Article

1 - COULEUR

2 - SIMULATION DES VALEURS TRICHROMATIQUES

3 - APPLICATIONS

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : AF6810 v1

Simulation de la perception des couleurs de colorants organiques

Auteur(s) : Adèle D. LAURENT, Valérie WATHELET, Michaël BOUHY, Denis JACQUEMIN, Eric PERPÈTE

Relu et validé le 10 févr. 2015

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RÉSUMÉ

La couleur d'un objet n'est pas liée à la matière de manière intrinsèque, elle est plutôt une perception, une interprétation de la lumière renvoyée ou absorbée par l'objet. Il convient donc d'étudier les colorants, très utilisés dans l'industrie (automobile, cosmétologie, chimie, bâtiment...), avec le plus grand soin. La méthode réside dans le fait de quantifier la couleur d'un colorant à partir du calcul de son spectre d'absorption. Les paramètres comme le spectre d'absorption du colorant, la densité spectrale de l'illuminant ainsi que la réflexion du support sont au cœur des modèles colorimétriques.

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Auteur(s)

  • Adèle D. LAURENT : Doctorante au laboratoire de chimie et biochimie théoriques (Université de Nancy) - Institut Jean Barriol

  • Valérie WATHELET : Scientifique, groupe de chimie physique théorique et structurale (FUNDP-Namur)

  • Michaël BOUHY : Chimiste et informaticien, diplômé d'un master en sciences chimiques et d'un master en sciences informatiques (FUNDP-Namur)

  • Denis JACQUEMIN : Chercheur qualifié (FNRS) au laboratoire de chimie théorique appliquée, unité de chimie physique théorique et structurale (FUNDP-Namur)

  • Eric PERPÈTE : Maître de recherche (FNRS) au laboratoire de chimie théorique appliquée, unité de chimie physique théorique et structurale (FUNDP-Namur)

INTRODUCTION

Les colorants sont très utilisés dans l'industrie chimique (recherche de nouvelles teintes, solidité des tons…) pour rehausser les qualités esthétiques des plastiques et pour procurer une bonne protection contre les ultra-violets. Dans l'industrie automobile, les pigments sont d'origine minérale ou organique et insolubles. Ils confèrent à la peinture (selon leur nature) des propriétés d'anti-corrosion, d'opacité, ou encore, d'étanchéité. Par ailleurs, tous les colorants non allergènes sont utilisés dans l'industrie des cosmétiques. Ils ont aussi de nombreuses applications dans l'industrie du textile, de l'imprimerie, de l'art, de l'alimentation et du bâtiment.

La couleur est avant tout une perception. Il est donc excessif de penser que la matière possède une couleur intrinsèque. En effet, un textile qui apparaît rouge sous la lumière du jour peut être noir sous un éclairage vert, parce qu'il absorbe toutes les lumières reçues sauf celles de longueurs d'ondes élevées. Il résulte de cette observation préliminaire qu'il faut définir plus précisément la couleur. La lumière est produite par un illuminant puis elle interagit avec la matière, l'objet. Finalement, une certaine quantité de lumière est perçue par l'observateur que son œil décompose en trois signaux électriques envoyés au cerveau. C'est celui-ci qui crée la sensation de couleur. La perception physiologique est liée à trois paramètres :

  • la nature de l'objet éclairé ;

  • la lumière qui éclaire l'objet (l'illuminant). Une source lumineuse est aussi dite illuminant primaire, tandis qu'une surface diffusant ou réfléchissant la lumière sera appelée illuminant secondaire ;

  • le capteur (l'œil) qui reçoit le message et le communique au cerveau grâce à des impulsions électriques. Rappelons que la couleur n'est rien d'autre que la perception par l'œil d'une distribution spectrale R (λ). Il est important de constater que l'œil ne peut pas faire la différence entre, par exemple, un jaune monochromatique et un mélange en quantité égale de rouge et de vert. Cette propriété permet de faire ce que l'on appelle la synthèse trichrome, qui est à la base de toute la colorimétrie (synthèse additive). La couleur est donc un stimulus qui est conventionnellement reconstitué par trois primaires : le rouge (source de 700,0 nm), le vert (source de 546,1 nm) et le bleu (435,8 nm).

Il est donc intéressant de quantifier la couleur d'un colorant à partir du calcul de son spectre d'absorption. Différents modèles colorimétriques impliquant tant le spectre d'absorption du colorant que la densité spectrale de l'illuminant et la réflexion du support sont ainsi mis en œuvre. Dans la suite sont présentés un logiciel et un modèle tant pour simuler l'absorption, la transmission, la réflexion que la perception de l'œil humain. La qualité du programme a été testée au travers de plusieurs cas académiques et l'influence sur les valeurs trichromatiques simulées de chacun des paramètres du programme a été étudiée.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af6810


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DÉRIBÉRÉ (M.) -   La couleur.  -  Que sais-je ? PUF France (1968).

  • (2) - JONES (A.L.), ADAMS (Q.E.), BELLAMY (R.B.), BITTINGER (C.), CRITTENDEN (E.C.), DRAVES (Z.C.), EVANS (M.R.), FORREST (W.J.), FOSS (E.C.), GAGE (P.H.), GIBSON (S.H.), GODLOVE (H.I.), HARDY (C.A.), JOBE (W.F.), JUDD (B.D.), LOWRY (M.E.), LUCKIESH (M.), MACADAM (D.L.), NEWHALL (M.S.), NICKERSON (D.), O'BRIEN (B.), PAUL (R.M.), SLOAN (L.L.) -   The science of color.  -  Optical, society of America, Washington (1963).

  • (3) - CRAWFORD (B.H.) -   *  -  Proceedings of the physical society, section B, no 62, p. 321-334 (1949).

  • (4) - BROARDBENT (A.D.) -   Calculation from the original experimental data of the CIE 1931RGB standard observer spectral chromaticity co-ordinates and color matching functions.  -  Département de génie chimique, université de Sherbrooke.

  • (5) - BROARDBENT (A.D.) -   Trichromatic color matching.  -  Département de génie chimique, université de Sherbrooke.

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Outils logiciels

GIMP (Gnu Image Manipulation Program) logiciel libre de traitement d'images http://www.gimp.org

ColorCombinate logiciel libre de traitement d'images http://www.colorcombinate.sourceforge.net

Gaussian03 logiciel de calcul de chimie théorique http://www.gaussian.net

JQuickColor logiciel de simulation de couleurs (contact [email protected])

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2 Site Internet

Oregon Medical Laser Center http://omlc.ogi.edu/

Les normes ISO http://www.iso.org/iso/fr/home.htm

La CIE https://cie.co.at/

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