COULEURS ET ARTS. CH03 Cours Couleurs et arts

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1 CH 03 COULEURS ET ARTS Montrer la photo d'un tableau très coloré aux élèves et un artiste éclairé sur scène(hachette p54)???? Est ce le même principe pour obtenir des couleurs? 1/22

2 I- Histoire et composition des pigments et des colorants a- b- Activité documentaire Pigments et colorants La différence entre colorants et pigments n est pas toujours évidente. On définit le plus souvent une substance colorante par sa capacité à absorber les rayonnements lumineux dans le spectre visible de la lumière. Certains feront une distinction entre colorants et pigments et n'en feront pas. Les pigments sont des poudres insolubles dans le milieu de dispersion (solvant et/ou liant) qui se fixent à la surface de l objet. Après les avoir finement broyés, on les mélange généralement à un liant plus ou moins fluide pour obtenir des fards, peintures, enduits, encres Au contraire des pigments, les colorants sont absorbés par le support et s unissent chimiquement aux molécules qu ils colorent. Ainsi, ils se mélangent à la couleur initiale. Par exemple, un tissu bleu plongé dans un bain de teinture jaune deviendra vert par combinaison du bleu et du jaune. Il existe trois grandes familles de pigments et colorants : les minéraux, les organiques et les synthétiques. L'Art pariétal L utilisation des pigments remonte à la Préhistoire. On a fêté le 12 septembre 2010 le soixante-dixième anniversaire de la découverte de la grotte de LASCAUX, devenue un haut lieu de la Préhistoire et classée monument historique. Cette grotte, située en Dordogne, est bien connue pour les nombreuses et magnifiques peintures pariétales qu elle renferme. Ces peintures, réalisées il y a environ ans, ont été très étudiées et ont permis d identifier les pigments utilisés par les artistes de l époque et ainsi, de mieux connaître l art préhistorique. Les peintures rupestres de la grotte de Lascaux laissent apparaître différentes couleurs : si le rouge et le noir sont les deux couleurs les plus fréquemment utilisées, on trouve aussi, quoique plus rarement, le jaune, le brun, le blanc. Aurochs de la salle des taureaux Vache rouge à tête noire Site internet : Les pigments employés sont le plus souvent d origine naturelle : végétale, animale ou minérale. Le noir est du charbon minéral, mais le charbon de bois ou d os était aussi employé ainsi que l oxyde de manganèse. Le rouge provient d un oxyde de fer, l hématite, qui est abondant dans les sols naturels. Toute la gamme de couleurs allant du jaune au rouge est probablement issue des ocres qui contiennent des oxydes de fer. L'ocre jaune et l'ocre rouge sont tous les deux des Palette des ocres de Roussillonoxydes de fer. La couleur d'un pigment peut varier en fonction Provence ( de l'environnement. La différence entre ces deux colorants réside dans la présence ou non d'eau. Ainsi l'ocre jaune est un oxyde de fer hydraté : on passe de l'ocre jaune à l'ocre rouge par simple chauffage. 2/22

3 c- L'Art dans l'antiquité Les Egyptiens puis les Phéniciens et les Grecs commencèrent à broyer des pierres dures. Ils inventèrent le bleu et le vert égyptien, le blanc de céruse, le rouge de Saturne ou minium et le jaune issu d un oxyde de plomb. L art pharaonique est un art très coloré dans lequel chaque couleur associe usage symbolique et naturaliste. On trouve dans cette palette de couleurs du bleu et du vert, couleurs inexistantes sur les peintures rupestres. Le centre de recherche et de restauration des musées de France a pu analyser des pains de pigments bruts et les œuvres polychromiques conservées au Département des antiquités égyptiennes du Musée du Louvre. Chauffé entre 870 C et 1100 C durant plusieurs heures, un mélange de composés calcaires, siliceux et cuivreux en présence d un fondant sodique donne une masse bleue, compacte qui contient la cuprorivaïte cristalline (qui donne sa couleur bleue au pigment) : c est le bleu égyptien, l un des plus anciens pigments synthétiques. Les conditions de chauffage permettent d obtenir la palette de couleurs allant du bleu pâle au bleu sombre ; le broyage plus ou fin du matériau permet lui aussi de «jouer» sur les nuances de couleur. Le vert égyptien est un pigment obtenu à partir des mêmes matières premières que le bleu mais mises dans des proportions différentes, le mélange est chauffé entre 900 C et 1150 C en présence d une atmosphère oxydante. Le pigment vert est plus riche en sodium, plus pauvre en cuivre que le bleu. Les matières premières sont le sable, les roches calcaires, les minerais de cuivre, le natron ou des cendres végétales. Ces deux pigments, bleu et vert égyptiens, sont sans aucun doute les premiers à avoir synthétisés. Déesse Nekhbet, au temple d Hatchepsout, en Egypte d- L'Art du Moyen Âge à la révolution industrielle Le Moyen Âge voit se généraliser l'utilisation des pigments minéraux. Fresques, peintures religieuses sur bois, enduits, pierres, manuscrits, enluminures Les pigments se diversifient. On broie dans les ateliers des carbonates, de l'hématite, du minium pour réaliser des rouges, des terres ocre jaunes, de la limonite, du sulfure d'arsenic ou orpiment pour obtenir des jaunes et des lapis-lazuli pour faire du bleu. On va parfois les chercher très loin comme les terres vertes, le jaune Indien (venu des Indes vers l'europe par le canal des Perses), l'or et l'argent. Les peintres antérieurs au XVIIIème siècle ne connaissaient qu une quarantaine de pigments et n en utilisaient qu une vingtaine. A l époque, les procédés de fabrication relevaient moins de la chimie raisonnée que de la cuisine, et la plupart des produits utilisée par Rubens et les peintres de son temps sont d origine naturelle. Les plantes ont donné aux peintres de jadis des jaunes et des rouges superbes (en particulier les laques de gaude, de nerprun, de quercitron ou de garance) ainsi qu un bleu, l indigo. Indigotier en fleur 3/22

4 Le règne animal a également été exploité : par exemple, la pourpre antique, tirée de divers mollusques gastéropodes marins (murex), le carmin extrait des cochenilles du nopal, la sépia produite par la seiche, et le jaune indien, tiré de l urine de vaches nourries de feuilles de manguier. Cinabre Murex Les peintres ont plus encore fait appel au règne minéral : depuis le charbon de bois et les terres diversement colorées (la plupart doivent leur teinte au fer) jusqu aux couleurs plus vives comme le cinabre (rouge), l azurite (bleu), la malachite (vert), le réalgar (jaune ou rouge), l orpiment (jaune), le lapis lazuli (bleu), etc. Les premiers pigments synthétiques sont du reste d origine minérale, le blanc de plomb (céruse) est connu depuis 2500 ans. Le procédé pour l obtenir est resté quasiment inchangé jusqu au début du XIX ème siècle : on plaçait des lames de plomb dans des pots dont le fond était garni d un peu de vinaigre ; un grand nombre de ces pots étaient enfouis sous du fumier ; les vapeurs de vinaigre réagissaient sur l oxyde de plomb superficiel et au contact du dioxyde de carbone dégagé par le fumier, l acétate de plomb se transformait en carbonate de plomb. Au XVIIe siècle apparaît le bleu de Prusse, le jaune de Naples (antimoine de plomb), le vert de Sheelle (arséniate de cuivre). Maquillage au blanc de céruse e- L'industrie chimique et l'essort des pigments et des colorants Au XIXe siècle, l'essor de l'industrie chimique entraîne la création de nouveaux et nombreux pigments : jaune de chrome, vert Véronèse, bleu de cobalt, vert émeraude, bleu outremer, jaune et rouge de cadmium, jaune de baryum, vermillon d'antimoine, jaune de zinc, violet, bleu céruléum, oxyde de titane. La nouveauté à notre époque vient du développement de la chimie organique qui a permis la création de pigments organiques de synthèse (composé du carbone). La chimie du pétrole est la grande responsable de l'arrivée de fines nuances pigmentaires. f- Histoire d'un colorant de synthèse : la mauvéïne Des colorants naturels, d origine végétale ou animale, étaient connus depuis l Antiquité. On connaissait par exemple l indigo, teignant en bleu, ou la pourpre tyrienne, qui donnait un beau rouge. Cependant ces composés étaient rares et chers, à tel point que le pourpre était symbole de royauté («revêtir la pourpre») On est au milieu du XIXème siècle. La fabrication du gaz d éclairage par distillation de la houille laisse un résidu dont on ne sait que faire : le goudron. Les chimistes, en distillant ces résidus de goudrons isolent un certain nombre d espèces chimiques (benzène, Perkin aniline, naphtalène, anthracène), encore peu connues mais qui vont vite devenir les matières premières de l industrie des colorants. Dès 1849, August Wilhem Hoffman ( ) cherche à synthétiser la quinine à partir des produits issus du goudron de houille. En effet, le paludisme est alors une maladie répandue en Europe. Seule la quinine est connue en tant que remède mais elle est extraite de l écorce de quinquina qui doit être importée d Amérique latine. Hoffman, en 1856, confie la recherche de cette synthèse à son élève, un jeune anglais, William PERKIN ( ). 4/22

5 Avec réflexion, PERKIN met au point une réaction qui doit lui permettre d obtenir la quinine souhaitée ; hélas, il isole un précipité rouge brun qui n en est pas. Perkin est persévérant, la chimie le passionne ; aussi décide-t-il d étudier de façon plus systématique les réactions d oxydation utilisant l aniline. Il isole alors un solide noirâtre, qui, lorsqu il le dissout dans l éthanol donne une splendide coloration pourpre : la synthèse de LA MAUVEINE venait d être réalisée pour la première fois. PERKIN utilise alors ce colorant pour teindre des textiles. Puis il fonde les établissements «Perkin and Sons». Quant à Perkin, en 1874, fortune faite (la mauvéine se vendait aussi cher que le platine), il vendit ses usines, se remit à la chimie et s imposa comme l un des plus grands organiciens du XIXe siècle. La découverte de Perkin marquait la naissance de l industrie chimique organique. La concurrence aidant, vers 1900, une grande palette de colorants était déjà disponible, à des prix suffisamment modiques pour ruiner les planteurs de garance du Sud de la France. g- Santé et colorants Malgré la beauté de leur couleur, les pigments et colorants ne peuvent pas toujours être utilisés en cosmétique. De nos jours, de nombreux tests sont effectués pour déterminer la toxicité d un pigment. Cela n en a pas toujours été ainsi. On retrouve de nombreux cosmétiques contenant des produits toxiques au cours des siècles. Le blanc de céruse, très utilisé pour blanchir la peau entre le XVIe et le XVIIIe siècle est un composé à base de plomb, engendre un maladie grave : le saturnisme. Le saturnisme est une intoxication par le plomb particulièrement dangereuse pour la santé des enfants et des femmes enceintes. Lorsque le plomb est respiré ou avalé, il passe dans le sang, se stocke, en particulier dans les os, et peut mettre plusieurs années à s éliminer. Son action toxique se produit surtout au niveau du système nerveux, de la moelle osseuse et des reins. Selon l âge et la durée d exposition, une intoxication par le plomb peut provoquer des troubles réversibles (anémie, troubles digestifs), mais aussi irréversibles (retard mental et/ou psychomoteur) lorsque le système nerveux est atteint. L intoxication par le plomb est essentiellement due à la présence de peintures anciennes à base de plomb, dans les logements construits avant 1949, et à la présence de tuyauteries contenant du plomb. Les sites industriels émettant du plomb sont également source de contamination. Questions Q1- Qu'est-ce que le spectre visible de la lumière? Q2- Par quel verbe peut-on remplacer l'expression "s unissent chimiquement aux molécules qu elles colorent"? Q3- Préciser les distinctions pouvant être faites entre "pigment" et "colorant ". Q4- Quels sont les principaux pigments de la préhistoire? Préciser la couleur de chacun. Q5- L'origine des colorants utilisés dans l'art pariétal est-elle uniquement minérale? Préciser. Q6- Citer un paramètre qui peut modifier la couleur d'un colorant? Donner un exemple Q7- Quelle est l'origine du fusain? Q8- Les Egyptiens ont inventé deux nouveaux pigments, lesquels? Quels sont leurs différences? Q9- Préciser l'origine végétale ou animale des couleurs jaune, rouge, bleue et pourpre utilisés notamment du Moyen-Âge à la révolution industrielle. Q10- Qu'entraîne l'essor de la chimie industrielle? Q11- Quel est le colorant de synthèse obtenu par W.H. Perkin? Q12- Avec quel solvant, Perkin obtient-il la solution mauve? Q13- Quelle espèce chimique cherchait-il à synthétiser initialement? Q14- Quels sont les principaux inconvénients des colorants naturels qui seront contournés par l essor des colorants industriels? Q15- Peut on utiliser sans aucun danger les différents colorants? Q16- A partir de quelle année les peintures au plomb furent elles interdites? Pourquoi? 5/22

6 Réponses : Q1- On appelle spectre de la lumière visible l'ensemble des longueurs d'onde dont la lumière visible est constituée. Le spectre de la lumière visible se situe entre l'uv et l'ir (soit entre 380 et 780 nm) Q2- On peut remplacer cette expression par le verbe lier (ce qui donne le nom liaison) Q3- Un colorant est une espèce soluble dans le milieu qu'elle colore. On désigne par teinture le colorant d'une fibre textile. Un pigment est une espèce dispersée (non soluble) dans le milieu qu'elle colore. Q4- Les principaux colorants utilisés pendant la préhistoire sont : le charbon de bois ou d'os (noir), l'oxyde de manganèse (noir), l'hématite qui est un oxyde de fer (rouge) et l'ocre (du jaune au rouge) Q5- Non, certains colorants sont d'origine animale (charbon d'os) ou végétale (charbon de bois) Q6- La présence ou non d'eau peut modifier la couleur des ocres. Ainsi l'ocre jaune est un oxyde de fer hydraté. On passe de l'ocre jaune à l'ocre rouge par simple chauffage. Q7- Le fusain est d'origine végétale (c'est un tige de saule ou de fusain d'europe carbonisée en vase clos) Q8- Les deux nouveaux colorants qui ont été inventés par les Egyptiens sont le bleu égyptien et le vert égyptien. Ils proviennent des mêmes constituants mais le pigment vert est plus riche en sodium et plus pauvre en cuivre que le bleu. (Ils sont également chauffés à des températures différentes) Q9Origine (animale, Source du pigment s il est Nom du pigment végétale, minérale, de Couleur obtenue naturel synthèse) Extrait de la racine de garance Alizarine Végétal Rouge vif des teinturiers Cinabre Minéral Sulfure de mercure Rouge Garance Végétal Herbe»Rubia tinctorium» Rouge vif Orpimen Minéral Sulfure d'arsénic Jaune Urine de vaches nourries de Jaune indien Animal Jaune feuilles de manguier Carmin Animal Femelle cochenille Rouge foncé / violet Pourpre Animal Coquillage «Murex Brandis» Rouge violacé Azurite Minéral Hydroxy carbonate de cuivre Bleu Lapis-lazuli Minéral Famille de la sodalite Bleu Indigo Végétal Feuilles de l indigotier Bleu Q10- Les colorants chimiques permettent la création d'une grande variété de couleurs, pour un coût beaucoup plus faible et un tonnage beaucoup plus élevé. Cela a entraîné, notamment, la ruine des producteurs de garance dans le sud de la France. Q11- Le colorant de synthèse obtenu par Perkin est la mauvéïne. Q12- Avec de l'éthanol. Q13- Perkin cherchait initialement à synthétiser la quinine. Q14- Les colorants naturels sont plus rares donc plus chers. Certains colorants provenant du monde végétal dépendent de la récolte donc des conditions climatiques. Q15- Malgré la beauté de leur couleur, les pigments et colorants ne peuvent pas toujours être utilisés en cosmétique, dans l'alimentaire (DJA) ou dans les peintures. De nos jours, de nombreux tests sont effectués pour déterminer la toxicité d un pigment ou d'un colorant. Q16- Les peintures au plomb furent interdites à partir de Le plomb peut provoquer des troubles réversibles (anémie, troubles digestifs), mais aussi irréversibles (retard mental et/ou psychomoteur) lorsque le système nerveux est atteint. Cette maladie a pour nom le saturnisme 6/22

7 II- Facteurs influençant la couleur de certaines espèces chimiques 21- Etude documentaire Activité documentaire Dans l'art pictural on note souvent une dégradation sévère des pigments à cause de phénomènes physico-chimiques multiples. Les ultra-violets de la lumière, l'oxygène de l'air et l'humidité du support délavent souvent les teintes et dégradent les œuvres d'art. L'humidité est responsable par exemple, de l'altération de la Cène de Leonardo da Vinci. En 1726 a lieu une première campagne de restauration de la fresque par Michelangelo Belloti. Il semble que Bellotti ait lavé la fresque avec un produit corrosif (de la soude ou de la potasse) puis l ait ensuite repeint lui-même. La Cène de Léonard de Vinci avant restauration D après Les repeints de Bellotti perdant de leur éclat, une seconde campagne est menée en 1770 par Giuseppe Mazza. [Puis viendront les restaurations de1821, 1901, 1974 et celle qui s étala de 1978 à 1999.] Pour peindre vite, le Tintoret à Venise, utilisa une matière qui contenait un pourcentage trop élevé de baume de Venise. Il pouvait ainsi utiliser une peinture de bonne fluidité, mais cela entraîna un obscurcissement progressif, avec le temps, de certaines parties des tableaux. Il y a tout de même quelques supports qui sont considérés comme quasiment insensibles au temps qui passe, les œuvres exécutés sur des supports vitreux, comme les vitraux, les émaux ou les mosaïques. On peut citer aussi les peintures dans des matières mates non vernies, comme dans les tombeaux égyptiens, les enluminures des livres restés fermés, ainsi que les pastels, gouaches ou aquarelles restées à l'abri de la lumière. Détail du vitrail dit Notre Dame de la Belle Verrière (13éme siècle), d après Wikipédia Les matières à l'origine des changements de couleurs des tableaux sont surtout les vernis, les huiles siccatives et les baumes. Les vernis deviennent jaunâtres et modifient l'aspect général du tableau. Rubens connaissait ces problèmes. Au moment d'expédier à Florence Les Maux de Guerre à son collègue Suttermans, il lui recommande "d'exposer le tableau au soleil et de l'y laisser avec des intervalles" car "les blancs pourraient jaunir légèrement". 7/22

8 Tableau de Gauguin Copie d un élève Dans l'exemple ci-dessus on voit un fragment du tableau de Paul Gauguin "Dans les lys" qui a été peint avec une peinture à base d'un nouveau colorant de mauvaise stabilité, une laque à base d'éosine, alors que son élève dans la copie de dessous a utilisé un colorant traditionnel comme la laque de garance résistant à la lumière. On pense que l'élève n'aurait jamais osé modifier les teintes du tableau original, ce qui veut dire que la couleur rosée originale s'est transformée en bleu. Les examens physico-chimiques confirment cette hypothèse. Certains tableaux de Van Gogh présentent le même problème, ce qui fait dire à Paolo Cadorin, spécialiste de la restauration de tableaux "Devrions-nous mettre des lunettes roses pour regarder ces tableaux?" Mur-tableau (vert) est une peinture monumentale (3 x 3,70 m) de couleur verte, conçue en 2004 par Véronique Joumard, dont le rendu esthétique n'est pas uniforme; on passe, localement, du vert au jaune et inversement. Le monochrome est en réalité constitué d'une couleur sensible à la chaleur, qui offre des variations de surface. L oeuvre peut être définie selon deux pôles distincts : l'idée et l'objet. On trouve, d'un côté, l'énonciation d'un concept, la pensée d'un objet variable et multiple. De l'autre, un objet réel, concrétisé, matérialisé, c'est-à-dire une peinture monumentale changeant de couleur. Dans ce système, le lieu et le spectateur vont avoir une influence déterminante sur l esthétique même de l œuvre. L'œuvre se présente davantage comme l'un des termes de la relation qui met en présence l'objet lui-même, l'espace dans lequel il se trouve et la situation du spectateur qui y est confronté. Véronique Joumard requalifie, ici, la "mise en vue de l'œuvre". Le lieu de monstration n'est plus considéré comme lieu d'exposition, mais comme un espace réel, concret, sa structure -même, l'emplacement des différentes sources de chaleur (radiateurs, fenêtres, luminaires), interagissant avec la surface colorée. L'implication physique du spectateur est, quant à elle, considérée comme partie prenante de la réalisation effective de l'œuvre. En effet, son attitude face à la surface verte ne se limite pas à la contemplation, mais s'identifie davantage à un processus productif et formel, puisqu'un autre sens que celui de la vue est sollicité, celui du toucher. La participation du spectateur se fait par contact direct et concret de la surface sensible ; par l apport de chaleur sur la paroi, ce dernier crée des nuances. Lui, qui ne possédait jusqu'alors que le privilège de juger l'acte créateur, est ici amené à "prendre la main". Mais le toucher ne vient pas se substituer à la vue. Il vient révéler au regard le résultat d'une action. C'est en ce sens que l'artiste nous propose une expérience émotionnelle, entre la vue et le toucher, entre ce qui est fait et ce qui est éprouvé. L'œuvre n'est d'ailleurs perçue qu'à cette condition : cet aller/retour entre le moment de la vue et l'instant du toucher. 8/22

9 A l'aide des documents ci-dessus, en déduire quels sont les paramètres qui peuvent modifier la couleur d'une espèce chimique? Donner des exemples tirés des documents ci-dessus. Réponses al'eau (humidité) est responsable de la dégradation des couleurs de la Cène de Leonardo da Vinci. Expérience Sulfate de cuivre et/ou chlorure de cobalt On prend un peu de sulfate de cuivre anhydre : il est blanc On verse de l'eau dessus. En s'hydratant, le sulfate de cuivre anhydre devient bleu b- Le ph : En 1726 a lieu une première campagne de restauration de la fresque par Michelangelo Belloti. Il semble que Bellotti ait lavé la fresque avec un produit corrosif (de la soude ou de la potasse) puis l ait ensuite repeint lui-même. Les repeints de Bellotti perdant de leur éclat, une seconde campagne est menée en 1770 par Giuseppe Mazza. La soude est un produit fortement basique (ph > 7) et elle semble responsable de la perte d'éclat des repeints de Belloti. Expérience chou rouge et différents ph Matériel : eau de cuisson de choux rouge, 6 tubes à essais + portoir, 5 béchers, solution acide sulfurique, eau de perrier, eau de volvic, solution de carbonate de calcium et une solution de soude, un ph-mètre On place de l'eau de cuisson du chou rouge dans des tubes à essais. On verse dans différents tubes à essais de l'acide, du Perrier, de l'eau de Volvic, une solution de carbonate de calcium et une solution de soude (on a au préalable mesuré le ph de ces différentes solutions à l'aide d'un ph-mètre). On constate que la couleur de l'eau de choux rouge varie en fonction du ph Rappels : On mesure l'acidité (ou la basicité d'une solution). Rappel : une solution est acide si le ph est inférieur à 7, elle est basique si le ph est supérieur à 7 et elle est neutre si le ph = 7. 9/22

10 c- la lumière (UV) : - les pastels, gouaches ou aquarelles restées à l'abri de la lumière. - une laque à base d'éosine, alors que son élève dans la copie de dessous a utilisé un colorant traditionnel comme la laque de garance résistant à la lumière. Expérience avec le nitrate d'argent Matériel : 2 tubes à essais (dont 1 avec un cache noir), 2 bouchons, solution de nitrate d'argent, solution de chlorure de sodium, 2 béchers et une lampe UV (ou très très lumineuse) si pas de Soleil On fait réagir la solution de nitrate d'argent avec la solution de chlorure de sodium Condition de conservation Couleur du précipité Au moment de sa formation A l obscurité pendant 15 minutes A la lumière pendant 15 minutes Blanc Blanc Noir On constate que la couleur varie en fonction de la lumière. Donc les peintres doivent avoir une bonne connaissance sur la réaction des différents colorants avec la lumière d- le dioxygène de l'air (oxydation) Les matières à l'origine des changements de couleurs des tableaux sont surtout les vernis, les huiles siccatives et les baumes. Les vernis deviennent jaunâtres et modifient l'aspect général du tableau. e- la température Dans le mur-tableau (vert), il est indiqué que : La participation du spectateur se fait par contact direct et concret de la surface sensible ; par l apport de chaleur sur la paroi, ce dernier crée des nuances. Vidéos : Tasses thermochromiques (exposition Shangai) Tasses thermochromiques Les matériaux thermochromes changent de couleur en fonction de la température Exemple 1 : l'utilisation de biberons thermochromes permet de donner le lait au bébé sans risque de le brûler Exemple 2 : Les stylos FriXion (Pilot) Le secret des stylos FriXion effaçables réside dans la technologie de l encre thermosensible. Une encre exclusive et brevetée par Pilot. Quand vous voulez faire des corrections sur votre page, retournez simplement votre FriXion et frottez (FriXionnez) vos écrits à l aide de l embout du stylo comme si vous utilisiez un stylo effaceur. Les stylos FriXion ont un embout spécial permettant d élever la température du papier sans l endommager. Le fait d échauffer l encre à plus de 65 C permet de la rendre invisible. Inversement, une température inférieure ou égale à -12 C fait réapparaître l encre. 10/22

11 Source : Application Dans quasiment tous les musées, les œuvres d art et en particulier les peintures sont exposées dans des conditions très strictes. Le degré d hygrométrie ainsi que la température sont surveillées, l air est filtré pour éviter toute pollution extérieure, il y a très peu de lumière directe du jour et les photographies au flash sont interdites. Il faut en fait surtout éviter les variations de ces différents paramètres. Taux idéal d humidité relative : 50 à 60% Température idéale : entre 18 et 20 C Par exemple, la Joconde est conservée à 19 et 55% d Hr. Question : Que faut il faire pour bien conserver une œuvre d'art? Il faut contrôler l'hygrométrie (taux d'humidité), avoir une température stable (entre 18 et 20 C), un air sans particules et limiter les UV (pas d'éclairage direct, pas d'éclairage à la lumière du jour) 11/22

12 III- Les feutres : un mélange de colorants? Bien souvent, les premiers dessins réalisés par les enfants sont exécutés à l aide de feutres. L avantage du feutre est qu il laisse sur le papier une trace très colorée et qu on le trouve dans une multitude de couleurs. La technique du dessin aux feutres n'est pas réservée seulement aux enfants, elle est aussi utilisée par les plasticiens et les graphistes. L invention du stylo-feutre revient à la société japonaise Pentel qui le commercialisa en Nous avons vu que qu au cours de l histoire, les artistes ont soit utilisé des matières colorantes pures soit des mélanges de matières colorantes pour créer leurs œuvres. Lorsque nous traçons une figure à l aide d un feutre, utilisons-nous une encre constituée d un pigment ou d un mélange de pigments? Proposer une méthode expérimentale pour répondre à cette question? Réaliser l'expérience après validation par le professeur. Chromatographie feutre ou colorants alimentaires Matériel : Papier chromatographique, différents feutres, une cuve à chromatographie, un bécher, éluant (mélange propan-2-ol + eau dans les proportions 7/3) Réaliser la chromatographie sur couche mince des encres de différents feutres. L éluant est composé d un mélange propan-2-ol et eau dans les proportions 7/3. Analyser les résultats. Comment est constituée l encre noire? Conclusion : Après la chromatographie, on observe pour certains feutres plusieurs tâches de couleurs différentes. On déduit alors que ces feutres contiennent différents colorants. Certaines encres sont constituées d un colorant pur (rouge, jaune, orange) alors que d autres sont constituées de mélanges de colorants (noir, violet, vert, bleu, parme). L encre noire est composée de plusieurs colorants en particulier le colorant rouge ainsi que le colorant bleu que l on trouve également par dans les encres violette, verte et bleue. 12/22

13 IV- Synthèse additive des couleurs Logiciel Optikos + expérience sources lumineuses Matériel : 1 source de lumière diodes RVB par binôme + au bureau (disque de Newton + source de lumière RVB + écran blanc) 41- Mise en évidence Lancer l application du logiciel Optikos A l aide du logiciel Optikos (couleurs des objets puis synthèse des couleurs), du matériel mis à votre disposition et de vos recherches (livre, Internet, etc ) répondre à l ensemble des questions Expérience : on projette sur un écran différentes lumières colorées. Quelle couleur obtient-on si on projette en même temps : Questions Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7- Une lumière Rouge + une lumière Verte donnent : Une lumière Bleue + une lumière Verte donnent : Une lumière Rouge + une lumière Bleue donnent : Une lumière Rouge + une lumière Verte + une lumière Bleue donnent : Qu obtient on en superposant les 3 lumières colorées? Quel nom donne-t-on aux couleurs Rouge, Verte et Bleue? Quel nom donne-t-on aux couleurs obtenues à partir de la superposition de 2 des couleurs précédentes? Donner deux applications de la synthèse additive des couleurs. Q8Correction Q1- Lumière Rouge + Lumière Verte : Lumière Jaune Q2- Lumière Bleue + Lumière Verte : Lumière Cyan Q3- Lumière Rouge + Lumière Bleue : Lumière magenta Q4- Lumière Rouge + Lumière Verte + Lumière Bleue : Lumière Blanche Q5- Qu obtient on en superposant les 3 lumières colorées? En superposant les 3 lumières colorées, on obtient de la lumière blanche. On réalise une synthèse additive de 3 lumières colorées Q6- Quel nom donne-t-on aux lumières Rouge, Verte et Bleue? Les lumières Vertes, Bleues et rouges sont appelées lumières colorées primaires Q7- Quel nom donne-t-on aux lumières colorées obtenues à partir de la superposition de 2 des lumières colorées précédentes? On leur donne le nom de lumières colorées secondaires (lumières cyan, jaune et magenta) Q8- Donner deux applications de la synthèse additive des couleurs. Ecrans de TV couleurs, d ordinateurs, de tablettes, et éclairage sur une scène, sur un bâtiment,... Luminophores d'un écran d'ordinateur Expérience : Caméra + écran téléphone portable 13/22

14 42- Conclusion La superposition de lumières des 3 couleurs rouge, bleue et verte permet de réaliser la synthèse additive des couleurs Doc 3 p 63 (Nathan 1ère ES/L) + expérience disque de Newton (doc4 p 63, Nathan) Lors de la mise en rotation du disque de Newton, les différents secteurs du disque tournent très vite ; si un secteur remplace le voisin au bout d un intervalle de temps inférieur à 0,1 s, les cellules photoréceptrices de la rétine restent stimulées en même temps et envoient au cerveau une information «blanc». La photographie donne également cette même illusion car le temps de «pause» est également très bref. 14/22

15 V- Synthèse soustractive des couleurs Logiciel Optikos + expérience sources lumineuses et filtres au bureau Matériel : 1 source de lumière blanche + filtres colorés + écran blanc (par binôme et au bureau) + objets colorés au bureau (boules en plastique par exemple) 51- Mise en évidence A l aide du logiciel Optikos (couleurs des objets puis filtres colorés puis composante RVB) et du matériel mis à votre disposition, répondre à l ensemble des questions Q1- Que se passe-t-il quand on place un filtre vert devant une source de lumière blanche? On observe que seule la lumière verte est transmise mais que les lumières rouge et bleue sont arrêtée. Le filtre vert ne laisse passer que la lumière verte et il absorbe les lumières rouge et bleue Q2- Compléter le tableau suivant Filtre Lumière transmise Lumière arrêtée Vert Verte Rouge et bleue Rouge Rouge Verte et bleue Bleu Bleue Rouge et verte Cyan Bleue et verte Rouge Jaune Rouge et verte Bleue Magenta Rouge et bleue Verte 52- Objets éclairés en lumière blanche A l aide du logiciel Optikos (couleurs des objets puis filtres colorés puis composante RVB) et du matériel mis à votre disposition, répondre à l ensemble des questions Q3- Quelle(s) sont les lumière(s) colorée(s) (RVB) qui sont absorbée(s) ou qui renvoyée(s) quand on éclaire un objet rouge avec une lumière blanche? Q4- Répondre à la même question mais cette fois pour un objet vert Q5- Répondre à la même question mais cette fois pour un objet bleu. Lumière blanche Objet Rouge Q6- Quelle(s) sont les lumière(s) colorée(s) (RVB) qui sont absorbée(s) ou qui renvoyée(s) quand on éclaire un objet cyan avec une lumière blanche? Q7- Répondre à la même question mais cette fois pour un objet jaune. Q8- Dans quels domaines d'activité utilise-t-on le principe de la synthèse soustractive? 15/22

16 Réponses Q3- Un objet rouge se comporte comme un filtre rouge : il absorbe les lumières verte et bleue de la lumière blanche et il laisse passer la lumière rouge. Il apparaît donc rouge. Q4- Un objet vert se comporte comme un filtre vert : il absorbe les lumières rouge et bleue de la lumière blanche et il laisse passer la lumière verte. Il apparaît donc vert. Q5- Un objet bleu se comporte comme un filtre bleu : il absorbe les lumières rouge et verte de la lumière blanche et il laisse passer la lumière bleue. Il apparaît donc bleu. Lumière blanche Lumière blanche Objet Rouge Objet vert Lumière blanche Objet bleu Q6- Un objet cyan se comporte comme un filtre cyan : il absorbe la lumière rouge de la lumière blanche et il laisse passer les lumières verte et bleue. Il apparaît donc cyan. Q7- Un objet jaune se comporte comme un filtre jaune : il absorbe la lumière bleue de la lumière blanche et il laisse passer les lumières rouge et verte. Il apparaît donc jaune. Lumière blanche Lumière blanche Lumière cyan Lumière jaune Objet cyan Objet jaune Q8- Le principe de la synthèse soustractive est notamment utilisée en imprimerie et en peinture. 16/22

17 Q9- Quel type de synthèse (additive ou soustractive) est utilisé dans le pointillisme? Justifier. (voir tableau de Paul Signac dans le diaporama) Dans le pointillisme on cherche plutôt à obtenir une synthèse additive : chaque point de la peinture se comporte comme une source de lumière (idem luminophores d'un écran de TV ou d'ordinateur) et l'addition de ces lumières colorées est faite par l œil et le cerveau Signac la calanque 53- Objets éclairés en lumière colorée Matériel : Une lampe de poche, un filtre de couleur verte et un objet rouge. Q9- On éclaire un objet rouge avec une lumière verte. De quelle couleur nous apparaît cet objet? Justifier Cet objet nous apparaît noir car il absorbe la lumière verte et ne renvoie aucune lumière. Lumière verte Objet rouge Animation 17/22

18 VI- Utilisation du cercle chromatique Q1- Qu'est ce qu'un cercle chromatique? Q2- Par qui fut-il proposé en 1er? Réponses Q1- Le cercle chromatique est une représentation conventionnelle circulaire des couleurs. Celles-ci sont ordonnées comme au sein d'un arc-en-ciel (la fermeture du cercle s'effectuant par une transition du rouge au violet via le magenta). Q2- Le premier qui eut l idée de placer les couleurs sur un cercle chromatique est l'anglais, Robert Fludd (il présenta dans une œuvre médicale le premier cercle chromatique imprimé) Le classement des couleurs par Newton fait suite à la découverte de la décomposition de la lumière blanche du soleil en un spectre continu de toutes les couleurs visibles, il y décrira alors des couleurs discrètes et non pas continues. Newton ne place pas le magenta sur son cercle chromatique qu il divise en sept zones, inspiré par les sept notes de musique, car ce n est pas une couleur spectrale. Sur un cercle chromatique actuel, on peut constater que : Les lumières colorées primaires de la synthèse additive (Rouge Verte Bleue : RVB) sont situées au sommet d'un triangle Les couleurs primaires de la synthèse soustractive (Cyan Magenta Jaune : CMJ) sont situées au sommet d'un autre triangle Deux couleurs diamétralement opposées sont dites complémentaires Le cercle chromatique peut être utilisé pour connaître le résultats d'une synthèse additive ou soustractive (cela dépend de la manière dont l'on s'en sert) Q3- Dans le cadre d'une synthèse additive, si on associe 2 lumières colorées primaires (rouge et bleu par exemple), qu'obtient on? Réponse : On obtiendra la lumière colorée secondaire située entre les 2 lumières colorées (magenta ici) 18/22

19 Q4- Toujours dans le cadre d'une synthèse additive, si on associe 2 lumières colorées complémentaires (rouge et cyan par exemple), qu'obtient on? Réponse : On obtiendra de la lumière blanche Q5- Dans le cadre d'une synthèse soustractive, si on associe 2 couleurs primaires (jaune et cyan par exemple), qu'obtient on? Réponse : On obtiendra la couleur secondaire située entre les 2 couleurs primaires (vert ici) Q6- Toujours dans le cadre d'une synthèse soustractive, si on associe 2 couleurs complémentaires (vert et magenta par exemple), qu'obtient on? Réponse : On obtiendra du noir Le cercle chromatique permet de classifier et de présenter de manière rationnelle les pigments ou les teintes utilisés en peinture, en teinturerie, en design industriel, en mode, en arts graphiques, etc 19/22

20 VII- Résumé a) Pigments et colorants Un pigment est une poudre colorée insoluble Le colorant est une substance colorée soluble. b) Paramètres influençant la couleur de certaines espèces chimiques La couleur de certaines espèces chimiques peut être modifiée par l'humidité, par la lumière, par la température, par le dioxygène ou par le l'acidité du milieu (ph) c) La chromatographie C'est une technique qui permet de séparer et d'identifier les colorants d'un mélange. d) Synthèse additive des couleurs - La synthèse additive est la superposition de lumières colorées - On a par exemple : Lumière Rouge + Lumière Verte : Lumière Jaune Lumière Bleue + Lumière Verte : Lumière Cyan Lumière Rouge + Lumière Bleue : Lumière magenta Lumière Rouge + Lumière Verte + Lumière Bleue : Lumière Blanche - Les lumières colorées rouge, verte et bleue sont appelées lumières colorées primaires - Les lumières colorées jaune, cyan et magenta sont appelées lumières colorées secondaire e) Synthèse soustractive des couleurs - La synthèse soustractive est l'absorption de lumières colorées : un objet éclairé diffuse uniquement les radiations qu'il n'a pas absorbé - Par exemple, un objet vert éclairé en lumière blanche ne diffuse que la lumière verte car il a absorbé les lumières rouge et bleue - Un objet cyan éclairé en lumière blanche diffuse les lumières verte et bleue car il a absorbé la lumière rouge. - Les trois couleurs primaires de la synthèse soustractive sont jaune, cyan et magenta. f) Le cercle chromatique - Le cercle chromatique est une représentation conventionnelle circulaire des couleurs. Celles-ci sont ordonnées comme au sein d'un arc-en-ciel (la fermeture du cercle s'effectuant par une transition du rouge au violet via le magenta). - Sur un cercle chromatique actuel, on peut constater que : Les lumières colorées primaires de la synthèse additive (Rouge Verte Bleue : RVB) sont situées au sommet d'un triangle Les couleurs primaires de la synthèse soustractive (Cyan Magenta Jaune : CMJ) sont situées au sommet d'un autre triangle Deux couleurs diamétralement opposées sur le cercle chromatique sont dites complémentaires Le cercle chromatique peut être utilisé pour connaître le résultats d'une synthèse additive ou soustractive (cela dépend de la manière dont l'on s'en sert) 20/22

21 VIII- Compétences Retenir p 68 et 69 du livre Notions et contenus Compétences exigibles Couleurs et arts Colorants et pigments. Rechercher et exploiter des informations portant sur Approche historique. les pigments, les colorants et leur utilisation dans le Influence d un ou plusieurs paramètres sur la domaine des arts. couleur de certaines espèces chimiques. Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la présence de différents colorants dans un mélange. Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence l influence de certains paramètres sur la couleur d espèces chimiques. Synthèse soustractive ; synthèse additive. Application à la peinture et à l impression couleur. Distinguer synthèses soustractive et additive. Exploiter un cercle chromatique. Interpréter la couleur d un mélange obtenu à partir de matières colorées. Acquis du collège : lumière blanche composée de lumières colorées, couleur d un objet, synthèse additive, synthèse d une espèce chimique. 21/22

22 IX- Exercices Nathan p 72 à 74 Ex 1, 2 et 3 p 72 : voir correction p 281 Ex 4 p 73 1C'est la valeur du ph qui modifie la couleur du jus de choux rouge 2Si le jus de choux rouge vire du rouge au bleu quand il est dans l'eau savonneuse, alors on en déduit que la valeur du ph est, d'après la photo, proche de 9. Donc l'eau savonneuse est basique (ph> 7) Ex 6 p 73 On place un azurant optique dans le papier qui n'absorbe pas dans le jaune notamment et qui renvoie de la lumière dans le bleu. Les lumière émises sont le jaune (Rouge + vert) et le bleu donc l'ensemble R + V + B forme bien de la lumière blanche Ex 7 p 73 1Pour avoir de la lumière blanche en synthèse additive, il faut que l œil reçoive de la lumière de 3 sources colorées : une rouge, une verte et une bleue 2Le secteur A est blanc car il y synthèse additive des 3 lumières colorées Rouge, verte et bleue. Le secteur B est magenta car il y synthèse additive de 2 lumières colorées Rouge et bleue. 3Les photophores (ou DEL) qui seront allumés seront les rouge et vert (pour former de la lumière jaune en synthèse additive) et le photophore bleu (ou DEL bleue) sera éteint. Ex 9 p 73 1Les cônes sensibles aux lumières rouge, verte et bleue sont sollicités car la lumière blanche est constituée des lumières rouge, verte et bleue 2Un objet de couleur cyan éclairé en lumière blanche absorbe la lumière colorée rouge. Donc les cônes sollicités par une lumière cyan sont les cônes sensibles aux lumières bleue et verte 3En lumière verte cet objet nous paraîtra vert. Donc les cônes sollicités par une lumière verte sont les cônes sensibles à la lumière verte 4Les cônes sensibles à la lumière rouge sont cyan car ils absorbent la lumière rouge pour la transformer en message nerveux Ex 11 p 73 1Les radiations absorbées par un filtre pour obtenir une lumière bleue sont les lumières rouges et vertes 2Les capteurs évoqué par Young sont les cônes de la rétine. Les cônes sensibles aux lumières rouge et verte sont sollicités car la lumière jaune est constituée des lumières rouge et verte. 22/22