Couleurs et arts – Colorants et pigments – 1ère ES – L – Cours

Cours de première ES – L – Sciences

Couleurs et arts : colorants et pigments

Les substances colorantes ont pour propriétés d’absorber certains rayonnements lumineux dans le domaine du visible. Elles peuvent être minérales ou organiques, naturelles ou synthétiques.

La couleur d’un objet dépend de la matière (colorants, pigments) et de la lumière qui l’éclaire.

La différence entre colorants et pigments

Les colorants et les pigments sont des substances colorantes qui ont la propriété d’absorber tout ou une partie du rayonnement lumineux. La distinction entre les deux notions n’est pas rigide. Toutefois on admet généralement que :

Les pigments sont constitués d’éléments insolubles, c’est-à-dire qu’ils ne se dissolvent pas ou ne se mélangent pas directement avec le support. On va donc devoir les broyer finement avant de les incorporer dans un liant, plus ou moins fluide, et obtenir ainsi des enduits, des peintures, des encres…

Les différents types de peinture connus sont produits en mélangeant un pigment finement broyé avec un liant (huile ou eau) additionné ou non de résine ou de gomme.

Les colorants sont, quant à eux, parfaitement absorbables par le support : ils n’ont pas besoin d’un liant. On les utilise dans les industries du textile, des matières plastiques ou encore celle de l’agroalimentaire.

Il fût d’abord extrait à partir d’une plante, le pastel. Il est aujourd’hui obtenu par synthèse chimique. C’est le cas aujourd’hui de la plupart des colorants. Les colorants naturels sont d’origine végétale (carotte, betterave, garance, …) ou animale (cochenille pour le carmin).

III. Historique

Les substances colorantes sont omniprésentes dans l’histoire de l’Homme, que ce soit dans les peintures préhistoriques de la grotte de Lascaux ou de la grotte de Chauvet, dans les hiéroglyphes de l’Egypte antique ou encore dans les enluminures des manuscrits du Moyen Âge.

Les principaux pigments que l’on retrouve sur les parois peintes des grottes du Paléolithique sont peu nombreux :

  1. Les ocres sont empruntés, en général, aux roches ferriques, constituées le plus souvent d’argile et de pigments : jaune (exemple de goethite), rouge (l’hématite) ou brun (la limonite).
  2. Le charbon issu de bois brulés ou d’os calcinés pour le noir. Le charbon peut être utilisé directement sur la paroi ou bien broyé et mélangé à un liant (de la graisse animale par exemple).
  3. La craie et le kaolin (argile très fine) sont utilisés pour le blanc.
  4. Dans l’Egypte antique, deux couleurs dominent –le bleu et le vert. On retrouve ces couleurs dans les tissus, les temples ou encore les sarcophages. Le bleu « égyptien » sera le tout premier pigment artificiel (à base de cuivre).
  5. La restauration (1990-1992) des Noces de Cana, du peintre italien Paolo Véronèse, fait découvrir au scientifiques, historiens et conservateurs la richesse des pigments naturels (d’origine surtout minérale ou végétale) disponibles dans l’Italie du XVIe siècle – pays dont le commerce avec l’Orient et l’Occident est florissant.
  6. Le XIXe siècle, avec la synthèse de la mauvéine par le chimiste W-H. Perkin, marque l’essor puis la généralisation des colorants et pigments synthétiques.

Les impressionnistes, (Claude Monet, Edouard Manet, Edgar Degas, etc.),    apprécient ces substances, souvent bon marché, provenant de la chimie moderne.

Paramètres physiques et chimiques influençant la couleur

La couleur est obtenue en mélangeant un ou plusieurs colorants ou pigments. Elle peut être dépendante de différents paramètres.

Influence du milieu :

Pour l’expérience, on utilise le sulfate de cuivre qui se présente sous la forme d’une poudre bleue.
Approche expérimentale : On dilue du sulfate de cuivre dans différents solvants. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau suivant :

Influence du pH:

Le chou rouge contient un colorant qui confère une couleur violette à l’eau dans laquelle on le chauffe.
Approche expérimentale : On ajoute quelques gouttes de cette eau colorée à des solutions de pH différents. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau suivant :…

Influence de la température:

L’ocre est un pigment naturel d’origine minérale. Il doit sa couleur jaune à la présence de limonite.

Approche expérimentale : On chauffe à différentes températures de la poudre d’ocre. On constate qu’à moins de 300°C, l’ocre est jaune, à 300°C l’ocre devient orange et à 950°C, l’ocre est rouge. Ces différences de couleur s’expliquent par les différences de teneur en eau de l’ocre suite au chauffage.

Ainsi, la couleur obtenue en mélangeant des colorants ou des solvants peut varier selon les caractéristiques du milieu (type de solvant, pH) et des paramètres extérieurs (température, luminosité).
On peut donc modifier la couleur en changeant ces paramètres. Ce procédé est appelé transformation chromatique.

 



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