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Après avoir discuté pour savoir si le blanc et le noir sont des couleurs ou non, une autre question qui revient souvent avec les couleurs, c’est pourquoi on obtient du jaune en mélangeant de la lumière rouge avec de la lumière verte ?

La synthèse des couleurs

En art, on utilise les trois couleurs primaires que sont le cyan, le magenta et le jaune primaire. En mélangeant ces couleurs entre elles, on peut recréer toutes les couleurs. On appelle cela la synthèse soustractive, car chaque pigment soustrait des longueurs d’ondes de la lumière blanche incidente et l’œil ne reçoit alors plus que ce qu’il reste (et si les pigments sont trop nombreux, il ne reste plus rien et on obtient du noir) :

En science, on entend au contraire plutôt parler des trois couleurs fondamentales, que sont le rouge, le vert et le bleu.
Utilisées sous la forme de lumières colorées (par opposition aux pigments précédents), on arrive ici aussi à obtenir toutes les couleurs avec juste ces trois là. Dans ce cas on parle de synthèse additive, car on additionne différentes lumières colorées pour former des mélanges. Quand on additionne beaucoup de lumière et de toutes les couleurs, le spectre se complète et on obtient de la lumière blanche :

La synthèse additive est celle qui est utilisée sur les écrans (de télé, d’ordinateurs…). Chaque pixel est composé de trois sous-pixels, qui sont rouge, vert et bleu, et dont la lumière permet alors de reconstituer toutes les couleurs.

Si la synthèse soustractive semble assez intuitive, la synthèse additive l’est un peu moins. En particulier le fait que l’on arrive à obtenir du jaune avec de la lumière verte et de la lumière rouge.

Rouge + vert = jaune ?

Pour comprendre pourquoi le rouge et le vert donne du jaune, il faut revenir à l’origine de la notion de couleur.
La lumière est composée d’ondes lumineuses. L’énergie véhiculée par chaque onde lui confère une longueur d’onde bien précise. L’œil est sensible à ça et le cerveau interprète chaque longueur comme une couleur bien précise. La notion de couleur est donc l’interprétation de la longueur d’onde des rayons lumineux.

Si l’on veut être exact, les cellules photosensibles sur la rétine ne sont en réalité sensible qu’à des bandes de longueurs d’onde bien précises : centrées autour du jaune, du vert et du bleu-violet. C’est ensuite le degré d’excitation de chaque type de cellule qui permet au cerveau d’interpréter une couleur précise en dehors de ces trois là :

spectre d’absorption des cônes
Spectre d’absorption des différentes cellules de la rétine (image)

Si un photon de couleur rouge arrive dans l’œil, il n’excitera que les cellules dont la bande d’absorption lumineuse passe par le rouge (la troisième en partant de la gauche, sur l’image).
Si des photons de couleur jaune arrive dans l’œil, ils exciteront en majorité les cellules sensibles au jaune et aussi un peu celles sensibles au vert (vu que leur domaine d’absorption se recroise). Le cerveau interprète donc ça comme du jaune.

Maintenant, si deux photons, un rouge et un vert arrivent dans l’œil, les cellules sensibles au rouge et au vert seront excités. Le photon rouge excitera exclusivement la cellule sensible au jaune, et le vert excitera majoritairement la cellule sensible au vert mais également un peu celle sensible au jaune. Quand on fait le bilan, donc, on se retrouve avec la même sensation que si l’on avait envoyé un photon jaune.

Dit autrement, l’œil (le cerveau) ne voit pas la différence entre deux photons jaunes d’un côté et un photon rouge plus un photon vert de l’autre. Pour lui, il s’agit de jaune dans les deux cas.

Rouge + vert + bleu = blanc ?

Maintenant, vous l’avez compris je pense : si l’on mélange les trois couleurs fondamentales en proportions égales, toutes les cellules photo-sensibles de l’œil sont excitées. Le cerveau reçoit alors le signal comme quoi la lumière en question est un spectre complet et il interprète cela comme du blanc. Inversement, la lumière blanche va exciter les trois types de cellules également, mais seules les longueurs d’ondes rouges, vertes et bleues vont réellement avoir un impact sur la perception.
Dans les deux cas, l’œil et le cerveau ne voit pas la différence : pour lui, que l’on éclaire sous la lumière blanche ou avec trois LED (une rouge, une verte et une bleue), le résultat est le même.

En pratique, c’est d’ailleurs comme cela que l’on fabrique des LED à lumière blanche : on combine un petit nombre de longueurs d’ondes pour reformer la sensation de la lumière blanche.

Le spectre lumineux d’une telle lumière étant loin d’être complet, vu qu’il manque toutes les autres longueurs d’ondes intermédiaires, l’énergie véhiculée par la lumière des LED est très faible : c’est pour cela que la lumière LED est dite « lumière froide », et qu’elle ne chauffe pas comme une lampe à incandescence.

Le cas du magenta

Le magenta, comme d’autres couleurs particulières (rose, marron…) ne figurent pas dans les couleurs de l’arc-en-ciel. Il n’y a aucune longueur d’onde correspondante à ces couleurs !
Le magenta est simplement une illusion d’optique, que le cerveau nous propose quand on éclaire avec les deux couleurs situées aux deux extrémités du spectre visible : le rouge et le bleu.

Il en va de même pour le rose ou le marron et bien d’autres couleurs qui n’existent que parce qu’ils sont des mélanges de deux « vraies » longueurs d’ondes.

Une remarque similaire peut être faite pour le blanc et le noir.

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MaximeJ a dit :

Bonjour,

Petite précision pour les LED, actuellement pour faire des LED blanche on utilise des LED Bleue auxquelles on ajoute du phosphore (jaune) dans la lentille. En ajustant cette couche de phosphore on obtient un blanc plus ou moins chaud, on parle en °K 4000°K correspond a un blanc "neutre" vers 3000°K on arrive a un blanc chaud et a partir de 5000°K on tire sur le bleu d'ou un blanc froid.

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Cédric a dit :

Bonjour,
en fait pour avoir la perception d'un blanc il faut 59% de vert, 30% de rouge et 11% de bleu si mes souvenirs (ça remonte à 20 ans en arrière) des cours de colorimétrie en télévision sont juste.

Bon à l'époque on ne parlait pas encore de led mais de tube cathodique.

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MaximeJ a dit :

Bonjour,
si je ne me trompe pas et si je comprends bien l'article car je n'ai pas eu de cour sur TV cathodique (je suis dans l'électronique mais je n'ai que 25ans), le principe est le même, dans une TV vert + rouge = jaune d'où le phosphore (qui est jaune) dans une LED bleu. Dans les TV actuel je en sais pas, je travallais dans les luminaires mais le principe dois etre le même.

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Lunettes Bleues a dit :

Bonjour,

Article très intéressant notamment pour comprendre le syndrome de sensibilité scotopique (ou syndrome d'Irlen) dont je suis atteinte et qui cause de nombreux maux ! Je porte des verres de couleur bleue afin de filtrer la lumière, dans mon cas se sont les longueurs d'ondes jaunes qui me causent problèmes. Peut-être auriez-vous des connaissances pour expliquer la problématique de ce syndrome ?


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