Chevreul et sa théorie de la vision dans le cadre du XIXe siècle

Chevreul's theory of vision in the nineteenth-century context

John Dixon Mollon

p. 137-146

Résumé

Chevreul's views on vision were developed within his own private framework and throughout his life he remained isolated from the writings of the German physiologists who dominated visual science during the nineteenth-century. His ambitious colour order system was the first to offer a set of references that were both practical and permanent, but the system was not based on the three dimensions of visual experience, and the larger part of his «hemispheric construction» is redundant. The law of colour contrast adds little to the concepts of Gaspard Monge, Count Rumford and Claude-Antoine Prieur, but Chevreul introduced to a broad, international public a set of phenomena that hitherto had been hidden away in scientific journals; he extended the concept of contrast to other perceptual dimensions; and his colour system provided a framework for the French tradition in the study of acquired impairments of colour vision.

Note de l’éditeur

In : G. ROQUE, B. BODO & F. VIÉNOT (eds) Michel-Eugène Chevreul. Un savant, des couleurs ! MNHN/EREC. 1997, 137-146, Paris ISBN 2-85653 50308


Texte intégral

1Mes collègues français m'ont confié la tâche de situer Chevreul, et sa théorie de la vision, dans le cadre du dix-neuvième siècle. Mais, en ce qui concerne sa théorie de la vision, Chevreul a évolué dans son propre cadre, à lui. Il fut, en quelque sorte, un savant du dix-huitième siècle, qui effectua un parcours individuel jusqu'au début du vingtième. Dans le catalogue de trois mille livres de sa bibliothèque particulière, qu'on peut consulter au Muséum d'Histoire Naturelle à Paris, on n'en compte que deux qui fussent publiés en allemand ; or ni l'un ni l'autre ne traite de la vision1. J'en déduis que Chevreul est resté éloigné des écrits allemands, par une barrière linguistique, durant un siècle où les physiologistes allemands dominaient les études visuelles. Chose frappante, le nom de Goethe ne se trouve pas mentionné dans les premiers écrits de Chevreul, quoique la Farbenlehre, rempli d'observations sur le contraste, ait été édité en 1810. Esprit fort et indépendant, Chevreul ne citait même que sélectivement les auteurs français ; il préférait faire lui-même des observations directes et méthodiques.

2Je discuterai, en premier lieu, de son système de couleurs, puis de ses propositions sur le contraste des couleurs, enfin de sa contribution au développement de la science de la vision.

Système de couleurs

3Son grand système de classification de couleurs est certes magnifique, mais bizarre, car les coordonnées de ce système ne cadrent pas avec l'expérience visuelle : elle découlent de la pratique de la teinture au dix-septième siècle. Aujourd’hui, on distingue trois dimensions dans l'expérience visuelle : la tonalité, la saturation – c'est-à-dire, la pureté ou l'éclat de la couleur – et la clarté. Or déjà au dix-huitième et au début du dix-neuvième, on avait édité en Allemagne des systèmes de classification construits sur cette base visuelle – par exemple, la Farbenpyramide de Mayer et la Farbenkugel de Runge (Lang, 1983). Mais Chevreul a préféré les dimensions pratiques de l'atelier de teinture (Chevreul, 1866).

4La figure 1 montre une représentation du plan horizontal de la « construction hémisphérique » de Chevreul. Au centre se trouve le blanc. Les couleurs franches se trouvent à des distances variées du centre : la couleur franche jaune, lumineuse, se trouve plus près du centre que la couleur franche bleue, moins lumineuse. La circonférence est toujours noire. Alors, en se déplaçant le long d'un rayon, du centre vers la circonférence, on trouve, d'abord, les mélanges de blanc avec la couleur franche, puis les mélanges de noir avec la couleur franche. Ainsi, sont confondues deux dimensions visuelles, la clarté et la pureté.

5La figure 2 montre en trois dimensions la « construction hémisphérique ». les couleurs qui se trouvent au-dessus de la base de l'hémisphère sont les couleurs « rabattues », c'est-à-dire, les « tons impurs » qu'on obtient quand on ajoute le noir à des couleurs données. Dans l'espace reproduit figure 1, un rayon incliné représente les couleurs rabattues au même degré. Plus le rayon est incliné, plus la couleur est rabattue, c'est-à-dire plus le rayon est incliné, plus grande est la proportion de noir qu'on ajoute. A chaque position sur un rayon incliné donné, ce « rabat », cette proportion de noir, est ajouté à la couleur se trouvant à la position correspondante sur le rayon horizontal de la base de l'hémisphère. Ainsi le « rabat » est-il mélangé avec une couleur franche et du blanc ou du noir, selon sa position sur le rayon incliné. Alors, le sous-espace, situé près du centre, où on mélange le blanc avec des couleurs rabattues, est un espace vraiment tridimensionnel. Car, en effet, on mélange du blanc, une couleur franche, et du noir du « rabat ». Mais, près de la circonférence, on mélange le noir à des couleurs rabattues ; c'est-à-dire, qu'on mélange une couleur franche avec du noir et encore plus de noir. Alors, la plus grande partie de l’espace est redondant ; en effet, c'est un sous-espace bidimensionnel.

6Néanmoins, le système de classification de Chevreul a constitué une réalisation audacieuse et importante. Chevreul fut le premier à offrir un système pratique, des références permanentes. On doit admirer le soin et la sophistication psychophysique avec lesquels il a fait vérifier l'espacement régulier des couleurs par ses assistants aux Gobelins, a calibré les couleurs de ses échantillons sur les raies de Fraunhofer du spectre solaire (Fig. 3), s'est assuré de la stabilité de l'éclairage nécessaire à l’observation des échantillons, et a veillé à rééquilibrer les jugements pour éviter les effets de l'adaptation visuelle (Chevreul, 1861). Incidemment, il remarqua le changement apparent de couleur des raies violettes du spectre qui virent au bleu lorsque l'intensité lumineuse augmente, phénomène dont on attribue la description au physiologiste allemand von Bezold vingt années plus tard.

Image

Figure 1. Base de la construction hémisphérique (Chevreul, 1883 : pl. III, Bibliothèque centrale MNHN Paris).

Image

Figure 2. Construction chromatique hémisphérique (Chevreul 1839 : atlas, pl. IV, fig. 15) (Bibliothèque centrale MNHN Paris).

Contraste des couleurs

7Quittons ces régions ombreuses de la construction hémisphérique pour revenir au plan horizontal et au cercle chromatique (Fig. 1). Si deux couleurs se trouvent sur le même diamètre du cercle chromatique, on les appelle « couleurs complémentaires » ; ce qui signifie que le mélange de ces couleurs donne une couleur neutre. Cette idée est fondamentale pour la loi célèbre de Chevreul, la loi du contraste des couleurs. Si l'on juxtapose deux couleurs A et B, la complémentaire de A s'ajoute à B et la complémentaire de B s'ajoute à A2. Autrement dit, les deux couleurs perdent ce qu'elles ont d'analogue, parce que ce composant est neutralisé (Chevreul, 1832). Par exemple, si l'on met un petit échantillon orange près d'un échantillon rouge, l'orange tend vers le jaune et le rouge tend vers le violet.

8Il est vrai que la loi de Chevreul est moins originale qu'il semble l'affirmer lui-même. Le Comte Rumford (1794, 1806) avait étudié le contraste simultané qui apparaissait dans les ombres colorées et sur les échantillons juxtaposés ; et il avait conclu qu'un champ coloré, juxtaposé à un champ gris, provoque toujours la sensation complémentaire dans le champ gris.

9Dans un article de Claude-Antoine Prieur, publié en 1805, se trouve un exposé explicite de la loi du contraste :

« ... les nouvelles couleurs manifestées par le contraste, sont toujours conformes à la nuance que l'on obtiendroit en retranchant de la couleur propre de l'un des corps, les rayons analogues à la couleur de l'autre corps ».

10D'ailleurs, en dépit de ce que dit Chevreul (1832, 1883), Prieur a bien compris qu'un contraste réciproque se manifeste entre deux petits champs colorés. Voici le texte :

« Si les corps forment plusieurs entourages, comme le seroit une suite de cercles décroissants, placés les uns au-dedans des autres, les couleurs de chacun réagiront respectivement. A chaque jonction il y aura, de part et d'autre, une lisière colorée par le contraste du corps voisin ».

11Chevreul n'a jamais fourni d'explication réelle au contraste simultané. Apparemment, il n'avait pas connaissance du mémoire qui est, à mon avis, le plus brillant qui ait jamais été publié sur le contraste de couleurs et les ombres colorées. Ce mémoire, donné à l'Académie en mai 1789 mais non cité par Chevreul, n’a été écrit ni par un allemand ni par un anglais, mais bien par un français distingué – Gaspard Monge (1746-1818), mathématicien, futur directeur de l'école Polytechnique, et ami intime de Napoléon Bonaparte. Monge avait compris que les ombres colorées avaient pour origine les mécanismes normalement responsables de la constance de couleurs, soit les processus permettant à notre œil de juger correctement la couleur des objets quelle que soit la couleur de l'éclairage. Il a démontré que la faculté qu'ont les rayons d'une certaine espèce d'exciter en nous la sensation d'une couleur particulière, ne tient à rien d'absolu. L'œil attribue la qualité de « blanc » à la couleur dominante de l'éclairage. A partir de là, toute différence avec cette couleur dominante sera considérée comme une différence avec le blanc. Essentiellement, l’hypothèse de Monge est identique à l'hypothèse d'Edwin Land (1964). Voici, rédigée en français du dix-huitième siècle, ce qui aurait pu être la conclusion de Land :

« Ainsi les jugements que nous portons sur les couleurs des objets ne paraissent pas dépendre uniquement de la nature absolue des rayons de lumière qui en font la peinture sur la rétine ; ils peuvent être modifiés par les circonstances, et il est probable que nous sommes déterminés plutôt par la relation de quelques-unes des affections des rayons de lumière, que par les affections elles-mêmes, considérées d’une manière absolue. » (Monge, 1789).

12De l'hypothèse de Monge on peut en principe déduire la loi de Chevreul, la loi du contraste des couleurs. Si l’illuminant manque de quelque constituant de la lumière blanche, il faut que le système visuel lui-même remette en place – pour ainsi dire – ce constituant, afin de maintenir la constance de l'apparence des couleurs des objets. Par définition, le constituant que l'on doit ajouter à l'illuminant pour le rendre blanc, c’est sa complémentaire. Ainsi, si des objets de quelque couleur dominent dans le champ visuel, le système visuel en déduit que c'est l'illuminant lui-même qui est teinté de cette couleur ; et la complémentaire est ajoutée – pour ainsi dire – à toutes nos sensations. En ce cas, on a l'habitude de dire que le contraste est une illusion ; mais cette « illusion » découle du mécanisme normal de constance des couleurs, qui fonctionne sans erreur la plupart du temps (Mollon, 1990, 1995). Les ombres colorées représentent un cas intermédiaire : ici c'est vraiment l'illuminant qui est coloré, et l'erreur du système visuel, c'est de supposer qu'une ombre (illuminée peut-être par la lumière blanche) soit un objet éclairé par la lumière colorée dominante.

13Il est curieux que Chevreul n'ait pas cité le mémoire de Monge, pourtant publié dans une revue connue et estimable, et cité dans l'article de Prieur et dans plusieurs publications secondaires de la première partie du dix-neuvième siècle (par exemple, Monge, Cassini, Bartholon et Hassenfratz, 1814). Encore aujourd'hui il y a deux classes de théories du contraste de couleur, les unes qui attribuent le contraste à la constance de couleur, et les autres, qui supposent que le contraste nous sert à mieux percevoir les différences de couleurs. Les deux hommes, Monge et Chevreul, resteront toujours associés aux deux hypothèses.

Les contributions positives de Chevreul

14Mais alors, quelle a été la contribution de Chevreul à la Science de la vision ?

  1. Chevreul a introduit les termes « contraste simultané » et « contraste successif », termes qui ont clarifié les débats suivants et subsistent à ce jour.
  2. Par son esprit formidable et par son insistance, Chevreul a présenté à un public international un phénomène qui jusque-là était resté caché dans les pages de revues scientifiques. On pourrait le comparer à Edwin Land : tous les deux appartiennent au monde industriel, tous les deux ont découvert eux-mêmes le contraste des couleurs, tous les deux n'ont pas tenu compte des écrits contemporains, et tous les deux ont excité l'intérêt d'un large public (Motion, 1985).
  3. Chevreul a généralisé l’idée du contraste. Il a bien compris que nos sens ne sont pas construits pour donner les jugements absolus, mais au contraire excellent à établir les jugements comparatifs. Or quand nous comparons une chose avec une autre, nous percevons toujours leurs différences mieux que leurs ressemblances. L'exemple de Chevreul sur le contraste de grandeur géométrique précède de cinquante ans les travaux des psychologues allemands sur les illusions géométriques (Chevreul, 1839).
  4. Le système de couleurs de Chevreul a fourni un cadre pour l'étude des dyschromatopsies acquises (affections de la vision des couleurs associées à certaines pathologies). Alors que les daltoniens congénitaux confondent quelques couleurs spécifiques tout en distinguant bien les autres, dans les dyschromatopsies acquises on trouve fréquemment une altération générale de la perception de la saturation : le sujet perçoit les couleurs comme pâles et délavées, et la zone achromatique, au centre de l'espace des couleurs, s'agrandit. Les cercles chromatiques de Chevreul ont constitué le point de départ de la construction par l'ophtalmologiste Galezowski (1868), d'une échelle des couleurs spécialement conçue pour tester les altérations de la perceptivité colorée de l'oeil (Lig. 4). Cette initiative fut reprise par son élève Chibret (1844-1911 ; voir Sulzer, 1911), qui a introduit le « chromatophotomètre », instrument très ingénieux pour la mesure de la zone achromatique de l'espace des couleurs d'un malade (Colardeau, Izaru et Chibret, 1885). Et la tradition française dans cette discipline de l’étude de défauts de la vision des couleurs, sur ce principe, demeure vivante aujourd'hui (Lanthony et Dubois-Poulsen, 1973 ; Lanthony, 1977).
Image

Figure 3. Spectre solaire (Chevreul, 1839 : pl. I, détail Bibliothèque centrale MNHNParis).

Image

Figure 4. Échelle chromatique du Dr Galezowski (1868) composée d'après les cercles de couleur de Chevreul. (Bibliothèque centrale MNHN Paris).

15Je tiens à remercier Mme F Viénot de ses précieux commentaires et de sa lecture de mon texte français.

Bibliographie

Des DOI sont automatiquement ajoutés aux références bibliographiques par Bilbo, l’outil d’annotation bibliographique d’OpenEdition. Ces références bibliographiques peuvent être téléchargées dans les formats APA, Chicago et MLA.

Références bibliographiques

Chevreul, E., « Sur l’influence que deux couleurs peuvent avoir l'une sur l'autre, quand on les voit simultanément », Mém. de l'Acad. Sci., (lu en 1828), 11, p. 1832.

Chevreul, E., De la loi du contraste simultané des couleurs, Paris, 1839.

Chevreul, E., « Exposé d'un moyen de définir et de nommer les couleurs », Mém. de l'Acad. Sci., 1861, 53.

Chevreul, E., « Des arts qui parlent aux yeux... », J. des Savants, 1866.

Chevreul, E., « Mémoire sur la vision des couleurs matérielles en mouvement de rotation », Mém. Acad. Sci., 42, 1823.

Colardeau, Izaru et Chibret, J., « De l'application de la polarisation chromatique à la détermination rapide et quantitative de l'acuité chromatique dans la région de la macula », Bull. et Mém. Soc. Franç. d'Ophtalmol., 3, p. 316-320.

Galezowski, X., Du diagnostic des maladies des yeux par la chromatoscopie rétinienne précédé d'une étude sur les lois physiques et physiologiques des couleurs, Paris, J.-B. Baillière et fils, 1868.

10.1002/9780470719404 :

Land, E.-H., « The Retinex », American Scientist, 1964, 52, p. 247-264.

10.1002/col.5080080406 :

Lang, H. « Trichromatic theories before Young », Color Research and Application, 1983, 8, p. 221-231.

Lanthony, R, « Sémiologie clinique de la saturation chromatique », 1977, Clin. Ophtalmol., 3, p. 47-106.

Lanthony, P. et Dubois-Poulsen, A., « Le Famsworth-15 désaturé », Bull. Soc. Ophtalmol., 1973, 73, p. 861-866.

Mollon, J.-D., « Studies in scarlet », The Listener, 1985, 113, no 2891, p. 6-7.

Mollon, J.-D., « The tricks of colours », in Barlow, H.B., Blakemore, C. and Weston-Smith, M. (eds.) Images and Understanding, Cambridge University Press, Cambridge, 1990, p. 61-78.

Mollon, J.-D., « Seeing colour », in Lamb, T. and Bourriau, J. Colour : Art & Science, Cambridge University Press, Cambridge, 1995, p. 127-150.

Monge, G., « Mémoire sur quelques phénomènes de la vision », Annales de Chimie, 1789, p. 131-147.

Monge, G., Cassini, J.-D., Bartholon, Hassenfratz, J.H., Encyclopédie Méthodique : Physique. Tome II, 1814.

Prieur, C.-A., « Considérations sur les couleurs et sur plusieurs de leurs apparences singulières. » Annales de Chimie, 1805, 54.

Rumford, B.T., « An account of some experiments on coloured shadows. », Phil, Trans, Roy. Soc. London, 1794, p. 107-118.

Rumford, B.T., Œuvres, Paris, 1806.

Sulzer, « Jean-Baptiste-Paul-Louis Chibret, Fondateur de la Société française d'Ophtalmologie, 1844-1911 », Annales d'Oculistique, 1911, 146, p. 229-240.

Notes de bas de page

1 Il faut noter que le catalogue comprend une traduction française (publiée en 1866) de l'ouvrage Des couleurs de Brücke.

2 Le terme « complémentaire » présente une ambiguïté. Dans son acception rigoureuse, il indique que les deux couleurs dont on parle redonneraient, dans un mélange additif, la couleur d'un illuminant blanc donné. Dans le cas des contrastes, la formule est elliptique et indique que l'apparence de deux couleurs juxtaposées est comparable au résultat d’un mélange de chaque couleur avec la complémentaire de l'autre.


Le texte seul est utilisable sous licence Licence OpenEdition Books. Les autres éléments (illustrations, fichiers annexes importés) sont « Tous droits réservés », sauf mention contraire.