Pour mesurer la couleur, un dispositif de colorimétrie éclaire un échantillon, capture la quantité de lumière transmise ou reflétée dans la plage de longueurs d’onde de 380 à 780 nm et la quantifie en mesure spectrale. La colorimétrie est nécessaire pour spécifier, quantifier, communiquer, formuler et vérifier la qualité des couleurs pour des travaux dans lesquels celles-ci constituent un critère essentiel. Sachant que chacun perçoit la couleur différemment, la colorimétrie est plus précise que l’évaluation visuelle.
Qu’est-ce qu’un instrument de colorimétrie ?
Il existe deux types d’instruments de mesure des couleurs : les colorimètres et les spectrophotomètres.
Un colorimètre « perçoit » les couleurs comme l’œil humain au moyen de trois types différents de récepteurs couleur utilisés pour mélanger du rouge, du vert et du bleu afin de créer la large gamme de couleurs que nous pouvons voir. Il peut déterminer l’emplacement d’une couleur dans l’espace colorimétrique en quantifiant les valeurs trichromatiques de rouge, vert et bleu (colorimétrie).
Un spectrophotomètre offre pour sa part une colorimétrie plus précise en capturant les couleurs sur l’ensemble du spectre visible et en filtrant la lumière en très fines bandes de couleurs. Ces bandes traversent ensuite l’optique de l’instrument jusqu’à un récepteur où elles sont analysées et enregistrées en guise de courbe de réflectance unique de la couleur (spectrophotométrie).
Si un densitomètre peut lire les couleurs quadri – cyan, magenta, jaune et noir, soit l’impression CMJN ou en quadrichromie –, il mesure la densité plutôt que la couleur et n’est donc pas considéré comme un instrument de colorimétrie.
Quels types de couleurs est-il possible de mesurer ?
Les instruments de colorimétrie permettent de capturer et quantifier les couleurs sur pratiquement n’importe quel support, notamment liquide, plastique, papier, métallique et tissu texturé. La géométrie de colorimétrie la plus populaire est 0°/45° (prononcée zéro quarante-cinq) ou 45°/0°, qui exclut les effets de brillance de la mesure afin de reproduire le plus fidèlement possible la manière dont l’œil humain perçoit la couleur. Un instrument 0°/45° peut mesurer la couleur sur la plupart des surfaces planes, mates et lisses.
Une autre géométrie répandue est la sphère, qui permet de mesurer la texture de surface et inclut la brillance dans le cadre de la mesure. Elle est idéale pour la formulation de recettes d’encres, de pigments et de colorants.
Les industries utilisant des effets spéciaux tels que des couleurs nacrées ou métallisées (comme dans les cosmétiques ou la finition de véhicules qui semblent changer de couleur en fonction de l’angle de vue) devraient utiliser un instrument de colorimétrie multiangle pour capturer l’apparence de la couleur sous différents angles.
Qui mesure la couleur ?
Les instruments de colorimétrie sont utilisés dans de nombreuses industries, notamment l’électronique, les produits de consommation, les textiles et vêtements, l’alimentation, la photographie, la peinture, la plasturgie et même les produits pharmaceutiques. Les donneurs d’ordre et designers les utilisent pour spécifier et communiquer les couleurs et les fabricants s’en servent pour mesurer une couleur de référence et la comparer avec celle produite, afin de veiller à ce qu’elle soit correcte. Les fabricants utilisent également les données spectrales d’un instrument de colorimétrie pour évaluer la couleur de matières premières entrantes, formuler des colorants comme des teintures et des encres et garantir la correspondance à l’assemblage des couleurs de pièces fabriquées à différents endroits.
Quel est l’historique de la colorimétrie ?
Début des années 1700 : les couleurs de la lumière
Isaac Newton a utilisé des prismes en verre pour démontrer qu’un faisceau de lumière blanche peut être décomposé pour faire apparaître le spectre visible. Ses expériences sur la réfraction et la courbure du trajet de la lumière pour la décomposer en composants individuels nous ont offert une façon pertinente de décrire la gamme de couleurs que nous pouvons voir : ROJ-V-BIV – rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Son travail nous a également amenés à comprendre et définir des illuminants standard tels que la lumière du jour (D50 et D65) et d’autres encore.
Années 1920 : les espaces colorimétriques
Ce graphique montre la quantité d'énergie lumineuse rouge, verte ou bleue nécessaire pour obtenir n'importe quelle couleur du spectre visible.
W. David Wright et John Guild ont réalisé des expériences pour déterminer le degré d’énergie lumineuse rouge, verte ou bleue nécessaire pour percevoir n’importe quelle couleur sur le spectre visible. Leur travail nous a appris qu’il existe un lien entre les longueurs d’onde des couleurs du spectre visible et les couleurs que peut percevoir l’œil humain. La Commission internationale de l’éclairage (CIE) a publié leurs recherches sous le nom d’espace de couleur CIE RGB 1931, qui a ensuite abouti à l’espace de couleur CIE XYZ 1931. Publié plus ou moins à la même époque, le diagramme de chromaticité CIE a constitué une tentative bidimensionnelle de documenter les couleurs sur une échelle graphique.
Années 1940 : tolérances colorimétriques
David MacAdam a été le premier à se demander à quel point un changement de couleur devait être marqué pour qu’un observateur standard le remarque. Il a ainsi modifié la teinte, la chromaticité (ou saturation) et la luminosité d’échantillons maîtres (de référence) jusqu’à ce que ses observateurs perçoivent une différence. Il a ensuite reproduit les résultats sur le diagramme de chromaticité CIE et créé le premier diagramme de tolérance. Il a découvert que la répartition des points de correspondance formait une ellipse tridimensionnelle, et que les ellipsoïdes variaient en taille selon la position de la couleur dans l’espace colorimétrique. Il a ainsi prouvé que la teinte et la saturation – que l’on connaît sous le nom de chromaticité – d’une couleur sont indépendantes de la luminosité et constituent la base du diagramme de chromaticité CIE. 
Ces limites de perceptibilité autour de chaque cible de couleur montrent la quantité de différence permise avant que l'œil humain ne la remarque..
Richard Hunter a créé dans les années 1940 un nouveau modèle de couleur trichromatique. Baptisé Hunter Lab, cet espace colorimétrique utilise trois axes pour représenter un espacement pratiquement uniforme des différences de couleur perçues. Avec ce modèle, il a mis au point une façon de déterminer les coordonnées précises d’une couleur dans l’espace colorimétrique et de caractériser l’écart chromatique total au moyen du Delta E.
Trente et un ans plus tard, la CIE a publié un modèle actualisé – CIE L*a*b* – n’apportant que quelques rares petits changements aux formules mathématiques initiales de M. Hunter. Il s’agit aujourd’hui de la méthode recommandée pour la présentation de valeurs colorimétriques et bon nombre de nos instruments de colorimétrie utilisent ses formules mathématiques.
Tolérancement en CIE L*a*b*
