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Apprentissage du dessin et de l'aquarelle

Aquarelle

Le terme de couleur est ambigu, il est employé indifféremment pour désigner la lumière perçue, le pigment ou bien encore la notion de teinte.

Chaque fois que l'on rencontre le terme de couleur, se poser la question : doit-on le remplacer par l'un des termes de lumière, de pigment ou de teinte ?

Couleur en tant que lumière

Description qualitative

Pour le dessinateur, le peintre, le graphiste, pour celui qui lit une image la couleur est un langage. On peut essayer de comprendre de formaliser ce langage par les mots.

On distingue les couleurs qui nous semblent différentes, on les nomme et on les classifie par des termes spécifiques : rouge, jaune, vert, ..., par des analogies (bleu ciel, vert émeraude, …) ou des moyens de réalisation : bleu outremer, ... Ainsi une couleur n’existe que si elle est nommée, sinon on l'assimile à une autre. Cette classification dont les prémisses sont déjà énoncées par Aristote, a mis du temps à se constituer et à s'affiner. Les observations sur la combinaison des couleurs-pigments permettent d'améliorer la connaissance en incluant des proximités et des règles empiriques de combinaison. L’intérêt de cette formalisation est principalement descriptif.

On associe également une sémantique aux couleurs, selon le contexte culturel, sensations et des sentiments : chaud, froid, joie, tristesse, calme, dynamisme, ou par une convention réglementaire cas de la signalisation routière…

Modélisation mathématique

La modélisation mathématique de la perception des couleurs (ou théorie colorimétrique) a été principalement développée pour des besoins technologiques : teinture et impression des étoffes, impression des livres, photographie, visualisation sur écran. Cette modélisation repose sur des considérations physiques et physiologiques. Les modèles mathématiques ont une valeur prédictive. Leur connaissance influence notre perception de la couleur mais la diffusion des concepts dans l’usage commun est lente. Il n'est pas question de développer cette théorie ici (pour en savoir plus, consultez cette référence).

Couleur en tant que lumière perçue

Les cônes et bâtonnets de la rétine se comportent comme des filtres de fréquence. Dans l’œil, on distingue :

  1. une perception large bande de l'intensité lumineuse (perception du clair et de l'obscur) couvrant la bande du visible, avec une bonne résolution .
  2. une perception par une batterie de trois filtres passe-bande assez peu sélectifs
    • basses fréquences, bande R : rouge;
    • moyennes fréquences, bande V : vert;
    • hautes fréquences, bande B : bleu
    la résolution de la perception des composantes colorées est moindre que pour l'intensité.

Toute lumière se décompose ainsi en trois composantes, chacune correspondant à l'intensité de la lumière perçue à la sortie de chaque filtre.

De par l'effet du filtrage peu sélectif, deux excitations colorées de spectres différents peuvent provoquer la même sensation de couleur: métamérie.

Cette perception séparée de l'intensité de la lumière d'une part et des composantes de couleurs est théoriquement redondante si on fait l'hypothèse que le capteur de luminosité recueille une information qui est la somme des trois autres. Il semble que cela soit vrai en première approximation. Cette redondance complique la compréhension de la vision humaine.

Identification des couleurs

Si la lumière émise possède des composantes importantes principalement dans la bande du filtre rouge (R), notre cerveau identifiera une couleur baptisée rouge. De même respectivement pour l'identification du vert et du bleu.

Si la lumière émise sensibilise principalement les bandes de deux capteurs, nous identifierons une couleur spécifique, différente de celle de chacun des capteurs. Par exemple pour les capteurs rouge et vert sensibilisés, notre cerveau identifiera la lumière nommée jaune. De même, rouge et bleu sensibilisés seront identifiés comme un pourpre (violet, rouge violacé dans le langage courant), bleu et vert sensibilisés seront identifiés comme un bleu-vert (pas de nom commun courant). N.B. : Le magenta fait partie des pourpres, le cyan fait partie des bleu-vert.

Le noir nomme l'absence totale de lumière. Le blanc nomme une combinaison équilibrée des trois composantes rouge, vert, bleu. L'intensité du blanc n'est pas limitée, si ce n'est par la destruction de la rétine. Un blanc atténué se nomme un gris.

La notion de couleur est une notion « floue ». En toute rigueur, il n’existe pas de couleur pure car, en raison de la sélectivité réduite des filtres, toute lumière sensibilise plus ou moins chaque capteur R, V, B. On pourrait imaginer qu’une lumière monochromatique de fréquence donnée (notion de couleur de la physique) corresponde à une couleur « pure ». Il n’en est rien car, par exemple, un vert monochromatique (au milieu de la bande des verts) sensibilisera tous les capteurs rouge (peu), vert (beaucoup), bleu (peu) et apparaît comme une couleur composite pour la colorimétrie.

Le rouge, le vert, le bleu sont les trois teintes fondamentales de la modélisation colorimétrique car en première approximation toute autre couleur s’obtient par combinaison linéaire de ces trois primaires.

Autre référentiel : teinte, saturation, intensité

La représentation des couleurs perçues. Nous ne percevons pas spontanément une couleur par sa décomposition en composantes R, V, B. Cet exercice de décomposition est partiellement possible mais demande un bon entraînement. Par contre, nous distinguons facilement si une couleur perçue est :

Il est possible par un changement de référentiel dans l'espace tridimensionnel des couleurs de convertir les composantes R, V, B en composante de valeur, de saturation et de teinte. Le terme de ton sera employé pour désigner une combinaison particulière de valeur, saturation, teinte. Le noir et le blanc ne doivent pas être pas considérés comme des couleurs en tant que teinte. Dans le langage courant, la teinte est souvent assimilée à la couleur car elle en est le paramètre le plus caractéristique.

L'ordre des teintes le plus souvent identifiées, suit naturellement la progression des fréquences dans le spectre visible : rouge, orange, jaune, vert, bleu, violet. Le phénomène de bouclage des teintes, résulte du fait que la sensibilisation des capteurs R (rouge) et B (bleu) est identifiée mentalement comme une couleur spécifique (violet ou plus exactement pourpre) alors que les couleurs monochromatiques rouge et bleu ne sont pas adjacentes dans le spectre visible. Ces teintes pourpres n'ont pas de représentant monochromatique sur le spectre visible, En deçà du rouge nous avons l'infra-rouge et au delà du violet, l'ultraviolet, tous deux invisibles. Le spectre physique lui n'est pas « bouclé.»

Tons chaudes, tons froids

La notion de couleur chaude et de couleur froide provient d'une analogie entre la couleur de certains objets et la sensation de température que ces derniers procurent. Les couleurs proches du bleu évoquent le froid, les couleurs proches de l'orange (du jaune au rouge) évoquent le chaud. Elle est conforme à notre expérience quotidienne mais se trouve curieusement en contradiction avec les observations de la physique.

La notion de chaleur est aussi relative. Bien que le vert soit classé dans les couleurs froides, un vert-jaune (pigment vert-de-vessie) sera considéré comme chaud relativement à un vert-bleu (pigment vert-émeraude). Un rouge-pourpre (pigment laque de garance) sera considéré plus froid qu'un rouge-orangé (vermillon).

Ne pas confondre cette notion de chaleur avec la notion de température de couleur.

Teintes complémentaires

La teinte complémentaire d’une teinte donnée est la teinte de la lumière qu’il faut superposer pour obtenir un blanc (un gris). L’usage des couleurs complémentaires a la réputation de faire « joli ». La teinte complémentaire d’une teinte donnée a une chaleur opposée..

rougeorangejaunevertbleuviolet
vertbleuvioletrougeorangejaune

Représentations géométriques des propriétés colorimétriques

Afin de mieux comprendre les relations existant entre les couleurs, on cherche à en créer une représentation géométrique visuelle. Les paramètres colorimétriques : teinte, saturation, intensité. se représentent dans un espace à trois dimensions. De nombreuses solutions sont possibles selon que l'on veuille plus ou moins conserver une analogie entre des propriétés géométriques avec les propriétés des couleurs.

Par analogie, on veut qu’une propriété colorimétrique soit sous-tendue par une configuration géométrique. Le mélange de couleurs-lumières est bien modélisé par la synthèse additive. L’addition « équilibrée » des trois couleurs primaires donne du blanc, un gris si on tient compte de l’intensité.

Représentation par bicône

bicone des couleurs
Bicône des couleurs

Cette représentation conserve assez bien les relations colorimétriques avec la topologie du volume. Elle est très suffisante pour la pratique artistique. Chaque point à l'intérieur du bicône représente une couleur avec ses trois composantes : teinte, valeur, saturation. Les teintes pures (les plus saturées) sont réparties sur le cercle, base commune des deux cônes, dont la topologie traduit le phénomène de bouclage des couleurs. Le noir (absence de lumière) se trouve au sommet du cone inférieur. Le blanc (supposé limité en intensité à une valeur maximale) se trouve sur le sommet du cône supérieur. La ligne des gris, axe commun des deux cônes, relie le noir et le blanc. Plus on se rapproche de cet axe des gris plus la couleur est neutre ou moins elle est saturée. Plus on se rapproche de la pointe d'un cône, moins la teinte a d'importance, effet traduit par le rétrécissement du cone. Le cône supérieur, proches du blanc contient des tons pastels.

La teinte complémentaire d’une teinte donnée a une chaleur opposée. Ce concept peut s’inclure dans la théorie colorimétrique.

Représentation de Munsell

La représentation de Munsell est topologiquement semblable à la représentation par bicône : une courbe fermée des teintes saturées, un sommet blanc, un sommet noir. Elle introduit une métrique qui fait que les cônes se retrouvent déformés en patatoïdes traduisant ainsi plus finement certaines propriétés des couleurs

Autres normalisations

Espaces colorimétriques CIE.

Couleurs en tant que pigments.

Un pigment est un moyens de réaliser une lumière colorée par réflexion sélective d'une lumière blanche.

La lumière réfléchie perçue par l'œil possède des propriétés de couleur qui résultent de la nature physico-chimique du pigment. La lumière incidente devrait être idéalement blanche, ce qui n'est pas toujours le cas. La qualité de la source éclairante est caractérisée par la température de couleur.

La dénomination des pigments en fonction de leur couleur

Dans le langage courant, un pigment est très souvent désigné par la couleur-lumière qu'il permet de produire : un tube de peinture rouge, de peinture vert-émeraude, etc. La dénomination officielle standardisée s'appuie sur la composition chimique, notée par un préfixe suivi d'un nombre entier caractéristique. Par exemple le PG18 est un oxyde de chrome hydraté produisant ce qu'on s'acorde à nommer un vert émeraude.

Préfixes des références de pigments
PYPOPRPVPBPGPBrPBkPWPM
jauneorangerougevioletbleuvertbrunnoirblancdivers

Chaque dénomination est reliée à un pigment assez bien défini mais selon les conditions de préparation (finesse du broyage, pureté du produit, ...) la qualité de la couleur différe en fonction du fabricant.

Les noirs, les blancs et les gris sont des couleurs au sens de pigments. Les bruns ont une importance qui a été distinguée par un statut particulier. En tant que teintes, il s'agit de teintes proche de l'orange (s'étendant largement du rouge au jaune) rabattues. J'ai l'impression que cette distinction (non justifiée par le modèle mathématique) provient de l'importance des couleurs de « terre » dans l'environnement humain ainsi que de la disponibilité de pigments de bonne qualité, constituées d'oxyde de fer, connus depuis la préhistoire et de couleur brune ou assimilée

Les noms vernaculaires classiques (vert de vessie, vert véronèse, vermillon, ...) ne sont plus réellement reliés à une combinaison chimique. On réalise des couleurs équivalentes avec des pigments modernes ou avec leur mélange, par exemple :

Pour s'informer sur les pigments, consulter le site The Color of Art Site Map - Pigments, Paints and Formulas.

Les mélanges de pigments

Le mélange de deux couleurs-pigments A et B se représente par une trajectoire reliant les points A et B dans le modèle géométrique. La prédiction précise de la couleur obtenue en fonction de la proportion de chacun des composants, est assez difficile et dépend de plusieurs paramètres caractéristiques du pigment. Cependant, cette représentation permet de guider l'acquisition du savoir faire par l'expérimentation et la pratique permanente.

En l'aquarelle, on pratique, les mélanges de pigments sur la palette, les mélanges par superposition (aquarelle, glacis en général), les mélanges par juxtaposition.

Conclusion

On peut toujours dire que toutes ces théories ne servent à rien pour la peinture. Cependant la compréhension des relations internes qui lient les propriétés de la couleur permet de construire mieux et plus rapidement une expérience pratique.