Combien de couleurs comporte un arc-en-ciel?
Des arcs-en-ciel ont fleuri ces dernières semaines en Suisse: aux balcons, aux fenêtres, sur les carnets d'école et même dans les urnes lors des dernières votations sur le mariage pour toutes et tous. Mais que dit la physique... N'y a-t-il vraiment que ces sept couleurs, violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange et rouge?
Les couleurs comptées dans un arc-en-ciel relèvent de la culture, mais aussi de la biologie et de la physique. Sur le drapeau LGBTQIA+, il y a par exemple six bandes de couleurs différentes, alors qu'Aristote en discernait trois et Isaac Newton sept.
![L'album "Dark Side of The Moon" de Pink Floyd comporte un prisme décomposant de la lumière blanche en arc-en-ciel. [pinkfloyd.com]](https://img.rts.ch/articles/2021/image/lor751-27700112.image?mw=640 "L'album \"Dark Side of The Moon\" de Pink Floyd comporte un prisme décomposant de la lumière blanche en arc-en-ciel. [pinkfloyd.com]")
Dans la nature, le phénomène optique est produit par un rayon de soleil qui traverse des gouttes de pluie et se réfléchit sur le fond: un effet prisme de décomposition de la lumière.
A l'entrée de la goutte, toutes les couleurs sont superposées et donnent une lumière blanche, mais le changement de milieu entre l'air et l'eau les fait dévier, selon des angles différents.
Cela va dépendre de la vitesse du rayon: dans l'eau, le rouge va plus vite que l'orange qui va plus vite que le jaune et ainsi de suite jusqu'au violet. Chaque couleur prend sa propre tangente et revient dans l'œil de l'observatrice ou de l'observateur avec son angle propre.
La taille, l'intensité, l'aspect de l'arc-en-ciel dépendent par ailleurs de la position de la personne qui le regarde. Plus on tente de s'en approcher, plus il s'éloigne.
Une infinité de couleurs
De l'Antiquité au Moyen-Age, les textes et les images représentent trois, quatre, voire cinq couleurs différentes. Isaac Newton en compte cinq, mais il finit par en rajouter deux, parce qu'il trouve que sept, c'est mieux: c'est le chiffre symbolique par excellence, le nombre de jours de la semaine, le nombre de planètes identifiées à son époque.
En réalité, l'arc-en-ciel présente une infinité de nuances: le facteur limitant étant ce que l'œil humain est capable de percevoir. Or nous sommes des trichromates: dans notre rétine, nous possédons des cellules photoréceptrices – nommées "cônes" – de trois types différents: certaines sont spécialisées dans les bleus, d'autres dans les verts ou les rouges.
Chaque famille de cônes est capable de distinguer une centaine de nuances de sa teinte de prédilection et donc, cela fait cent niveaux de bleu, fois cent niveaux de vert, fois cent niveaux de rouge, ce qui nous laisse tout de même – en théorie du moins – un sacrée palette d'un million de couleurs différentes.
![Odontodactylus scyllarus, une mante des mers. Elle possède seize types de photorécepteurs différents. [Wikimédia CC BY-SA 2.0 - Nazir Amin/underwatershoot.com]](https://img.rts.ch/articles/2021/image/iewep7-27700114.image?mw=640 "Odontodactylus scyllarus, une mante des mers. Elle possède seize types de photorécepteurs différents. [Wikimédia CC BY-SA 2.0 - Nazir Amin/underwatershoot.com]")
Toutefois, nous ne sommes pas toutes et tous égaux devant l'arc-en-ciel. Chez certaines personnes, celles qui souffrent de daltonisme par exemple, un type de cône peut être plus ou moins défecteux. Ces gens se retrouvent avec une palette plus limitée: 10'000 couleurs différentes, s'ils sont complètement dichromates.
Les tétrachromates
Mais on pense qu'il existe aussi des individus tétrachromates – majoritairement des femmes, pour des raisons génétiques – qui auraient un quatrième type de cône et pourraient voir jusqu'à 100 millions de nuances de l'arc-en-ciel.
Ce qui n'est encore rien comparé à la mante des mers, une sorte de crevette, qui a seize types de photorécepteurs différents: cela correspond à 10016, autant dire que ça nous dépasse.
En résumé, le nombre de couleurs de l'arc-en-ciel dépend des yeux qui le regardent.
Sujet radio: Lucia Sillig
Version web: Stéphanie Jaquet
Publié