CHAPITRE V

LES COULEURS DES MIUEUX OPALESCENTS

Si Ton fait tomber un rayon de lumière blanche sur de Teau contenue dans un vase de verre incolore et limpide, une partie de cette lumière se réfléchira sur la surface du liquide, et une autre partie traversera Teau et viendra émerger dans Fair. Ces faits bien connus sont représentés par la figure 12. Un œil placé en E verra que la lumière réfléchie est blanche, et la lumière transmise paraîtra blanche aussi à un œil situé en 0. Mais alors, si Ton ajoute à l'eau un peu de lait, on verra se produire un changement remarquable : la lumière se réfléchira comme auparavant sur la surface de l'eau pour arriver à l'œil placé en E, et cette lumière venue de la surface sera toujours blanche ; mais les petits globules de lait qui se trouvent sous la surface et dans toute l'étendue du liquide vont aussi réfléchir de la lumière en E ; cette lumière sera bleuâtre. Cette expérience montre donc que les petits globules en suspension dans un liquide ont le pouvoir de réfléchir de la lumière d'une teinte bleuâtre. La figure 12 représente la lumière comme réfléchie dans une seule direction ; mais, lorsqu'on ajoute à l'eau les globules de lait, ils dispersent en tous sens la lumière réfléchie, de sorte qu'un œil occupant n'importe quelle position au-dessus du liquide aperçoit cette apparence bleuâtre.

D'autre part, après l'addition du lait, la lumière arrivant en (fig, 12), qui a traversé le liquide laiteux, a pris une teinte jaunâtre. Cela nous montre que de très petites molécules en suspension dans, un liquide ont la propriété de diviser la lumière blanche en deux portions, l'une jaunâtre et l'autre bleuâtre. Si l'on ajoute à l'eau une plus grande quantité de lait, de la lumière blanche viendra se mêler à la lumière bleuâtre réfléchie, et finira par la noyer de manière à la rendre presque imperceptible ; en même temps, à mesure que la

LIQUIDES OPALESCENTS 41

quantité de lait augmenlera, la couleur de la lumière transmise passera du jaune à l'orangé, puis au rouge, et finira par disparaître, le liquide étant devenu à la fin tellement opaque qu'il cesse tout à fait de transmettre la lumière.

Cette action très curieuse n'est pas limitée aux mélanges de lait et d'eau, mais elle se manifeste toutes les fois que des molécules très petites sont en suspension dans un milieu composé d'une autre substance. Si l'on vei^ dans l'eau nue dissolution d'une résine dans

Flg. «.

l'alcool, en ayant soin d'agiter constamment le mélange, des parcelles très petites de résine restent en suspension dans le liquide, et donnent naissance aux phénomènes que nous venons de décrire. Briicke fait dissoudre une partie de masUc dans quatre-vingt-sept parties d'alcool, et verse ensuite cette dissolution dans l'eau, en remuant constamment. Le liquide ainsi préparé donne à la lumière réfléchie une teinte délicate bleu de ciel, et à la Ivunière transmise une teinte jaune ou rouge, suivant l'épaisseur de la couche traversée. Les particules de résine en suspension sont très fines, et restent mélangées à l'eau

pendant plusieurs mois ; elles sont souvent si petites qu'elles échappent aux microscopes les plus puissants.

Certaines espèces de verre qui servent à Tomementation jouissent de la même propriété : elles paraissent d'un blanc bleuâtre à la lumière réfléchie, mais colorent en rouge ou en rouge orangé la lumière qui les traverse. Les belles teintes de Topale ont probablement la même origine, ainsi que la couleur laiteuse bleuâtre qui caractérise plusieurs autres variétés de quartz.

Ce ne sont pas seulement les liquides et les solides qui présentent le phénomène de l'opalescence ; nous le voyons aussi quelquefois se manifester autre part; par exemple, une mince colonne de fumée qui s'élève d'un feu de bois réfléchit une quantité appréciable de lumière bleue, tandis que la lumière solaire qui la traverse revêt une teinte jaune brunâtre, qui peut même être rouge si la fumée est assez épaisse.

Tous ces phénomènes sont probablement dus à une interférence de la lumière, déterminée par la présence des petites particules matérielles ; les ondes les plus courtes se trouvent réfléchies plus abondamment que les plus longues, tandis que celles-ci, de leur côté, sont transmises en plus grande abondance. Une explication détaillée de la manière dont l'interférence se produit serait étrangère au but de cet ouvrage ; nous passons donc à la considération des aspects plus pratiques de cette question *.

D est bon d'indiquer, en premier lieu, certaines conditions qui sont favorables moins à la formation qu'à la perception des teintes dont il s'agit; par exemple, on reconnaîtra que la teinte bleue, dans les expériences sur les liquides, se voit mieux quand on pose le vase de verre sur un fond noir. Cette précaution empêche la lumière bleue réfléchie de recevoir des rayons transmis directement de dessous le récipient. Et même la présence ou l'absence d'un fond sombre peut suffire pour que la teinte perçue par l'œil passe du jaune au bleu, les autres conditions restant toutes les mêmes. Par exemple, la figure 13 nous montre une mince couche de fumée dont une partie est vue sur un fond sombre, et l'autre partie sur un ciel couvert de nuages blancs : la partie inférieure paraît bleue, par réflexion ; dans la partie supérieure, au contraire, cette teinte est dominée par la plus grande intensité de la lumière transmise, qui est brun jaunâtre. D'une ma-;

1. Voyez E. Brûcke, dans les Annalen de Poggendorff, voL 88, p. 363; aussi la Farbenlehre de Bezold, p. 89.

INFLUENCE D'UN FOND SOHBRB i3

nière générale, le rayon réfléchi et le rayon transmis sont tous deux présents ; les fonds noirs sont favorables au premier, et les fonds lumineux au secoud.

Si l'on étend une couche mince de couleur blanche, du blanc de céruse ou du blanc de zinc par exemple, sur un fond noir ou sombre, cette couche présentera une teinte bleuâtre bien marquée, pour les raisons que nous venons d'exposer. Si l'on retouche avec du blanc de zinc préparé pour l'aquarelle un dessin fait sur papier sombre, les endroits retouchés paraîtront bleuâtres et durs, à moins qu'on n'ait grand soin d'empêcher la couleur blanche d'être translucide ; le seul moyen d'arriver à éviter cet effet désagréable est de rendre chaque relouche épaisse et tout à fait opaque. Pour produire de tels effets, il n'est pas même nécessaire de mettre la couleur blanche sur

un fond sombre ; le blanc de céruse mélangé avec n'importe laquelle des couleurs noires ordinaires donne un gris qui n'est pas pur, mais bleuâtre. Cette teinte est très marquée pour le noir préparé avec du liège; aussi ce noir est-il quelquefois appelé ■ l'outremer des pauvres ». Si l'on ajoute du noir à une couleur jaune, ce mélange n'a pas seulement pour effet de rendre le jaune plus foncé, comme on pourrait s'y attendre, mais il le change en vert olive. Cela a surtout lieu pour les matières colorantes dont la teinte se rapproche du jaune pur, 'Comme la gomme-gutte et l'auréoline; le moindre mélange de couleur noire les fait tirer sur le vert. Si au contraire nous combinons ce noir et ce blanc, ou ce noir et ce jaune par la méthode des disques tournants (voir le chap. X), nous obtenons un gris pur ou un jaune plus foncé, ce qui montre que la nuance bleue n'est pas, comme on le sup-

pose souvent, inhérente à la matière colorante noire, mais bien uff accident dû. à la manière dont on l'emploie. Les cas que nous venons de citer sont des exemples frappants de Tapplication de ces principes à la peinture ; mais toute la théorie de la peinture à l'huile en tient compte d'une manière plus subtile, et elle arrive à éviter les difficultés qui pourraient en résulter, ou, quoique plus rarement, à en tirer parti. Il est peut-être inutile d'ajouter que le ton un peu bleuâtre des esquisses faites avec les couleurs tout à fait incorporées à l'huile, ou aussi des fresques, est dû aux mômes causes.

Après avoir indiqué l'influence que cette action optique particulière exerce sur un tableau naissant, nous passerons à quelques-uns de ses effets lorsque le tableau est devenu vieux. Tout le monde sait que les vieilles peintures à l'huile finissent souvent par se couvrir plus ou moins de ce qui semble être une couche de terre grise ou gris bleuâtre, laquelle, s'étendant particulièrement sur les parties les plus foncées, les obscurcit de manière à noyer tous les détails et à perdre entièrem en le travail du peintre. Un examen attentif a prouvé que ce trouble est causé par un fendillement général du tableau, qui semble produire à peu près le même effet que les mélanges cités plus haut, de sorte que* celui qui regarde le tableau semble le voir à travers un brouillard un peu épais. On peut remédier dans une certaine mesure à cet inconvénient en comblant avec un vernis ces petites fentes invisibles ; mais il vaut mieux encore avoir recours au « procédé de régénération » de Pettenkofer. Un jour, ce célèbre chimiste, voulant couvrir un verre plein d'alcool chaud, ne trouva sous sa main pour cela qu'un vieux morceau de toile cirée dont le dessin était en grande partie effacé. En enlevant ce couvercle improvisé, quelques heures plus tard, il fut surpris de voir que la partie qui avait été exposée aux vapeurs d'alcool se trouvait revivifiée et avait repris son dessin primitif. Pettenkofer reconnut bientôt que les vapeurs avaient ramolli la matière colorante et fait rejoindre les grains séparés. Des expériences faites sur de vieilles peintures à l'huile donnèrent les mêmes résultats, et ce procédé est maintenant employé dans quelques-unes des plus grandes, galeries de tableaux de l'Europe.

Ces teintes particulières se remarquent sur bien d'autres objets^ encore; nous citerons parmi ceux qui n'ont qu'une importance secondaire la teinte gris bleuâtre ou gris verdâtre qui marque la direc* tion des veines sous la peau ; la couleur bleue ou verdâtre de l'œil de l'homme doit aussi sa temte à la même cause. Dans ces deux cas, un»

LES MOLÉCULES EN SUSPENSION DANS l'âTMOSPHÈRE 45

membrane opalescente recouvre un fond sombre, et la couleur se produit comYne dans les expériences que nous avons décrites au commencement de ce chapitre. Les yeux bleus ne contiennent en réalité aucune matière colorante bleue.

Mais c'est le ciel qui nous présente ce genre de teintes sur la plus ^grande échelle et avec la plus grande perfection. Notre atmosphère, même quand elle est parfaitement limpide, contient en suspension un nombre énorme de parcelles matérielles d'une extrême petitesse, qui ne tombent jamais à terre et que la pluie ne peut entraîner dans sa <;hute. Quand ces molécules sont éclairées par les rayons solaires, elles réfléchissent de la lumière blanche mélangée d'une certaine proportion de bleu, et ce bleu est vu sur un fond noir, qui n'est autre ^hose que l'espace vide dans lequel le globe est suspendu. De là vient la couleur bleue du ciel. Quand le ciel est pur, on peut suivre cette ieinte jusqu'assez près du soleil, c'est-à-dire jusqu'à ce que les yeux soient éblouis par l'éclat de la lumière. L'examen au spectroscope des parties du ciel où le bleu est le plus foncé y révèle la présence d'une grande quantité de lumière blanche; ainsi ce bleu est bien loin d'être pur ou saturé, fait que les jeunes peintres de paysage sont bientôt forcés de reconnaître. Lorsque le ciel est sans nuages, tant que le soleil est à une grande distance de l'horizon, la couleur jaune <jui accompagne le passage de la lumière à travers un milieu opalescent ne se remarque pas beaucoup; mais à mesure que le soleil descend, ses rayons traversent une épaisseur d'atmosphère toujours croissante et rencontrent un plus grand nombre de petites molécules en suspension, de sorte que vers le soir la lumière transmise prend une teinte jaune ou plutôt jaune orangé bien marquée.

Après avoir ainsi rapidement considéré la production des teintes ordinaires du ciel, examinons les divers aspects que prend un paysage sous l'influence des petites molécules en suspension dans l'atiposphère. Ces molécules réfléchissent nécessairement de la lumière dans la direction de l'observateur, et cette lumière, s'ajoutant à celle qui vient régulièrement des objets contenus dans le paysage, produit ainsi des modifications importantes dans leur apparence. La couche d'air très épaisse qui sépare l'observateur des montagnes les plus éloignées, enverra à l'œil une quantité considérable de lumière d'un bleu blanchâtre qui ne différera guère de la teinte du ciel. Cette lumière noiera complètement la lumière un peu faible réfléchie par Jes parties de la montagne qui se trouvent dans l'ombre, de sorte

qu'en définitive toutes les ombres de la montagne seront représentées par des teintes bleu de ciel plus ou moins pures, lesquelles seront bien plus lumineuses et plus brillantes que ne l'étaient les ombres primitives. Ces masses bleuâtres de formes étranges ne laissent voir aucun des détails de la montagne. D'un autre côté, les parties des montagnes qui reçoivent en plein les rayons du soleil continueront à envoyer de la lumière à l'œil de l'observateur à travers la brume, et leur teinte dominante sera jaune, ou orangée, ou quelque chose d'approchant. Peu de détails seront visibles, et les couleurs réelles ou locales de la montagne ne paraîtront pas ou pourront tout au plus se fondre avec les teintes douces et chaudes dues au milieu ambiant. En un mot, le contraste entre la lumière et l'ombre se trouvera énormément diminué, de sorte que la luminosité générale de la montagne ne sera guère moindre que celle du ciel lui-même, et que sa couleur sera représentée surtout par des teintes de même origine et de même nature que celles du ciel. Si nous nous rapprochons de la montagne, ces effets commencent à diminuer peu à peu : nous voyons apparaître sur les parties éclairées des verts délicats, des gris variés pleins de douceur, et en même temps les ombres perdent leur bleu céleste, s'assombrissent et deviennent d'un gris bleuâtre. Plus tard enfin, toutes les parties qui reçoivent les rayons du soleil déploient leurs teintes locales, un peu adoucies toutefois, et la lumière colorée qui vient des ombres commence à se faire sentir, se mêle à la lumière bleue réfléchie, et produit des gris pourpres délicats, des gris verdâtres et mille autres teintes indéfinissables. Les pins éclairés par le soleil seront vert olive ou jaune verdâtre adouci, tandis que ceux qui se trouvent dans l'ombre seront d'un gris pur ou d'un gris bleuâtre sans aucune trace de vert. Ces effets sont moins reconnaissables sur les objets plus voisins, et les rapports naturels entre la lumière et l'ombre se maintiennent de plus en plus, de sorte que leur contraste s'accroît progressivement à mesure que nous reportons nos yeux des objets éloignés vers ceux qui sont plus voisins. Tous ces effets sont nettement visibles toutes les fois que le jour a une sérénité ordinaire ; il va sans dire qu'ils se modifient avec l'état de l'atmosphère : dès que celle-ci devient brumeuse, la lumière bleue réfléchie passe au gris ; la lumière transmise est moins altérée.

Vers le soir, quand le soleil est bas, ses rayons traversent des couches atmosphériques très épaisses, et l'on voit se produire des effets chromatiques vraiment merveilleux. Près du soleil, la lumière

LES TEINTES DU SOLEIL COUCHANT Al

transmise est jaunâtre, mais si brillante que sa couleur n'est pas facile à discerner; à droite et à gauche, la couleur devient orangée, souvent rouge, et, à mesure qu'on s'éloigne du soleil, passe au gris pourpré, au bleu grisâtre et enfin au bleu de ciel. Les teintes chaudes viennent principalement de la lumière transmise ; les teintes froides, de la lumière réfléchie; et les teintes neutres, du mélange de ces deux lumières. Quand le soleil se couche dans un ciel sans nuages, on voit au-dessus de cet astre une transition assez régulière des couleurs dues à la lumière transmise à celles que produit la lumière réfléchie. A mesure que le soleil descend, ses rayons rencontrent une masse plus considérable de molécules en suspension, et les teintes chaudes dont nous venons de parler tendent à se rapprocher de l'extrémité rouge du spectre, et prennent aussi une intensité plus grande, La présence de nuages rompt la symétrie de ces compositions chromatiques naturelles, et donne naissance aux effets de couleurs les plus splendides que nous connaissions. Le paysage lui-môme s'harmonise avec le ciel, et, dans le voisinage du soleil, prend une teinte orangée ou môme rouge; à de plus grandes distances, ses teintes froides se réchauffent, et les verts eux-mêmes se transforment en teintes olive ou jaunâtres. En même temps, les ombres s'allongent considérablement et partagent ainsi le tableau en grandes masses fort importantes, qui donnent de la noblesse et de la beauté au paysage même le plus ordinaire.

Voici la série complète des teintes du soleil couchant, en allant de la lumière la plus brillante à l'ombre la plus foncée :