La synthèse soustractive







Cours de physique – niveau classe de première S –  partie « Couleurs et images » (optique)

  1. Son principe
  2. Effet d’un filtre coloré sur la lumière
  3. Exemple du filtre rouge
  4. Effet d’une encre ou d’une peinture colorées sur la lumière
  5. Exemple d’un filtre magenta
  6. Exemple d’une peinture rouge
  7. Couleurs primaires de la synthèse soustractive
  8. Combinaisons de couleurs primaires
  9. Couleurs complémentaires en synthèse soustractive

Elles est, entre autre, exploitée en art plastique lors des mélanges de peintures ou d’encre.

Son principe

La synthèse soustractive se réalise sur une lumière polychromatique visible en supprimant de cette dernière une ou plusieurs lumières colorées. Cette suppression se fait par absorption ( grâce à des filtres, des encres, des peintures…) des lumières colorées correspondant à un ou plusieurs intervalles de longueur d’onde du spectre visible.

Effet d’un filtre coloré sur la lumière

Un filtre coloré est une matière transparente pour certaines longueurs d’ondes du spectre visible et opaque pour les autres: il transmet (laisse passer) certaines lumières colorées mais absorbe les autres.

Remarque
L’absorption des lumières colorées par un filtre peut être totale ou partielle.

Exemple d’un filtre magenta

Un filtre magenta laisse passer la lumière magenta ( combinaison de lumières rouges et bleues) mais absorbe les autres lumières (essentiellement les lumières vertes)

  • S’il reçoit une lumière blanche de spectre continu alors il transmet les lumière rouges et bleues qui forment une lumière magenta mais il absorbe les autres lumières colorées.
  • S’il reçoit une lumière verte alors il l’absorbe et ne transmet aucune lumière
  • S’il reçoit une lumière magenta, une lumière bleue ou une lumière verte alors il la transmet intégralement et la couleur n’est pas modifiée
  • S’il reçoit une lumière cyan alors il absorbe sa lumière verte et transmet une lumière bleue
  • S’il reçoit une lumière jaune monochromatique alors il l’absorbe.
  • S’il reçoit une lumière jaune polychromatique (combinaison de vert et de rouge) alors il absorbe le vert et transmet une lumière rouge.

Exemple d’un filtre rouge

Un filtre rouge laisse passer la lumière rouge (grandes longueurs d’ondes du spectre visible) mais absorbe toutes les autres lumières colorées:



  • s’il est éclairé par une lumière blanche de spectre continu il transmet le rouge et absorbe tout ou partie du jaune, du vert, bleu, violet etc
  • s’il est éclairé par une lumière blanche trichromatique (bleu + vert + rouge) alors seul le rouge est transmis tandis que le violet, bleu et le vert sont absorbés.

il est aussi possible de résumer en disant que la lumière rouge traverse le filtre rouge tandis que la couleur complémentaire ( vert + bleu = cyan ) est absorbée.

Effet d’une encre ou d’une peinture colorées sur la lumière

Une encre ou une peinture d’une couleur donnée diffuse (renvoie) la lumière colorée correspondant à sa couleur mais absorbe les autres.

Exemple d’une peinture rouge

Une peinture rouge diffuse totalement ou partiellement la lumière rouge (grandes longueurs d’ondes du spectre visible) mais elle absorbe les autres.

Si une peinture rouge est éclairée en lumière blanche elle diffuse donc le rouge et absorbe sa couleur complémentaire (le cyan). Le principe est le même que celui du filtre à la différence près que la lumière rouge n’est pas transmise mais absorbé.

Couleurs primaires de la synthèse soustractive

Ce sont les couleurs complémentaires de la synthèse additive :

  • le jaune
  • le cyan
  • le magenta

Couleurs primaires en synthèse soustractive

Combinaisons de couleurs primaires

La synthèse soustractive peut se faire en associant plusieurs filtre colorés, ou en mélangeant des peintures ou encres.

Les absorptions se cumulent alors et les différentes soustractions permettent d’obtenir une nouvelle lumière colorée.
En combinant les couleurs primaires (cyan, jaune, magenta) avec des absorptions relatives différentes il est possible d’obtenir toutes les couleurs et teintes du spectre visible mais lorsque les absorptions sont du même ordre alors on réalise les synthèses suivantes:

  • jaune + cyan = vert
  • jaune + magenta = rouge
  • cyan + magenta = bleu
  • jaune + cyan + magenta = noir

Combinaison de couleurs primaires en synthèse soustractive

Le résultat de combinaison peut être retrouvé logiquement en analysant les différentes soustractions opérées

le jaune correspond à une absorption de bleu, le cyan à une absorption de rouge et le magenta à une absorption de vert donc:

  • Le jaune combiné au magenta correspond à une absorption de bleu et vert, il ne reste donc que du rouge.
  • Le jaune combiné au cyan correspond à une absorption de bleu et de rouge, il ne reste donc que du vert
  • Le cyan combiné au magenta correspond à une absorption de rouge et de vert, il ne reste donc que du bleu.
  • La combinaison du jaune, du cyan et du magenta correspond à une absorption de vert, de rouge et de bleu par conséquent il ne reste aucune couleur du spectre visible et il en résulte du noir.

Couleurs complémentaires en synthèse soustractive

En synthèse soustractive deux couleurs sont dite complémentaires si leur combinaison donne du noir (donc si toute les lumières colorées sont absorbées).



Les couleurs complémentaires sont donc:

  • jaune et bleu
  • cyan et rouge
  • magenta et vert

 Les couleurs complémentaires en synthèse soustractives


Notions de seconde à réviser

La lumière

Les spectres d’émission et d’absorption


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