectrales Fer LES P Plan de l exposition Etoiles et Galaxies Le ciel au spectroscope ei Cam ra Infrarouge Carte d identit des toiles Chapitre 4 La couleur des cheveux Exposition Cheveu Exposition temporaire jusqu au 30 janvier Explora niveau 1 D o vient la couleur La m lanine est la mol cule responsable de la couleur du cheveu Elle est fabriqu e sous forme de petits grains par des m lanocytes des cellules sp cialis es situ es dans la racine Ces grains sont r partis ensuite sur toute la longueur du cheveu Il existe deux sortes de m lanines les m lanines de couleur sombre et les pha om lanines de couleur jaune Leur m lange donne toutes les nuances possibles A l aide d un microscope il est possible de comparer des cheveux blonds roux ou ch tains grossis ici 400 fois chaque ovale est une coupe transversale de cheveu De toutes les couleurs La couleur d une chevelure est aussi donn e par le reflet Comment est il produit A l il nu les cheveux sont color s au vid omicroscope on s aper oit que les plus clairs sont translucides Une partie de la lumi re est r fl chie et d
8. Dossier S rie Science et Art Enseignant De la couleur Chapitre 1 les m canismes physiques et physiologiques en jeu dans la perception des couleurs Chapitre 2 La couleur dans l image Chapitre 3 Ce que la couleur des toiles raconte Chapitre 4 La couleur des cheveux Chapitre 5 Les oeuvres d art Bibliographie Action culturelle Octobre 2001 Chapitre 1 Les m canismes physiques et physiologiques en jeu dans la perception des couleurs Exposition Jeux de lumi re Explora niveau 2 Cette exposition ludique et interactive propose des exp riences accompagn es de commentaires Elle se compose de deux parties r flexion r fraction diffraction interf rences traite de la physique de la lumi re Couleur vision illusions concerne la perception de la couleur le fonctionnement de l il et le r le du cerveau dans la vision Les l ments qui abordent la couleur montrent que notre vision en couleurs r sulte d une interaction entre la fa on dont la mati re diffuse la lumi re la r ceptivit de l il et le cerveau Depuis Newton on sait qu un faisceau de lumi re blanche traversant un prisme r v le en se d composant les diff rentes radiations color es du spectre lumineux Si nous voyons les objets qui nous entourent c est parce qu ils absorbent ou diffusent toute ou une partie de la lumi re En 1801 Young pose une hypoth se la r tine de l il est stimul e par les ra
9. arouge Celle ci traduit les diff rences de temp rature par des zones plus ou moins sombres sur un cran Tout corps vivant met un rayonnement qui d pend de sa temp rature et de son intensit qui est visible notamment dans l infrarouge Raies spectrales Il s agit d une suite de vitrines pr sentant des lumi res produites par l excitation des atomes de diff rents gaz purs n on mercure krypton x non Un r seau de diffraction d compose la lumi re et fait appara tre des spectres discontinus de raies qui constituent la signature des gaz L analyse spectrale permet aussi de d terminer les m langes gazeux C est le cas des deux premi res vitrines qui pr sentent des m langes n on x non ou mercure krypton Carte d identit des toiles Ce dispositif permet d analyser la composition des toiles le spectre du soleil repr sent sur une bande plate est associ un cylindre rotatif comportant les spectres de diff rents l ments chimiques connus C est la comparaison de ces donn es qui permet de d terminer la pr sence d un l ment situ dans les couches externes du soleil Effet Doppler Fizeau En 1842 Doppler expliqua pourquoi un son est plus aigu lorsque la source s approche que lorsqu elle s loigne du r cepteur Par analogie Fizeau en 1848 pr dit la modification du spectre des astres suivant qu ils s approchent ou s loignent de la terre On peut observer le d calage du spectre
10. diations rouges vertes et bleues C est leur interpr tation par le cerveau qui cr e la sensation de couleur En 1861 Maxwell r alise une projection polychrome en superposant trois faisceaux lumineux rouge vert et bleu Ainsi na t la premi re th orie sur la couleur la th orie trichrome e irisations color es et interf rences Le tableau de savon Cette exp rience met en sc ne le ph nom ne des interf rences On s int resse au caract re ondulatoire de la lumi re Les ondes lumineuses sont comparables dans leur comportement aux ondes sonores et m caniques Ce sont les interf rences de ces ondes qui cr ent des risations color es sur un film d eau savonneuse deux rayons de lumi re incidente sur une face du film savonneux interf rent positivement ou n gativement selon leur couleur l paisseur la direction du regard Une teinte sera renforc e une autre annul e La couleur globale en est modifi e Cette observation fondamentale confirme la nature ondulatoire de la lumi re e La synth se additive Jeux de lumi re Une source de lumi re blanche est filtr e en bleu rouge ou vert Des filtres color s des lentilles et des miroirs plats et courbes permettent de r aliser de nombreuses exp riences d vier les rayons lumineux modifier la perception de leur couleur en superposant par exemple deux lumi res color es vert rouge jaune en superposant les filtres vert bleu rouge noir Ces diff
11. es notion de teinte d intensit et de valeur Ouvrages Mollard Desfour Annie Le dictionnaire des mots et expressions de g n raux couleur du XXe si cle le rouge CNRS 2000 La couleur Pour la science Paris 2000 Ouvrages sp cialis s e COLORIMETRIE Bourton Mich le Photocol LOGIC Carter Ellen C Guide to material standards and their use in color measurement 1989 Chrisment Alain Couleur amp colorim trie 1997 Chrisment Alain Le Guide de la couleur conna tre et comprendre la colorim trie 1996 16 Desvignes Francois Rayonnements optiques radiom trie et photom trie 1991 Dordet Yves Colorim trie principes et applications 1990 Kowaliski Paul Vision et mesure de la couleur 1990 MacAdam David L Color measurement theme and variations 1981 deuxi me dition 1985 Merlin Andr Couleur et liaison chimique mesure de la couleur module 4 1992 e LA COULEUR DANS LA PEINTURE ART Boute G rard L Esprit de la couleur 1970 Charnay Yves Les Cha nes ordonn es 1988 Itten Johannes 1888 1967 Art de la couleur 1981 Kominsky Nancy Couleurs l huile 1983 Marx Ellen Les Contrastes de la couleur 1972 e THEORIE DE LA COULEUR Brusatin Manlio Histoire des couleurs 1986 Fillacier Jacques La Pratique de la couleur dans l environnement social 1986 Goethe Johann Wolfgang von 1749 1832 Trait des couleurs introduction et notes de Rudolph Steiner 1983
12. n azote mercure x non est excit par une d charge lectrique La lumi re mise par ce gaz est d compos e par un r seau de diffraction qui permet d observer le spectre discontinu caract ristique du gaz L analyse des spectres permet de d duire la pr sence des composantes chimiques de l objet qui rayonne Elle est utile pour l analyse des toiles du soleil e Analyse d un spectre La lumi re invisible Le dispositif est constitu d une source de lumi re blanche d un prisme qui la d compose et d un photod tecteur reli un cran sur lequel appara t une courbe Cette courbe traduit l intensit lumineuse en fonction des radiations color es intensit li e la temp rature de l objet source de lumi re c est la courbe du spectre d mission Le sommet de la courbe correspond aux infrarouges le d clin de la courbe correspond la r gion des ultraviolets du spectre Cette courbe d mission fut difficile interpr ter mais elle fut le point de d part de la th orie des quanta e La relativit de la couleur les contrastes color s Seize millions de couleurs Il s agit d un logiciel destin cr er et retrouver une couleur donn e ou jouer sur les contrastes color s Des bandes color es sont dispos es sur des fonds de couleur diff rents En maniant trois curseurs qui augmentent les couleurs rouge vert bleu le visiteur doit essayer de modifier la couleur des bandes afin de retrouver la co
13. oile Son analyse renseigne sur la composition le d placement la distance et la temp rature de l astre Emission absorption Une maquette pr sente les spectres de raies d mission ou d absorption de gaz purs Un atome ou une mol cule est stable dans son tat fondamental lorsque son niveau d nergie est au plus bas Il poss de d autres niveaux d nergie accessibles Une transition d un niveau inf rieur un niveau sup rieur s accompagne de l absorption d une quantit d nergie lumi re chaleur correspondant la diff rence d nergie entre ces deux niveaux Une transition d un niveau sup rieur un niveau inf rieur s accompagne de l mission d une quantit d nergie qui peut tre une onde lumineuse et dont la longueur d onde sera inversement proportionnelle la diff rence d nergie entre ces deux niveaux Les niveaux d nergie des atomes sont discontinus et caract ristiques de la nature de l l ment chimique Ainsi le spectre de raies dont les couleurs d pendent des longueurs d onde des ondes lumineuses est une signature de l l ment chimique consid r Ultraviolet Le rayonnement ultraviolet est invisible l il nu Ces rayons sont absorb s par l atmosph re terrestre en interagissant avec la haute atmosph re ils cr ent un bouclier d ozone autour de la Terre et une couche de gaz ionis la ionosph re Cam ra infrarouge Le visiteur doit placer sa main devant une cam ra infr
14. onne de la brillance la chevelure Une autre partie p n tre est partiellement absorb e et ressort en donnant le reflet aux cheveux 12 Le cheveu gris n existe pas Les m lanocytes ne sont pas renouvel s et il n y a donc pas de production de m lanine Le cheveu devient blanc non pigment On appelle ce ph nom ne la canitie Chaque cheveu a sa vie autonome la chevelure ne devient jamais blanche d un coup L apparition des premiers cheveux blancs et la rapidit de blanchissement de la chevelure d pendent de facteurs g n tiques Diff rentes m ches grises sont observables la loupe les cheveux sont soit color s soit blancs mais jamais gris Ne dit on pas en fran ais des cheveux poivre et sel Plan de l exposition Cheveu D o vient la couleur couleurs Le cheveu gris n existe pas 13 Chapitre 5 Les oeuvres d art Variations sur la couleur M diath que Explora Jason Karaindros Still life 1997 Un hologramme repr sente trois tournesols dans un vase vert sur un plan rouge et un fond turquoise La r f rence Van Gogh Les tournesols 1888 est vidente L uvre intitul e still life est anim e par le mouvement que lui conf re l holographie Les tournesols semblent suivre le mouvement du spectateur comme ils suivent dans la r alit le mouvement du soleil Ce dispositif met non seulement en vidence le r le constructif du regard du
15. permet d avoir une image claire nette et color e du monde voir l exp rience de la baguette magique o il suffit d agiter une baguette pour recomposer une image Dans la vision p riph rique l image de l objet appara t sur le bord de la r tine o il y tr s peu de c nes et beaucoup de b tonnets avec une acuit moindre La macula Lorsque les yeux fixent un cran bleu une tache sombre appara t sur cet cran Lorsque les yeux se fixent sur une autre partie de l cran la t che se d place elle se trouve en fait sur la r tine Il s agit de la tache jaune ou macula situ e sur la fov a Elle est localis e sur la portion amincie de la r tine qui repose sur la choro de Dans cette exp rience o les yeux fixent un cran alternativement bleu et violet la macula projette une ombre sombre Ses pigments jaunes interceptent la lumi re bleue La pr sence de cette ombre dure le temps d adaptation de la fov a au contexte color e Les images r siduelles diminution de la sensibilit une couleur donn e L oiseau en cage En fixant longtemps un perroquet rouge les c nes sensibles cette couleur se fatiguent En d tournant le regard vers la surface blanche les c nes sensibles aux couleurs bleu et vert r agissent majoritairement c est pourquoi une image cyan vert bleu appara t sur le tableau blanc Il s agit de la couleur compl mentaire la couleur initialement observ e Rouge o
16. s aper oit qu il ne peut voir nettement la fois les points rouges et les points bleus La lentille de l il r fracte la lumi re bleue plus que la lumi re rouge et notre cristallin focalise ces couleurs des distances l g rement diff rentes Comme ces deux couleurs sont mises au point des distances diff rentes le rouge est net quand le bleu est flou et inversement Ce sont les r cepteurs de l il qui corrigent la distorsion de la couleur induite par le cristallin pour dessiner des formes nettes e La physiologie de l oeil Du coin de l il Le panneau Qu est ce qu un il gt comporte un sch ma de l il et une coupe de la r tine Celle ci poss de deux types de cellules photosensibles les c nes sensibles aux lumi res rouges bleues et au vertes et qui n cessitent une forte intensit lumineuse pour fonctionner et les b tonnets actifs la nuit fonctionnent avec peu de lumi re et permettent une vision en noir et blanc C est partir des informations transmises par ces r cepteurs au cortex visuel par l interm diaire du nerf optique que se fabrique notre univers color Les c nes sont concentr s au centre de la r tine dans la r gion appel fov a La vision parfaite en clart nettet et couleur est celle qui s imprime sur la fov a et correspond un angle optique de deux degr s La synth se des multiples images fragmentaires transmises par la fov a est effectu e par le cerveau et nous
17. t moigne du caract re arbitraire des codages culturels si la convention commune consiste utiliser et interpr ter le rouge comme une couleur chaude et le bleu comme une couleur froide il n en n est pas de m me avec les codes infrarouges L objectif est de pointer l importance des conventions dans la lecture de tout document D autres types de rayonnement comme les rayons X et les ultraviolets nous livrent les secrets du tableau de Mirna Kresic huile sur toile intitul e Nec cum te nec sine te D sormais les processus de cr ation et de d gradation n ont plus de myst re pour le visiteur Fausses couleurs Le visiteur est invit se faire filmer par une cam ra infrarouge La cam ra infrarouge capte la distribution de la temp rature la surface de la peau Les donn es thermiques sont trait es informatiquement et rendues visibles sous la forme d images color es artificiellement La partie la plus chaude de son visage appara t en bleu sur l cran de visualisation tandis que son environnement est rouge Le visiteur peut modifier la carte des couleurs l aide des palettes arc en ciel noir et blanc noir et blanc invers fer et observer imm diatement le r sultat l cran Comme dans un v ritable photomaton il peut aussi imprimer sur papier les diff rentes images obtenues Les applications de l imagerie infrarouge sont vastes en astronomie ces images permettent l observation d
18. u Vert Vert ou Rouge La sensibilit de nos yeux une couleur donn e diminue tr s vite C est ce que montre un dispositif constitu d un disque rotatif perc d une fen tre compos e de deux parties une surface blanche et une ouverture faisant appara tre un arbre rouge sur fond vert dessin sur un cran lumineux situ derri re le disque Lorsque le disque tourne en position arri re on voit d abord un arbre rouge puis une surface blanche Si l on augmente la vitesse du disque on per oit alternativement un arbre rouge puis un arbre cyan Les c nes sensibles aux radiations rouges sont satur s l apparition de la surface blanche seuls les c nes sensibles au vert et au bleu r agissent on observe alors un arbre cyan Plan de l exposition Jeux de lumi res Jeux de Des couleurs Le tableau de lumi re disparaissent savon 16 millions de couleurs FO ARE 2 De i iaune 2w la lumi re invisible TA si lumi re fantastique l oiseau en cage Gris en coulisse Le point impossible s LR Rouge ou vert Chapitre 2 La couleur dans l image Exposition Images Explora niveau 1 Deux installations situ es dans l espace Imagerie scientifique images num riques constituant la deuxi me partie de l exposition permettent de mieux comprendre les applications de diff rents rayonnements Le photomaton infrarouge dans l espace Fausses couleurs
19. uleur du fond Dans certaines conditions le m lange des couleurs produit du blanc c est la synth se additive Les m mes bandes color es sur des fonds color s diff rents font prendre conscience de la relativit des couleurs et des variations de perception suivant les contextes Gris en coulisse Le contexte color influence la perception d une nuance cest ce que permettent de montrer des tableaux coulissants rayures grises Certaines cellules nerveuses enregistrent une vision globale de l image et re oivent des informations d une grande partie de la r tine Elles r agissent comme si les lumi res mises taient m lang es et donc les recombinent en une seule issue de ce m lange Les raies grises situ es c t des raies blanches nous semblent gris clair tandis que les raies grises c t des bandes noires nous semblent gris fonc D autres cellules re oivent une information d une petite zone de la r tine elles enregistrent d abord les contrastes C est ce qui permet de voir le motif rayures Le point impossible Cette nouvelle exp rience d montre qu il est impossible de voir nettement toutes les couleurs la fois les diff rentes longueurs d onde se r fractant chacune sous un angle diff rent dans le cristallin ne peuvent se focaliser ensemble sur la r tine Le spectateur doit regarder un ensemble de points travers une lunette compos e d un filtre rouge et d un filtre bleu Tr s vite il
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