D. — DES SENSATIONS DE COULEUR

1° Des couleurs simples.

Le mot couleur a trois significations différentes. Dans le premier cas, il répond à une sensation spéciale due elle-même à une excitation particulière de la rétine; c'est ainsi qu'on dira: la couleur rouge, la couleur bleue. Dans le second cas, on transporte par la pensée le nom, employé pour désigner la sensation, à l'objet extérieur, vibration de lether, qui l'a déterminée, et on parle de rayons colorés, rayons rouges, rayons violets, pour

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dire : rayons qui déterminent en nous la sensation de rouge ou de violet. Enfin, le terme couleur s'applique encore à la façon dont la surface des corps se comporte avec la lumière : c'est ainsi qu'on parle de la couleur d'un corps ou d'un objet.

On a vu plus haut que dans le spectre solaire, on passe par une série de transitions insensibles d'une extrémité à l'autre du spectre, c'est-à-dire du rouge au violet; il y a donc, en réalité, une infinité de couleurs simples, homogènes, correspondant à des durées différentes de vibrations ; seulement, au point de vue physiologique, il n'y a pas une graduation correspondante de nos sensations visuelles. Ces sensations, en effet, se groupent autour de quatre couleurs principales, rouge, jaune, vert, bleu, auxquelles nous rapportons toutes les autres, et qui occupent des régions déterminées du spectre, tandis que les couleurs intermédiaires nous paraissent n'être que des formes de transition entre les premières et ne nous semblent pas avoir de qualité particulière.

2° Des couleurs composées.

Outre ces sensations de couleur déterminées par les couleurs simples du spectre, il peut y avoir des sensations 'de couleur produites quand un point de la rétine est frappé simultanément par deux ou plusieurs rayons de durée d'oscillation inégale. Ces nouvelles couleurs diffèrent, comme on le verra plus loin, par plusieurs caractères, des couleurs simples du spectre, et surtout par cette particularité, que nous ne pouvons distinguer les couleurs simples qui entrent dans la composition de la couleur résultante, et l'œil, peut, par conséquent, être impressionné de la même manière par des combinaisons de couleurs constituées d'une manière fort différente. Ainsi, la sensation de jaune peut résulter aussi bien de la couleur jaune simple du spectre que du mélange du vert avec l'orangé.

L'action simultanée des couleurs simples du spectre sur le même point de la rétine, ou, pour abréger, le mélange des couleurs simples, donne naissance à deux ordres de couleurs composées, les unes, couleurs mixtes, qui existent déjà dans le spectre solaire, les autres qui donnent des sensations nouvelles que

PHYSIOLOGIE FONCTIONNELLE

ne produisent pas les couleurs simples du spectre, ce sont le blanc et le pourpre.

Le blanc résulte de la combinaison de différents couples de couleurs simples, et on appelle complémentaires les couleurs qui, mélangées deux à deux, produisent du blanc. Le tableau suivant donne les couleurs complémentaires du spectre, c'est-àdire celles qui, par leur mélange, donnent du blanc; le vert seul n'a pas de couleur complémentaire dans le spectre ; mais il donne du blanc avec une couleur composée, le pourpre.

Rouge. Bleu verdâtre.

Orangé. Bleu cyanique.

Jaune. Bleu indigo.

Jaune verdâtre. Violet.

Vert. Pourpre.

Le pourpre est produit par le mélange des couleurs simples des deux extrémités du spectre, c'est-à-dire par le rouge et le violet, et son interposition entre les deux complète la série des couleurs spectrales de façon qu'on peut alors les disposer sur un cercle et passer, par transitions insensibles, de l'une à l'autre.

Les couleurs mixtes sont produites par le mélange de deux couleurs simples. Le tableau suivant, emprunté à Helmholtz, in? dique les couleurs composées résultant du mélange des couleurs simples.

Tr. , . Bleu B eu ,r , , , „ . Jaune- T

Violet. • . Vert-bleu. Vert. . Jaune,

indigo. cyanique. „ vert.

Rouge Pourpre. Rose foncé. Rose Blanc. Jaune ^ Jaune Orangé.

blanchâtre. blanchâtre. d'or.

Orangé Rose foncé. Rose Blanc. Jaune Jaune. Jaune. •

blanchâtre. blanchâtre.

Jaune Rose Blanc. Vert Vert Jaune- vert.

blanchâtre. blanchâtre, blanchâtre.

Jaune-vert Blanc. Vert Vert Vert.

blanchâtre, blanchâtre.

Vert Bleu Bleu d'eau. Vert-bleu.

blanchâtre.

Vert-bleu Bleu d'eau. Bleu d'eau.

Bleu cyanique. . Bleu indigo.

On voit, par ce tableau, que, lorsqu'on mélange deux couleurs simples, moins éloignées dans le spectre que deux couleurs complémentaires, la couleur mixte résultante tire d'autant plus sur t

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le blanc que l'intervalle entre les couleurs employées est plus considérable, et que, si on mélange deux couleurs plus éloignées que les couleurs complémentaires, le mélange est d'autant plus blanchâtre que l'intervalle est plus petit. On voit aussi qu'une couleur mixte a toujours son analogue dans une couleur simple à laquelle on aurait ajouté de la lumière blanche.

Le mélange de plus de deux couleurs simples ne produit plus de nouvelles couleurs; le nombre des couleurs possibles est déjà épuisé par les mélanges des couleurs simples deux à deux.

Procédés pour le mélange des couleurs. — 1° Mélange des couleurs spectrales. On superpose deux spectres ou des parties différentes d'un même spectre. Le procédé le plus simple est celui d'Helmholtz et ne nécessite qu'un seul prisme. On pratique, dans le volet d'une chambre obscure, une fente étroite en forme de V, dont les branches a b et bc {fig. 212) Kg. 212. — Double fente en v, pour obtenir sont à angle droit ; derrière cette

deux spectres partiellement superposés. fente m pjace m] prjsme vertical,

et on a ainsi deux spectres représentés dans la figure 213, a$$a est le spectre de la fente ab, celui de la fente bc ; les bandes colorées des deux spectres se coupent dans le triangle et on obtient ainsi toutes Jcs combinaisons de couleurs simples prises deux à deux.

Fig. 213. — Double spectre partiellement superposé.

Helmholtz a indiqué aussi une méthode plus exacte, mais qui nécessite un appareil plus compliqué.

2° Procédé de Lambert {fig. 214, p. 818). On place verticalement audessus d'une table noire une petite lame de verre a, à surfaces planes et parallèles, et on place sur la table, en b et en c, des objets colorés, par exemple des pains à cacheter; si alors on regarde obliquement à tra-

Beàunis, Pbvs. &2

818 PHYSIOLOGIE FONCTIONNELLE

vers la lame de verre, on voit à travers la lame l'objet b, et on voit par réflexion l'objet c, qui paraît alors coïncider avec b ; l'image commune de b et de c a alors la couleur résultante.

Fig. 214. — Procédé de Lambert pour le mélange des couleurs.

3° Procédé de Czermock. C'est l'expérience de Sclieiner (voir p. 776) modifiée. On place aux deux ouvertures deux verres différemment colorés ; puis on accommode de façon que les deux cercles de diffusion se recouvrent en partie sur la rétine; on a alors la sensation de la couleur composée.

4° Procédé des disques rotatifs. On fait tourner rapidement dans leur plan des disques qui portent des secteurs différemment colorés. Quand la vitesse de la rotation est suffisante, les impressions produites par les différentes couleurs sur la rétine éveillent une impression unique, celle de la couleur mixte.

Le procédé des disques rotatifs permet le mélange d'un nombre quelconque de couleurs. Ainsi,, si on dispose sur le disque des secteurs colorés correspondant aux principales couleurs du spectre, comme dans la figure 215, la sensation résultante est celle de la lumière blanche. Seulement , il

faut donner aux différents Sec- Fig. 215. — Disque rotatif de Newton pour

teurs colorés des dimensions qui le mélan§"e des couleurs.

soient dans des rapports convenables. Dans le disque de la figure 215,

les angles des secteurs ont des valeurs qui ont été calculées par

Newton et dont voici les nombres :

Rouge 60°45',5 Bleu ..... 54°41

Orangé .... 34° 10', 5 Indigo 34°10',5

Jaune 54°41' Violet 60°45'5

Vert 60°45',5

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Ces disques sont habituellement mis en mouvement par une toupie, toupie chromatique de Maxwell (fig. 216). Les disques (fig. 217) sont

en papier fort de différentes grandeurs et portent au centre une ouverture par laquelle on les engage dans la tige a b de la toupie, et une fente suivant l'un des rayons. Chaque disque est recouvert uniformément d'une seule couleur, et si l'on en superpose plusieurs en les engageant les uns dans les autres par leurs fentes, on obtient des secteurs dont on peut faire varier à volonté la largeur.

Les disques sont fixés dans une position invariable au moyen d'un

écrou mobile c {fig. 216). Le tout, vu \\S5^^"^^5?/v d'en haut, présente l'aspect de la

Fig. 218. — Superposition des disques. Calemcnt sur un axe horizontal et qu'on met en mouvement au moyen d'une corde et d'une manivelle.

5° Mélange direct de poudres ou de liquides colorants. Ce procédé, très-usité autrefois, est très-défectueux. En effet, soient d'abord des liquides colorés ; la lumière qui traverse ces liquides est celle qui n'a pas été absorbée par eux ; ainsi les liquides bleus, en général, laissent passer tous les rayons bleus, moins bien les rayons verts et violets et pas du tout les rayons rouges et les jaunes; les liquides jaunes laissent passer tous les rayons jaunes, assez bien les rouges et les verts, trèspeu les bleus et les violets; il en résulte que le mélange d'un fluide

Fig. 216. — Toupie chromatique de Maxwell.

Fig. 217. — Disque de la toupie de Maxwell.

figure 218. On y voit trois disques colorés, rouge, bleu, vert, engrenés les uns dans les autres, et deux disques plus petits, l'un blanc, l'autre noir, engrenés par leurs fentes ; le plateau circulaire de la toupie est limité par un cercle gradué, divisé en 100 parties et sur lequel on peut lire les dimensions angulaires de chaque secteur coloré. La toupie peut se remplacer par un disque fixé verti-

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jaune et d'un fluide bleu ne laisse passer que les rayons verts. Il en est de même des poudres colorées : chaque particule de matière colorante agit comme un petit corps transparent qui colore la lumière par absorption. Il y a donc dans les mélanges de poudres ou de liquides colorés non pas addition, mais soustraction de couleurs; aussi ces mélanges sont-ils toujours plus foncés que les substances simples qui entrent dans leur composition. On rend ces différences sensibles en plaçant au centre d'un disque rotatif le mélange direct des deux couleurs, par exemple du bleu cobalt et du jaune de chrome, et en plaçant isolément chacune des deux couleurs sur les secteurs du bord du disque ; quand le disque tourne, les deux couleurs donnent, au centre du disque, du vert foncé; sur le bord du disque, là où la combinaison se fait sur la rétine, du vert blanchâtre.

3° Caractères des sensations de couleur.

On distingue, dans les sensations de couleur, trois caractères principaux qui dépendent de conditions physiques : ce sont le ton, la saturation et Y intensité.

1° Ton. — Le ton d'une couleur dépend du nombre de vibrations (ou de la longueur d'ondulation) de l'éther et correspond à ce qu'est la hauteur pour les vibrations sonores.

2° Saturation. — La saturation d'une couleur dépend de la plus ou moins grande quantité de lumière blanche qu'elle contient. Une couleur est dite saturée quand elle ne contient pas de lumière blanche, telles sont les couleurs simples du spectre et le pourpre. On peut donc, par une addition convenable de lumière blanche, dégrader peu à peu chaque ton et passer ainsi, par transitions insensibles, d'une couleur saturée au blanc pur.

3° Intensité. — L'intensité d'une couleur dépend de l'amplitude des vibrations. Cette intensité diminue depuis les couleurs spectrales pures jusqu'au sombre ou au noir par dégradations successives; le gris n'est que du blanc peu lumineux. Quand l'intensité lumineuse dépasse une certaine limite, le ton de la couleur disparaît, et nous n'avons plus que la sensation du blanc.

Cette intensité lumineuse varie, du reste, pour les différentes couleurs du spectre; ainsi le rouge exige, pour être vu, une lumière plus forte que le bleu. Si un papier rouge et un papier bleu paraissent également clairs à la lumière du jour, à la tombée de la nuit le papier bleu paraît plus clair et le papier rouge

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presque noir ; on sait aussi que ce sont les couleurs rouges qui disparaissent les premières au crépuscule.

Quand on augmente l'éclairage, les couleurs à vibrations longues (rouge, jaune) augmentent d'intensité; c'est l'inverse quand l'éclairage est plus faible, ce sont alors les couleurs à vibrations courtes (violet et bleu) ; ainsi, les paysages que nous regardons à travers un verre jaune clair nous paraissent éclairés par le soleil; avec un verre bleu, ils produisent l'effet inverse.

Dans la lumière solaire intense, c'est l'impression du jaune qui domine; dans la lumière solaire faible, c'est celle du bleu, complémentaire du jaune ; dans l'éclairage artificiel ordinaire, la lumière est jaune, de sorte que les objets bleus paraissent plus foncés, et les objets jaunes pâlissent. C'est que la nature de l'éclairage et surtout l'habitude de considérer la lumière solaire comme étant le blanc normal pendant le jour, influent sur la détermination du ton et de l'intensité des couleurs que nous avons sous les yeux.

La comparaison de l'intensité des différentes couleurs est à peu près impossible. Vierordt a cherché un procédé pour arriver indirectement à ce résultat. Le principe de son procédé est le suivant : Si on laisse tomber de la lumière blanche sur un point a d'une surface colorée, par exemple d'une région du spectre solaire, le point a paraîtra blanc quand la lumière blanche sera assez forte. Si maintenant on affaiblit de plus en plus cette lumière blanche à l'aide de verres enfumés dont le pouvoir absorbant est exactement connu, le point a prend de plus en plus le ton de la couleur primitive, et pour un certain degré d'affaiblissement de la lumière blanche la couleur de a ne peut plus se distinguer de la couleur de la région qui lui sert de fond. Plus il faut affaiblir la lumière blanche pour arriver à ce résultat, plus la couleur correspondante a une faible intensité.

Mais dans le spectre ordinaire, la région du rouge jusqu'au milieu du vert est trop rétrécie, et à partir de là le spectre s'étend jusqu'au violet; il en résulte que les couleurs rouge, orange, jaune et jaune verdâtre paraissent trop claires, et les couleurs verte, bleue et violette pas assez lumineuses. Pour avoir la véritable intensité lumineuse des diverses couleurs du spectre, il faut par conséquent placer les lignes de Frauenhofer non comme elles le sont dans le spectre prismatique, mais les rapprocher dans la région du violet, les écarter dans la région du rouge, autrement dit les placer à des distances correspondantes aux longueurs d'ondulations des différents rayons; on a ainsi le spectre typique.

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C'est d'après ces principes que Vierordt a construit le tableau suivant, qui donne l'intensité des différentes couleurs du spectre solaire :

Couleurs.

Rouge. . .

Orange .

Jaune . . .

Vert ....

Bleu

Violet. . .

Régions du spectre.

Lignes de Frauenhofer (').

À — a a— -«50B a 50 B ■ — B B— B 50C B 50 C — C C — C 50 D C 50 D — D D — D 10E D 10 E — D 36E D 36 E — E E — E 1 7 F E 17 F — E 52 F E 52 F — F F — G G — G 50 H G 50 H — H Au delà de H