Ecole de Printemps 2002 – Couleur des matériaux Aspects chimiques

Ecole de Printemps 2002
Ecole thématique interdisciplinaire CNRS
La couleur des matériaux : « Aspects chimiques »

Lundi 18mars
14h00 Ouverture de l’Ecole
Mathieu Barrois et Patrick Callet
15h00 – 16h00 Les fondements physiques de la couleur chimique
Libero Zuppiroli,
Laboratoire de physique métallurgique, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

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Longtemps les physiciens n’ont pas compris grand chose aux couleurs chimiques. En effet la physique classique était impuissante à expliquer cette part de l’interaction lumière – matière que l’on appelle inélastique et qui contrôle la teinte des corps par l’intermédiaire de l’absorption. Et pour cause, car sans la mécanique quantique des années 1930, sans les orbitales atomiques et moléculaires, sans la théorie des bandes, ni le rouge de la carotte ni celui du cinabre (HgS) n’auraient jamais eu la moindre chance d’être compris en profondeur. Aussi la couleur chimique resta-t-elle très longtemps l’apanage du teinturier et du peintre et seuls quelques savants particulièrement éclairés de la physique comme Euler et Lorentz s’y risquèrent avec un certain bonheur. àç la fin du 19e siècle, la chimie industrielle naissante inspira des théories moléculaires particulièrement avancées (A. Kékulé, O.N. Witt). Les structures moléculaires étaient « mises à plat » en formules développées qui apparaissaient aussi comme un nouveau langage symbolique de la couleur. Rappelons qu’en cette même fin du 19e siècle, les physiciens les plus renommés comme Max Planck avaient encore de la peine à croire à la réalité de l’atome. Aujourd’hui la mécanique quantique permet de dégager les caractéristiques atomiques et moléculaires qui contrôlent l’absorption de la lumière. Nous le verrons sur quelques exemples particulièrement parlants. Et si nous y ajoutons une compréhension plus classique de la diffusion de la lumière, particulièrement active quand le milieu coloré est finement divisé, nous savons pleinement rendre à la couleur chimique la part de physique qui lui revient. Mais dans la couleur chimique ce n’est pas seulement le principe colorant qui compte, la teinture aussi belle et saturée soit-elle, doit s’accrocher aux fibres du tissu ; le pigment a besoin d’un liant pour garder la place que le peintre lui a attribuée. Si l’utilisation des mordants, la fabrication de l’aquarelle ou de la détrempe ont résulté d’expériences purement empiriques, la science des matériaux moléculaires et des polymères apporte aujourd’hui sa brillante contribution physico-chimique à ce vaste sujet.
Libero Zuppiroli
Laboratoire d’optoélectronique des matériaux moléculaires
Institut des Matériaux – Ecole Polytechnique Fédérale
16h15 – 17h30 Pigments et colorants naturels vus par un chimiste
Claude Andary, Laboratoire de botanique, Phytochimie et Mycologie, CNRS, Faculté de Pharmacie de l’université Montpellier1

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Les colorants d’origine végétale ont été utilisés avec succès depuis la préhistoire, jusqu’à l’apparition des colorants de synthèse. Ces derniers présentent un aspect pratique et économique plus attractif, mais également une source de pollution plus importante. On distingue trois couleurs de base dans les couleurs végétales, qui sont produites par un grand nombre de plantes. Le jaune est la couleur la plus commune car elle est due en grande partie aux flavonoïdes, molécules abondamment représentées dans le règne végétal (ex : la gaude, le genêt des teinturiers, le cardon,etc. Le rouge est une couleur plus rare, très recherchée et obtenue à partir de plantes contenant, en général, des anthocyanes ou des anthraquinones (ex : le sureau, la garance, etc.). Enfin le bleu, très utilisé en Afrique et en Asie, est dû, presque toujours, à un noyau chimique de base : l’indoxyle, qui donne par oxydation un pigment bleu : l’indigo (ex : le pastel, les Indigofera, la renouée des teinturiers, etc.). L’analyse chimique de ces couleurs peut se faire grâce à des analyses chromatographiques simples. En réalité, les plantes tinctoriales (comme toutes les plantes) correspondent à des milieux complexes, contenant des centaines de molécules, mais seulement certaines d’entre elles se fixent sur la fibre textile ou sont précipitées sous forme de pigments. Chaque plante étant originale, une analyse chimique plus poussée permet de mieux comprendre pourquoi les couleurs obtenues présentent une palette de nuances aussi variées.
Claude Andary
Laboratoire de Botanique, Phytochimie et Mycologie
Faculté de Pharmacie de Montpellier
17h45 – 18h45 La vision des couleurs
Jean Le Rohellec, Laboratoire Mouvement Action et Performance, INSEP

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Tenter de comprendre la vision des couleurs nécessite de connaître quelques principes qui régissent le traitement des informations sensorielles en général et visuelles en particulier. Principalement, deux disciplines collaborent à l’étude des mécanismes sensoriels : la neurophysiologie et la psychophysique : la neurophysiologie nous renseigne sur les propriétés des neurones et sur leur organisation en réseaux, la psychophysique teste les propriétés fonctionnelles des systèmes en réponse à un stimulus physiquement défini. Ces deux disciplines partitionnent le traitement de l’information physique par le système nerveux en étapes successives d’élaboration du signal biologique.
Chaque neurone de la voie visuelle – où qu’il soit situé dans la hiérarchie du traitement – reçoit, transforme et communique des signaux extraits de la scène visuelle ; la zone de l’espace à laquelle chaque neurone est sensible – directement ou indirectement – est appelée champ récepteur du neurone. L’organisation fonctionnelle des champs récepteurs permet de faire des comparaisons spécifiques. Ces comparaisons génèrent dans le système nerveux un signal de contraste sous la forme d’une information différentielle. L’extraction des signaux de contrastes spectraux est initialement permise par l’existence de 3 familles de photorécepteurs  » cônes « , dont les maxima de sensibilité se répartissent non uniformément le long du spectre visible. Après avoir présenté les différentes étapes du traitement de l’information chromatique, nous insisterons sur le fait que la perception visuelle doit être conçue comme une construction élaborée dans le temps.
Jean Le Rohellec
INSEP – Laboratoire Mouvement, Action & Performance
21h00 café scientifique Dialogue entre physiciens et chimistes
Animateurs : Jacques Lafait, Laboratoire d’Optique des Solides, Université Pierre et Marie Curie ; Albert Chambonnet
 
Mardi 19 mars
9h00-10h30 Les grandes familles de colorants naturels : synthèse historique
Dominique Cardon, CNRS

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Les pigments du groupe des quinones ne colorent pas directement nos paysages : la plupart sont cachés dans des racines ou des écorces, camouflés dans des lichens couleurs de murailles ou dissimulés dans le corps d’insectes grisâtres. Pourtant la Nature leur a donné le pouvoir de fournir à l’homme les plus anciennes et les plus belles teintures rouges de son histoire : garance, carthame, orcanette pour le règne végétal ; kermès et cochenilles pour les insectes. Comme la couleur jaune dans la nature, les plantes flavonoïdes sont très répandues. Les recherches modernes sur la chimie végétale ont mis en évidence la présence dans la plupart des plantes sous une forme ou une autre, de pigments tinctoriaux jaunes regroupés sous le nom de « flavonoïdes ».
Les anthocyanes sont des pigments dissous dans le suc cellulaire des plantes et de structure chimique très voisine de celle des flavonoïdes teintures jaunes. La plupart des teintes rouges, violettes et bleues des fleurs et fruits du monde entier en contiennent. L’indigo, matière colorante bleu foncé, diffère de toutes les autres teintures : il n’existe pas directement dans les nombreuses « plantes indigo ». L’indican et l’isatan B présents dans les plantes sont décomposés par hydrolyse en indoxyle incolore et sucre. Par regroupement de 2 molécules d’indoxyles, présence de l’oxygène de l’air se forme l’indigo. On appelle communément tanins des substances d’origine végétale de saveur astringente, donnant en présence de sels ferriques une coloration brun verdâtre ou brun bleuâtre Les tanins sont des mélanges complexes de polyphénols et leur propriété commune est de tanner la peau. Ils sont très répandus dans le règne végétal certaines familles botaniques en sont particulièrement riches : conifères, légumineuses, anacardaciées, fagacées.
Dominique Cardon
CNRS
10h45 – 11h45 Les paramètres clefs de la couleur vus par un chimiste du solide
Alain Demourgues, Institut de Chimie de la Matière Condensée , Bordeaux

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Le phénomène d’absorption d’énergie par la matière, à l’origine de la couleur de nombreux matériaux, se traduit par des transitions mettant en jeu des niveaux discrets en énergie ou des bandes plus larges dans le solide minéral. L’électron qui transite d’un niveau à l’autre dépend de l’énergie du rayonnement incident. Dans le cas des solides, l’étude des niveaux électroniques doit être traité par la théorie des bandes qui prend en compte la structure cristalline du composé. Le grand nombre de combinaisons d’orbitales atomiques constitue un quasi continuum appelé bande d’énergie. Les niveaux liants, ou bande de valence, renferment les électrons, alors que les niveaux anti-liants, ou bande de conduction, sont vides. L’énergie de la lumière incidente ne sera absorbée que si elle est supérieure à celle du gap (bande interdite ou différence d’énergie entre le haut de la bande de valence et le bas de la bande de conduction). Lorsque la largeur de la bande interdite est de trop forte énergie, l’absorption a lieu dans l’UV et le matériau apparaît blanc. C’est le cas de la grande majorité des oxydes minéraux (TiO2, SiO2, ZnO, Al2O3, etc.). Lorsque la covalence de la liaison anion/cation augmente (anions allant du fluor, vers l’oxygène puis l’azote et le soufre), la largeur de la bande interdite diminue et l’absorption peut alors se produire dans le visible. L’ intensité de l’absorption va dépendre des niveaux ou bandes d’énergie mises en jeu. Ainsi la chimie du solide sert à mieux appréhender les nouveaux composés inorganiques et à en prédire les gammes d’absorption. Il s’agit, pour chacun des composés, d’identifier la largeur de la bande interdite (gap) qui correspond à l’énergie associée au phénomène d’absorption. Ainsi, divers paramètres identifiés par le chimiste du solide doivent être pris en compte :
• les énergies d’ionisations associées aux cations à l’origine de la présence de niveaux accepteurs ou donneurs d’électrons dans la bande interdite ;
• des grandeurs électrostatiques comme le champ cristallin des cations qui influencent la position et la largeur de la bande de conduction . Le champ cristallin est plus faible dans le cas des fluorures que dans le cas des oxydes ;
• des paramètres de covalence essentiellement associés aux anions qui définissent très souvent la position et la largeur de la bande de valence. La largeur de la bande de valence croît selon l’ordre suivant F < O < S et la stabilisation en énergie varie selon F > O > S ;
• la symétrie du réseau cristallin permettant d’identifier des transitions directes ou indirectes (pertes d’énergie liées aux phonons) ;
• les énergies des phonons (mode de vibration de réseau), d’autant plus faibles que les atomes sont lourds et peu chargés.
Différents exemples seront traités tel que la couleur dans les oxydes de fer ou de chrome trivalent associée à des phénomènes de transfert de charges cation-oxygène ou encore les sulfures et fluorosulfures de terres rares où dans certains cas (Ce3+, Pr3+) des transitions électroniques de type intra atomique sont responsables de leurs couleurs.
Alain Demourgues
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux
12h00 – 13h00 Berlin La couleur de la turquoise osseuse
Ina Reiche, Rathgen-Forschungslabor Staatliche Museen

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La capacité‚ de certaines vestiges osseux fossilisés à prendre la couleur bleu turquoise après chauffage a été connue par des moines cisterciens dès le Moyen Âge. Ils produisaient ainsi des pierres semblables à la turquoise minérale. Ces turquoises osseuses aussi nommés odontolites, furent utilisées comme pierre semi-précieuse pour orner des objets d’art, comme par exemple la Croix Reliquaire de la Vraie Croix de la collection du Musée National du Moyen Âge, Paris. Les premières sources écrites décrivant la capacité des vestiges osseux à prendre la couleur turquoise lors d’un traitement thermique datent du XVIIe siècle (de la Brosse, 1628 ; Réaumur, 1715), mais l’origine de la couleur restait toutefois une énigme. De nombreux scientifiques ont tenté de percer ce mystère, mais même les hypothèses les plus récentes (inclusions de vivianite, Fe3(PO4)2.xH2O) étaient peu satisfaisantes. L’analyse physico-chimique de différents échantillons de turquoise osseuse ainsi que de l’ivoire de mastodonte fossilisé a permis d’exclure les différentes hypothèses proposées jusqu’à présent. La turquoise osseuse correspond à une fluorapatite bien cristallisée présentant des traces de fer, de manganèse, de baryum et d’uranium. Aucune inclusion expliquant la couleur turquoise n’a été révélée. L’analyse des impuretés capables de produire des colorations intenses des minéraux a été menée de manière parallèle avec des méthodes analytiques adaptées, telles que la luminescence induite par laser résolue en temps et la spectroscopie d’absorption optique et X. Ces travaux ont permis de prouver, pour la première fois, la véritable origine de la couleur de la turquoise osseuse. La présence de Mn5+, ion à l’état de trace, dans un environnement tétraédrique oxygéné, structure très peu courante pour le mangasèse, donne naissance à la coloration turquoise. Nous avons ensuite reconstitué en laboratoire les modes de fabrication de la turquoise osseuse, tels que les moines ont d– les pratiquer. Enfin, nous avons effectué une recherche dans les collections publiques pour trouver d’autres exemples d’utilisation de la turquoise osseuse sur des ouvres d’art. Parmi treize pierres turquoises, provenant de huit pièces du Musée du Louvre, trois se sont révélées être des turquoises à base d’os et d’ivoire. Il reste à savoir si ces matériaux ont, à l’époque, été considérés comme étant réellement de la turquoise minérale ou s’ils ont été utilisés volontairement en connaissance de cause.
Ina Reiche
Rathgen-Forschungslabor Staatliche Museen zu Berlin
Stiftung Preuáischer Kulturbesitz
16h00-17h00 Coloration des matériaux par absorption
Stéphane Jobic, Laboratoire de Physique Cristalline, Institut de Matériaux de Nantes

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Deux types d’interaction rayonnement-matière sont à prendre en considération pour rendre compte d’une coloration: les interactions élastiques et les interactions inélastiques. Les premières affectent la direction du rayonnement incident mais pas son intensité globale. La couleur provient alors de phénomène de réfraction, diffusion ou diffraction. Ces processus définissent habituellement les couleurs dites physiques. Les interactions inélastiques définissent elles plutà´t les couleurs dites chimiques: les chocs inélastiques entraînent un changement de composition du rayonnement incident. La substance absorbe de l’énergie dans le domaine du visible et soustrait cette énergie au spectre lumineux incident qui se trouve donc altéré et « coloré » en sortie du matériau absorbant. Au cours de l’exposé, seront abordés succinctement les différents processus de coloration par absorption de matériaux. Puis nous nous focaliserons sur les problématiques associées à la recherche de nouveaux pigments. En effet, eu égard à de nouvelles réglementations européennes, toujours plus sévères en matière de préservation de l’environnement, de nombreux programmes de recherches ont pour objectif la mise au point de nouveaux pigments inorganiques ne contenant aucun élément lourd comme le plomb, le mercure, le cadmium, etc. Nous insisterons sur la nécessité de mener, parallèlement à la synthèse et aux caractérisations optiques, des calculs de structures électroniques dans le but d’identifier les mécanismes d’absorption et de déterminer les paramètres qui les régissent. Nous décrirons notamment l’importance de l’effet inductif, c.a.d. la possibilité de modifier l’ionocovalence de la liaison luminophore-ligand via un élément tiers, pour influer sur le seuil d’absorption. Nous illustrerons nos propos en discutant des propriétés optiques de g-Ce2S3 (rouge) et CePS4 (jaune) et de la nature du lien chimique Ce-S dans ces matériaux.
Stéphane Jobic
Institut des Matériaux Jean Rouxel, Laboratoire de Chimie des solides
17h15 – 18h15 Three organic purple dyes starting from historical point of view
Chris Cooksey

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The three organic dyes which will be described are murexide, lichen purple and shellfish purple. The origin and chemistry of each one is quite different. Murexide was first mentioned by Scheele in 1776. He noted the intense red-purple colour obtained when human calculi containing uric acid were dissolved in nitric acid and, after evaporation, the resulting solid treated with ammonia. This chemical curiosity was studied by Prout (1818) using boa constrictor excrement. The chemistry was elucidated by Liebig and Wàâhler (1838) using uric acid obtained from guano and industrial production of the dye started in 1855. Lichen purple is a direct dye obtained from many lichen species by the reaction with ammonia and air, and has been known since biblical times. Colourless precursors in the lichen are hydrolysed to give orcinol (Robiquet, 1829) which reacts with ammonia and air to give a complex mixture of coloured phenazones (Musso, 1956-1965). Shellfish purple has been known since at least 1900 B.C. and was a major Mediterranean industry (‘Tyrian purple’) in Roman times. There are two distinct ways of dyeing: (a) by dipping in a dye vat and (b) by direct application of colour precursors from the mollusc on to the cloth. The direct dyeing process, first described by Cole (1685), is accompanied by spectacular colour changes from yellow through green and blue to purple, and by a powerful odour. The major colorant was first positively identified by Friedlà¤nder (1909) as 6,6′-dibromoindigo. Major contributions to the understanding of the chemistry were made by Fouquet (1970) and Baker (1974), which involves enzymes, oxygen and light. More recent studies have investigated the minor components of the purple dye and the reasons why 6,6′-dibromoindigo is usually purple.
Chris Cooksey
18h30 – 19h30 Les colorants en peinture
Jan Wouters, Institut Royal du Patrimoine Artistique IRPA, Bruxelles

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Le Laboratoire des Matériaux et Techniques de l’Institut royal du patrimoine artistique (KIK/IRPA, Bruxelles, Belgique) est responsable de l’analyse de tous les matériaux naturels qui furent appliqués pour la création d’objets qui ont actuellement une valeur culturelle et/ou artistique. Ces analyses permettent d’établir des aspects technologiques inhérents. Un des éléments les plus importants dans ces objets historiques est certainement la couleur. Depuis vingt ans, les colorants naturels de nature organique sont analysés à l’IRPA avec des systèmes de chromatographie liquide à haute performance, combinés à des détecteurs à barrette de diode (HPLC-PDA). Pendant cette longue période, les appareils et logiciels pour le traitement des données furent souvent renouvelés afin de répondre à l’évolution des exigences concernant la taille des échantillons et la précision de la détermination d’une ou de plusieurs sources biologiques utilisées pour l’établissement de la couleur. Toute cette évolution a mené à la situation actuelle qui permet, dans plus de 90 % des cas, de déterminer ces sources biologiques utilisées jadis pour la teinture de textiles ou la peinture des tableaux et statues polychromes. La taille des échantillons ne dépasse pas les quelques centaines de microgrammes. Les possibilités de cette technique peuvent être illustrées par des exemples sélectionnés, afin de pouvoir démontrer la valeur ajoutée de la technique utilisée. Cette valeur ajoutée peut porter sur la détermination plus précise des sources biologiques jusqu’au niveau de l’espèce, sur l’analyse de mélanges constitués parfois de cinq sources biologiques différentes et sur la technologie spécifique de production (p.e. textiles ikat) ou la nature d’une intervention (p.e. un surpeint). Plus spécifiquement, les exemples suivants seront discutés. La distinction entre cinq espèces de rouges d’insectes par le traitement statistique des données chromatographiques, et l’application de ce protocole aux analyses de teintures et de laques rouges; l’établissement de la relation entre des groupes de colorants et des périodes historiques des textiles péruviens précolombiens; la détermination de la séquence des bains de teinture de textiles ikat de l’Europe Centrale; les micro-analyses des encres et peintures des manuscrits; l’identification du type de tanin et du mode de tannage des peaux de la Mer Morte; les problèmes rencontrés dans l’analyse des pourpres et des rouges de carthame. A la fin de l’exposé sera donnée une impression des évolutions futures possibles dans le domaine.
Jan Wouters
Institut royal du patrimoine artistique, Bruxelles
21h00 L’avènement des colorants synthétiques et artificiels
Georges Bram, GHDSO, Université de Paris Sud, Orsay

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La distillation en vase clos du bois, puis de la houille, donne des gaz qui brûlent avec une flamme très brillante. Ainsi naît au début du XIXèm siècle l’industrie du gaz d’éclairage qui va bouleverser la vie domestique et sociale. Du goudron de houille, sous-produit de cette industrie, les chimistes vont, à partir des années 1840, réussir à obtenir des composés chimiques (benzène et dérivés) dont l’utilisation va permettre la naissance de la grande industrie chimique organique, en particulier celle des colorants de synthèse et des colorants artificiels Ainsi en 1859 l’Anglais William Perkin (1838-1907) obtient la mauvéine, par oxydation d’un mélange d’aniline et d’allytoluidine ; il ouvre ainsi la voie aux colorants de synthèse dont l’expansion est très rapide. La synthèse chimique et la préparation industrielle de deux colorants naturels, le principe actif de la garance – l’alizarine- et l’indigo seront réalisées respectivement en 1879 et 1897. L’alizarine et l’indigo artificiel vont très vite complètement supplanter l’usage des colorants naturels correspondants Les microbiologistes qui utilisent ces colorants pour étudier les préparations microbiennes au microscope constatent que des colorants de synthèse peuvent inactiver certains microbes. Ainsi naît la chimiothérapie avec le « Salvagnin » ou « 606 », premier anti-syphilitique efficace (P.Erlich 1909), et les sulfamides, première gamme de médicaments anti-infectieux efficaces (G.Dogmagk 1935), dont l’utilisation précède celle des antibiotiques.
Georges Bram
Institut de Chimie Moléculaire d’Orsay (ICMO) et Groupe d’Histoire et de Diffusion des Sciences d’Orsay (GHDSO)
Mercredi 20 mars
09h00 – 12h30 Visite-conférence Couleurs à boire, couleurs à manger : d’Avignon à Apt, visites d’entreprises productrices ou utilisatrices de pigments et colorants
14h00 – 15h00 Visite-conférence Le Conservatoire des ocres et pigments appliqués Association ôkhra Mathieu Barrois
15h00 – 19h00 Ateliers pratiques Organisation de mini-ateliers pratiques de mise en œuvre des couleurs et rencontres entre chercheurs et praticiens
Cuve de pourpre par fermentation
Inge Bösken-Kanold

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En ouvrant le Murex trunculus, appelé en Provence « escargot de mer », à l’endroit où se trouve la glande hypobranchiale, on l’expose à la lumière et à l’oxygène, ce qui déclenche le devenir d’une couleur. De l’incolore elle vire au jaune, au vert, au bleu pour terminer en une des multiples nuances violette entre le bleu et le rouge. Cela donne une identité de couleur à chaque animal, dépendante de son habitat, son âge, son sexe, sa nourriture. Or, si l’on mélange une quantité de glandes coupées pour un bain de teinture, le résultat est une seule couleur qui peut être influencée par les recettes du teinturier. Nous avons réussi cette reconstitution d’une cuve de pourpre à l’ancienne avec une belle couleur violet foncé sur laine et bleu sur soie. Inge Bösken Kanold
Artiste
Emaux colorés au cuivre
David Challier

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L’émail est une fine couche de verre fondue à la surface d’une céramique, on pourrait dire qu’il s’agit d’un vernis  » au sens premier « . Nous connaissons tous le verre à vitre, le cristal ou le pyrex. Tous ces verres sont transparents et craignent la casse, cependant ils réagissent différemment lorsqu’on les colore. Pourquoi, comment ? Explication et démonstration en composant et cuisant ces émaux.
David Challier
Facteur d’émaux
Teintures végétales sur différents textiles
Karine Delaunay

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Le temps d’un après-midi, on découvrira des teintures végétales selon des procédés anciens et l’on obtiendra des couleurs vives et éclatantes. On préparera une cuve d’indigo. On utilisera aussi le curcuma, la noix de galles et si on a le temps la bourdaine. On teindra des tissus de soie, de laine, de lin et de coton.
Karin Delaunay
Artiste textile
Fabrication de pigments végétaux et de laques
Michel Garcia

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Présentation des nombreuses possibilités qu’offrent les couleurs végétales : pigments, colorants, laques, teintures, peintures et encres naturelles. Exemples de fabrication de pigments végétaux.
Michel Garcia
artisan
président de l’association Couleur Garance
Des techniques polychromes sur bois à leur vieillissement
Thierry Herbinière

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Durant cette demi-journée, on présentera et on pratiquera différents matériaux traditionnels concernant l’apprêtage des bois et la préparation des supports. Blanc de Meudon, Kaolin, Gesso italien, sur ces apprêts différentes techniques polychromes seront mises en oeuvre et expérimentées à l’aide de pigments minéraux. L’on terminera par la présentation de quelques finitions traditionnelles.
Thierry Herbinière
artisan
21h Conférence publique La lumière et la couleur
Georges Roque, CNRS

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On a souvent tendance à confondre lumière et couleur, étant donné que les deux phénomènes ont beaucoup en commun. Pourtant leurs relations ont fluctué au gré des époques et des cultures. Après avoir donné quelques exemples de la complexité des liens entre lumière et couleur, je tenterai de montrer l’importance que les théories scientifiques de la lumière ont eue sur la pratique artistique et en particulier la pratique de la couleur. J’insisterai en particulier sur la seconde moitié du XIXe et le début du XXe siècles, période pendant laquelle les peintres se sont beaucoup appuyé sur les données scientifiques pour agencer les couleurs sur leurs toiles.
Georges Roque
EHESS
 
Jeudi 21 mars
09h00 – 10h00 Les propriétés anti-oxydantes de quelques colorants alimentaires
Claudette Berset, Ecole Nationale Supérieure des Industries Agricoles et alimentaires, Massy

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Notre alimentation est de plus en plus étroitement associée à des préoccupations de santé et à ce titre, des agents de protection contre les oxydations biologiques sont activement recherchés. Les caroténoïdes sont sans doute la classe de colorants dont les propriétés antioxydantes sont les plus intéressantes pour l’alimentation car ils sont capables de désactiver des espèces très réactives comme l’oxygène singulet ou les photosensibilisateurs, facteurs d’accélération des oxydations. Mais leur action physiologique reste assez mal connue. Certains comme le lycopène ou le b-carotène pourraient renforcer l’action de la vitamine E, d’autres comme la lutéine et la zéaxanthine pourraient empêcher ou ralentir certains phénomènes de dégradation de la vision liés à l’âge. Un surdosage de ces caroténoï;des par le biais d’une supplémentation systématique peut toutefois entraîner des conséquences néfastes. Les anthocyanes appartiennent à la classe des flavonoï;des, dont les propriétés antioxydantes sont réputées prévenir les maladies cardio-vasculaires. Il reste toutefois à prouver que les effets bénéfiques constatés peuvent leur être attribués de façon spécifique. L’efficacité antioxydante des anthocyanes obéit aux règles structurales déjà établies pour d’autres classes de flavonoï;des. C’est très récemment que l’on s’est penché sur les propriétés antioxydantes des bétanines. La mise en évidence de leur action inhibitrice de l’activité lipoxygénasique présente un certain intérêt pour la conservation des matières premières alimentaires mais leur absorption paraît trop faible pour déclencher des effets protecteurs in vivo. Leur rôle au niveau de l’épithélium intestinal est toutefois à examiner. Les recommandations nutritionnelles préconisent une consommation accrue de fruits et légumes pour améliorer le statut antioxydant de la population française.
Claudette Berset
Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles
Département Science de l’Aliment
ENSIA
10h15 – 11h15 Décoration et pigments à effets spéciaux
Dominique Corger, Itech, Lyon

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Un consommateur n’achète pas que des produits de nécessité et des fonctionnalités. Son comportement est rationnel pour partie seulement : entre 2 objets remplissant les mêmes fonctions, à des prix peu différents, son regard peut être attiré par une forme, un aspect de surface, une texture, une couleur spéciale ou changeante. Une partie de sa décision d’achat viendra de cet « emballage ». Un sur-emballage de bouteilles d’eaux minérales, un flacon de parfum, une carrosserie de véhicule ne sont pas conçus au hasard du point de vue esthétique. L’être humain a aussi un côté poétique et rêveur. La possession de certains objets lui permet de se différencier de la foule. Il veut parfois changer rapidement d’aspect selon le milieu et l’endroit fréquentés, soit pour s’y diluer, soit pour s’en démarquer. Mis à part la cosmétique qui utilise depuis très longtemps des effets nacrés, l’utilisation des « couleurs changeantes » est assez récente dans d’autres domaines. Les peintures métallisées datent des années 60, leurs homologues nacrées des années 80 dans l’automobile. Une apparence colorée, sous un éclairage donné avec des conditions d’observation données, s’analyse selon 3 dimensions ou 3 paramètres : la tonalité ou nuance, la saturation ou vivacité et la clarté. Cette apparence colorée peut être uniforme et invariable suivant l’angle d’observation de la surface ou de l’objet analysés : c’est le domaine classique des teintes opaques, translucides ou transparentes. Les teintes à effets spéciaux sont des couleurs différentes des domaines précédents et qui changent en fonction des conditions d’observation : éclairage et inclinaison de l’objet. Elles « sortent de l’ordinaire ». En fonction des positions géométriques respectives de la lumière, de l’objet et de la personne qui observe, les effets métallisés, nacrés et pailletés permettent un changement de saturation et de clarté avec plus ou moins de scintillement. Les effets les plus récents permettent de changer quasiment en continu de tonalité, de saturation et de clarté en variant les conditions d’observation ou en déplaçant son regard sur une surface très galbée. Citons quelques exemples d’utilisation : la cosmétique (fards à paupières, rouges à lèvres, vernis à ongles, etc.), les peintures (automobiles, autocars, cycles, motos, casques, etc.), la téléphonie mobile, l’électroménager. L’intervention traitera des natures chimiques des pigments à effets, des effets obtenus, des indices de Flip et de Flop, des matériels de mesures et sera illustrée par des objets décorés.
Dominique Corger
ITHEC Lyon
11h30 – 12h30 Héliosynthèse SA La voie mévalonique ou voie métabolique des végétaux qui conduit aux caroténoïdes
Claude Gudin

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C’est la voie métabolique des végétaux qui, à partir du carbone du gaz carbonique fixé par photosynthèse conduit aux caroténoïdes. Cette voie se met en place il y a plus de 3,5 milliards d’années. Les couleurs des caroténoïdes traversent la chaîne alimentaire, du règne végétal au règne animal et ont des rôles écophysiologiques prépondérants : Séduction – Protection de l’embryon – Vision – Signaux gastronomiques, etc.
Ces caroténoïdes servent de photomoteurs de la chlorophylle chez les végétaux et s’accumulent surtout dans les organes sexuels : les fleurs et les fruits. Ils sont souvent juxtaposés aux couleurs hydrosolubles que sont les anthocyanes et les flavones qui elles proviennent de la voie de synthèse conduisant à la lignine.
La voie mévalonique est une voie de la séduction conduisant à des couleurs-des parfums-des phénomènes-et des squelettes d’Hormones sexuelles.
Cette voie alimente les comportements entre végétaux-entre animaux-entre végétaux et animaux et joue probablement un rôle important dans l’évolution.
Claude Gudin
Ex ingénieur de recherche au CEA
16h00 – 17h00 Les colorants en photographie. Deux exemples majeurs, les colorants de sensibilisation et les colorants de l’image
Albert Chambonnet

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Les colorants organiques sont employés pour de nombreuses applications en photographie : sensibilisateurs, désensibilisateurs, filtres, anti-halos, anti-diffusants, etc. et bien sûr pour la formation des images en couleur. Les deux usages principaux seront examinés :
1. Les sensibilisateurs spectraux qui suppléent l’insensibilité naturelle des halogénures d’argent dans l’ensemble du spectre visible et du proche infrarouge. Les « cyanines » sont le groupe principal inventé à la fin du 19ème siècle pour le vert, puis le rouge et enfin, au milieu du 20ème siècle, dans l’infrarouge. Ils sont caractérisés par des propriétés spectrales très spécifiques, des synthèses relativement faciles pour pouvoir couvrir toute fraction du spectre souhaitée de 400 à 1100 nm et un transfert très efficace de l’énergie lumineuse au cristal à la surface duquel ils sont adsorbés. C’est une famille très nombreuse qui ne donne plus lieu à d’actives recherches.
2. Les colorants formant l’image observée sur un film ou une surface « papier » appartiennent à la famille des azométhines et indophénols. Ils sont formés in situ dans les couches photographiques par une réaction chimique de condensation entre une molécule incolore (en principe) immobilisée dans sa couche sensible et le produit d’oxydation du développateur qui a servi à réduire les ions d’argent du cristal d’halogénure illuminé. La synthèse de la couleur étant soustractive, les colorants jaunes se forment dans la couche sensible au bleu, le magenta dans la couche sensible au vert et le cyan dans la couche sensible au rouge. Un certain nombre de compromis sont nécessaires, puisque la formation des colorants demande des propriétés contradictoires : rendement chimique de la réaction, qualité du spectre d’absorption, intensité, stabilité à la lumière, à la chaleur et aux agents polluants. Les synthèses ont été très nombreuses pour améliorer la qualité des couleurs, en particulier en minimisant les absorptions parasites et leur stabilité. Les problèmes encore étudiés sont essentiellement économiques. Pour le moment la qualité globale de la photographie traditionnelle résiste à l’image électronique grâce à une meilleure définition et un meilleur rendu des couleurs sur papier.

Conseiller pour la sécurité chimique à Kodak Industries
17h15 – 18h15 La qualité des colorants naturels pour la teinture et la chimie des couleurs au XIXème siècle.
Gérard Emptoz,Centre François Viète, Faculté des Sciences et Techniques de Nantes

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De très longue date, fabriquer des produits textiles de grande qualité a été un souci permanent des manufacturiers français. En matière de teinture et d’impression sur étoffes, l’aspect des couleurs et leur résistance aux différents agents susceptibles de les modifier comme les lessivages, les lavages, l’exposition à la lumière du soleil et différentes conditions ambiantes, ont été des problèmes à surmonter. Ces préoccupations n’ont cessé de grandir au XIXe avec la fabrication sans cesse accrue des produits. Pour la teinture, comme pour l’impression des étoffes, fondées sur l’emploi des colorants naturels, puis des colorants de synthèse, la nécessité d’améliorer les techniques d’application, de contrôler les matières premières, et de vérifier la qualité des produits avant leur commercialisation étaient primordiales. Les liaisons qui se sont établies entre les industriels et les milieux scientifiques ont alors suscité des recherches fondamentales ou appliquées relevant de la chimie tinctoriale qui se trouvait ainsi au coeur des problèmes de qualité. Sur ces changements techniques, il apparaît nécessaire de regarder de plus près comment s’est réellement déroulée la période de transition des colorants naturels aux synthétiques, et en particulier, de redonner aux colorants naturels la place qu’ils ont réellement occupée. Loin de représenter le retard technique, ils ont participé à la modernité durant la période de transition qui a mené à une nouvelle organisation de l’industrie tinctoriale.
Gérard Emptoz
Centre François Viète,
Université de Nantes
18h30 Bilan de l’école de printemps
21h00 Soirée de clôture en couleurs

Le conservatoire des ocres et de la couleur

le conservatoire de la couleur

L'usine Mathieu, conservatoire des ocres et de la couleur
A l'image d'un conservatoire de musique, le rôle du Conservatoire de la couleur est de pratiquer la discipline que l'on entend conserver. Ici, la couleur se vit par le geste et par la transmission des savoir-faire. Le centre de formation, la librairie et le comptoir spécialisé sont au service de cette mission.
Société Coopérative d'Intérêt Collectif (SCIC) reconnue par l'État, ôkhra gère ce conservatoire en délégation de service public. Elle rassemble salariés, artistes, artisans, industriels, scientifiques, bénévoles et collectivités territoriales au sein d'une gouvernance partagée.

les salles de formation

une des salles de cours du conservatoire
Les formations se déroulent dans une des salles de cours du conservatoire, aménagées dans les anciens entrepôts d'ocre. L'usine Mathieu est une usine d'ocre réhabilitée, les stages se déroulent donc au cœur de la couleur.
Les installations sont simples, le luxe, c'est l'espace, la lumière et l'environnement. Les pauses déjeuners se prennent fréquemment en plein air (il fait souvent beau, vous êtes en Provence !).

Roussillon en Provence

le village de roussillon
Roussillon est un village magnifique, au cœur du massif ocrier classé du Luberon, et il en a la couleur. La visite du sentier des ocres, au bord du village, est indispensable. A quelques kilomètres, à Gargas, les spectaculaires mines souterraines de Bruoux valent le détour.
A quelques kilomètres d'Apt, on y accède par le TGV d'Avignon ou l'aéroport d'Aix - Marseille. De nombreuses solutions d'hébergement pour tous budgets sont proposées autour du conservatoire.