Les mélanges de matières colorées

mélange couleurs colorants alimentaires lait

Les matières colorées sont omniprésentes autour de nous. Elles peuvent être solides ou liquides, opaques ou transparentes, naturelles ou artificielles. Nous allons voir sur cette page que dans certains cas, il est possible de les mélanger pour obtenir une nouvelle couleur. En prenant le mot « mélange » dans son sens le plus large (voir le paragraphe ci-dessous), nous multiplierons les exemples (feutres, plastiques colorés transparents, pâte à modeler, peinture, liquides colorés) et nous chercherons à savoir s’il est possible de dégager des règles communes à tous ces mélanges.

Qu'entend-on par "mélanger" ?

D’après le dictionnaire (Larousse) « mélanger » signifie « mêler des choses, les combiner, les incorporer les unes avec les autres pour former un tout, un ensemble. » Il s’agit donc d’un terme très général qui peut recouvrir des réalités pratiques très différentes que nous prendrons soin de préciser dans chacun des exemples discutés sur cette page. Le mot « mélange » exclut par contre toute réaction chimique entre les différents corps en présence, réactions chimiques qui peuvent également être à l’origine de changements de couleurs.

Mélange de couleurs avec des feutres

Pour mélanger les encres de deux feutres, il suffit de colorier successivement avec chacun des feutres une même zone d’une feuille blanche. Le « mélange » consiste alors en une superposition de deux couches d’encres plus ou moins transparentes (d’où l’importance de partir d’une feuille blanche pour avoir un bon rendu des couleurs).

boite de feutres

Matériel

  • Boite de feutres
  • Feuille blanche

 

 

 

Protocole

Pour tester toutes les combinaisons possibles deux à deux des feutres d’une boite, nous avons choisi de remplir les cases d'un tableau en coloriant chaque colonne, puis chaque ligne avec des ronds d’une même couleur. Nous pouvons ainsi visualiser facilement les couleurs d’origine aux extrémités des lignes et des colonnes,  et le résultat des mélanges à l’intersection des deux.

Remarques :

- un demi-tableau suffit a priori, mais le tableau complet permet de tester l’influence de l’ordre de couleurs (dans notre exemple, la couleur de la colonne a été coloriée en premier, celle de la ligne en deuxième).

- il est préférable d’isoler le mélange obtenu sur fond blanc afin d’éviter des effets de contraste simultané qui peuvent en modifier la perception.

Résultats et discussion

En regardant le tableau de mélange, nous pouvons faire les constatations suivantes :

mélange de couleurs avec des feutres

- L’ordre des couleurs ne modifie pas significativement le résultat. En effet, les teintes obtenues sont les mêmes de part et d'autre de la diagonale qui va du haut à gauche vers le bas à droite du tableau.

- Certaines couleurs peuvent s’obtenir par mélange de deux autres : les feutres jaune et bleu clair donnent du vert, les feutres jaune et rose donnent du rouge. D’autres non : les couleurs jaune et bleu clair notamment ne s’obtiennent qu’en les mélangeant avec elles-mêmes (on ne les trouve que sur la diagonale qui va du haut à gauche vers le bas à droite, qui correspond au "mélange" d'une couleur avec elle-même).

- Certaines couleurs ne sont pas modifiées par mélange. Le noir donne toujours du noir, quel que soit le feutre avec lequel il est mélangé (la couleur ne change pas dans la ligne ou la colonne correspondante). Le rouge reste rouge par mélange avec les feutres chair, rose, orange et jaune. Le vert reste vert par mélange avec les feutres jaune et bleu clair.

- Certains couples de feutres ayant des couleurs plutôt claires donnent par mélange un résultat très sombre proche du noir : le bleu clair et le rouge, le rose et le vert, le jaune et le bleu.

D'une façon générale, la couleur obtenue par mélange est plus sombre que les couleurs de départ.

Mélange de couleurs avec des filtres colorés

Les filtres colorés permettent également de réaliser des mélanges par superposition de matières transparentes.

filtres colorés cyan magenta jaune rouge vert bleu

Matériel

Il est aussi possible d’utiliser des pochettes plastiques ou d’imprimer des carrés de couleur sur des transparents pour imprimante ou photocopieur. Cependant, les qualités optiques (transparence, saturation des couleurs) sont généralement moins bonnes, donc les résultats moins spectaculaires.

Protocole

Pour mélanger les couleurs de deux filtres, il suffit de les superposer sur un fond blanc (feuille de papier, mur) suffisamment éclairé, ou de les regarder directement devant une source de lumière blanche. On choisira un angle d’observation pour lequel les reflets ne sont pas trop prononcés.

Les couleurs seront plus sombres lorsque le filtre est posé sur un fond blanc, car la lumière traverse alors chaque filtre deux fois : une première fois quand elle se dirige de la source de lumière (lampe, fenêtre au soleil, etc.) vers le fond blanc, une deuxième fois quand elle est diffusée  du fond blanc vers nos yeux.

Résultats et discussion

Les résultats obtenus sont très similaires à ce qui est observé avec des feutres :

mélange de couleurs avec des filtres colorés jaune cyan magenta

- L'ordre des filtres ne modifie pas significativement le résultat (avec des filtres ayant une bonne transparence).

- Un mélange de jaune et de magenta donne du rouge (assez foncé, avec les filtres utilisés sur la photo). Un mélange de cyan et de jaune donne du vert. Un mélange de cyan et de magenta donne du bleu (assez foncé ici). Le mélange de jaune, de magenta et de cyan donne du noir.

mélange de couleurs avec des filtres colorés jaune cyan magenta rouge vert bleu

- Certaines couleurs ne sont pas modifiées par mélange. Le rouge reste rouge (plus ou moins sombre) quand il est mélangé à du jaune ou du magenta. Même chose pour le vert mélangé à du cyan ou du jaune, et pour le bleu mélangé à du magenta ou du cyan.

mélange de couleurs avec des filtres colorés jaune cyan magenta rouge vert bleu

- De nombreux couples de filtres donnent du noir par mélange : toutes les combinaisons de rouge, vert ou bleu, ainsi que les couples cyan / rouge, jaune / bleu et magenta / vert.

Mélange de couleurs avec de la peinture type gouache

Avec de la peinture opaque de type gouache, le mélange de couleurs met en jeu un véritable brassage des pigments composant la peinture.

tubes de gouaches couleurs primaires jaune cyan magenta

Matériel

  • Boite de peinture avec au moins les trois couleurs dites "primaires" (voir la remarque ci-dessous).
  • Feuille blanche.
  • Pinceau ou doigts.

Remarque : suivant les boites de peinture, les trois couleurs primaires peuvent avoir des noms différents. Il y a toujours le jaune, mais le cyan est parfois appelé "bleu primaire" et le magenta "rouge primaire". Au delà d'une question de vocabulaire, il peut y avoir de réelles différences de teintes entre ces couleurs d'une boite à l'autre, ce qui se traduit par des différences dans les résultats des mélanges.

Protocole

Nous avons choisi d'effectuer tous les mélanges "à égalité" des trois couleurs primaires. Nous déposons pour cela des quantités équivalentes de peinture sur une feuille blanche, nous mélangeons et étalons ensuite avec un pinceau ou avec les doigts pour former un rond. Les trois couleurs primaires et leurs mélanges deux à deux sont disposés autour d'un rond central qui correspond au mélange des trois couleurs primaires.

Résultats et discussion

mélange de couleurs avec de la peinture gouache jaune cyan magenta couleurs primaires

En partant des tubes de peinture jaune, cyan et magenta, nous retrouvons les règles de mélange vues avec les feutres et les filtres : jaune + cyan = vert, cyan + magenta = bleu et magenta + jaune = rouge (un peu orangé suivant le dosage).  Le mélange des trois couleurs au centre donne du noir.

Mélange de couleurs avec de la pâte à modeler

Pour mélanger deux pâtes à modeler de couleurs différentes, nous préparons deux boulettes avec chacune des pâtes, puis nous malaxons ces boulettes ensemble jusqu’à ce qu’une couleur homogène apparaisse. Comme pour la peinture, les colorants ou les pigments se retrouvent ainsi mélangés à petite échelle.

pots de pâte à modeler de différentes couleurs

Matériel

  • Pâtes à modeler de différentes couleurs ;
  • De l’huile de coude pour mélanger !

Protocole

Pour tester tous les mélanges deux à deux des pâtes à modeler dont nous disposons, nous procédons comme avec les feutres : nous construisons un tableau dont chaque ligne et chaque colonne sont associées à une couleur, le mélange se visualisant à l’intersection des deux. Des boulettes de même taille contenant chaque couleur sont malaxées, puis écrasées et collées sur une feuille blanche. Un demi-tableau suffit dans ce cas puisque l’ordre du mélange n’a évidemment pas d’importance !

Résultats et discussion

mélange de couleurs avec de la pâte à modeler

En regardant les résultats des différents mélanges, nous pouvons faire les constatations suivantes :

- Le bleu clair et le jaune donnent du vert, de même que le bleu-vert avec le jaune. Le rouge s’obtient comme mélange du magenta et du jaune, ainsi que du orange et du magenta. Magenta et bleu clair donnent plutôt du violet que du bleu, le bleu-vert et le magenta donnent un bleu sombre.

- Certains couples de pâtes ayant des couleurs plutôt claires donnent par mélange un résultat proche du gris : le bleu clair et l'orange, le magenta et le vert clair.

Mélange de couleurs avec des colorants alimentaires

Une façon simple de mélanger des colorants alimentaires consiste à en verser quelques gouttes dans un récipient transparent rempli d’eau (bouteille, verre) puis à homogénéiser le liquide  (en secouant pour la bouteille, en remuant avec une cuillère pour le verre d’eau).  

 

colorants alimentaires

Matériel

  • Tubes de colorants alimentaires du commerce (vendus généralement au rayon "produits pour la pâtisserie"). Trois couleurs suffisent : bleu, jaune et rouge ;
  • Bouteilles ou verres transparents ;
  • Lait 1er prix.

Il existe un grand nombre de colorants alimentaires d’origine naturelle ou artificielle. Ils sont nommés avec la lettre E suivie d'un code à 3 chiffres, le chiffre des dizaines donnant la couleur (0 pour le jaune, 2 pour le rouge et 3 pour bleu). Nous avons utilisé ici le E102 (jaune, Tartrazine), le E122 (appelé rouge mais en réalité du rouge-magenta, Azorubine) et le E133 (appelé bleu brillant FCF, en réalité un bleu proche du cyan). On peut contrôler le nombre de gouttes versées en appuyant légèrement sur le tube (sinon prévoir une pipette en plastique car ces colorants sont très concentrés).

mélange de colorants alimentaires rouge bleu et jaune

Protocole

Nous avons choisi de verser des gouttes de colorants dans des verres d'eau et de tester les mélanges en proportions égales (même nombre de gouttes pour les différents colorants, récipients identiques et remplis à peu près avec autant de liquide) mais également dans des proportions variables.

 

Résultats et discussion

mélange de colorants alimentaires rouge jaune bleu

En regardant les résultats, nous retrouvons les règles énoncées précédemment : le cyan et le jaune mélangés à égalité donnent du vert, le jaune et le rouge-magenta du orange, le cyan et le rouge-magenta du bleu, et les trois colorants ensemble une couleur sombre proche du noir (verre à droite de l'image du haut).

A noter que la règle de mélange "jaune et cyan donne du vert" est utilisée en particulier pour colorer le sirop de menthe, naturellement incolore.

mélange de colorants alimentaires sur du lait, jaune, rouge, bleu

Expérience bonus : colorants alimentaires sur du lait.

Une façon particulièrement esthétique de visualiser toutes les couleurs que l’on peut obtenir en mélangeant seulement trois colorants alimentaires (jaune, cyan et rouge-magenta) consiste à verser du lait dans un plat ou une assiette, puis à déposer sur sa surface quelques gouttes de chaque colorant, qui formeront des ronds de couleurs. En soufflant sur la surface du lait, les mélanges s’opèrent : d’abord deux à deux (rouge-orangé entre le rouge-magenta et le jaune, vert entre le cyan et le jaune) puis plus complexes avec l'apparition de teintes de plus en plus nombreuses. Vous pouvez voir une vidéo de cette expérience  ici   (©Damien Borja, Thomas Lanseur et Sacha Perrin, 1ère S du Lycée Pierre du Terrail, Pontcharra).

 

Une universalité des règles de mélange ?

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Tous les mélanges de matières colorées que nous avons testés précédemment donnent des résultats très proches, comme l’illustrent les photos ci-contre. Ils obéissent aux règles de la synthèse soustractive des couleurs.

En particulier, trois couleurs se distinguent : le JAUNE, le CYAN et le MAGENTA. Ces couleurs ne peuvent pas s’obtenir par mélange d’autres couleurs : ce sont les couleurs primaires de la synthèse soustractive. Par mélange à égalité deux à deux elles donnent du ROUGE (MAGENTA et JAUNE), du BLEU (CYAN et MAGENTA) et du VERT (JAUNE et CYAN), qui sont les couleurs secondaires de la synthèse soustractive. Mélangées ensembles, elles donnent une couleur sombre, allant du GRIS au NOIR suivant les cas. Les couples JAUNE – BLEU, MAGENTA – VERT et CYAN – ROUGE donnent une couleur sombre proche du NOIR et sont appelées couleurs complémentaires.

Mais peut-on en déduire pour autant que tous les mélanges de matières colorées vont suivre les mêmes règles ? Qu'en est-il par exemple de toupies multicolores que l'on fait tourner à grande vitesse ou de petites taches de couleurs juxtaposées que l'on ne sépare pas à l'oeil nu ?