Introduction [Métrologie optique]

Le repérage d'une couleur est réalisé pour l'observateur de référence CIE 1931 cependant la couleur d'un objet non lumineux par lui-même n'a de sens que si une source de rayonnement externe lui envoie de la lumière qu'il diffuse par réflexion ou par transmission. On doit donc toujours associer un objet et la source qui l'éclaire. Il est par conséquent nécessaire de spécifier très précisément les sources de lumière à utiliser pour éclairer un objet dont on veut repérer la couleur.

La source étalon la plus adaptée est la source équiénergétique (cf. paragraphe Stimulus équiénergétique) puisque sa répartition spectrale est constante sur tout le spectre visible par définition. Cependant cette source fictive est irréalisable dans la pratique. En éclairage artificiel par incandescence, la CIE recommande l'illuminant A correspondant à un corps noir dont la température de couleur serait de 2856 K. Cet illuminant est réalisé à l'aide d'une lampe à filament de tungstène. L'illuminant C proche de la lumière du jour peut être réalisé par association de la source A et d'un filtre constitué de deux cuves remplies d'une solution traversée sur une épaisseur de 1cm, de température de couleur proche de 6774 K. Les illuminants normalisés D50, D55, D65, D75 représentent différentes phases de la lumière du jour aux températures de couleur voisines de 5004, 5504, 6504 et 7504K respectivement. La figure 20 donne le contenu spectral des principaux illuminants normalisés.

Figure 20 : Spectres d'émission d'illuminants normalisés

Dans le cas des illuminants ou plus généralement d'objets lumineux par eux-mêmes, on fait intervenir la répartition spectrale relative d'énergie $S (λ)$ telle que les composantes trichromatiques $X_{n}$ , $Y_{n}$ et $Z_{n}$ relatives à un illuminant s'expriment comme :

{\begin{matrix} X_{n} = k \int S (λ) \bar{x} (λ) d λ \\ Y_{n} = k \int S (λ) \bar{y} (λ) d λ (16) \\ Z_{n} = k \int S (λ) \bar{z} (λ) d λ \end{matrix}

ou si $S (λ)$ est une fonction tabulée avec un pas $Δ λ$ :

{\begin{matrix} X_{n} = k \sum_{λ} S (λ) \bar{x} (λ) Δ λ \\ Y_{n} = k \sum_{λ} S (λ) \bar{y} (λ) Δ λ (17) \\ Z_{n} = k \sum_{λ} S (λ) \bar{z} (λ) Δ λ \end{matrix}

Par convention le facteur $k$ est défini par :

k = \frac{100}{\sum_{λ} S (λ) \bar{y} (λ) Δ λ} (18)

afin que la composante trichromatique $Y_{n}$ de l'illuminant de référence soit égale à 100. Dans ces conditions, les valeurs des composantes $X_{n}$ et $Z_{n}$ sont celles du tableau 2. S'il est nécessaire que $Y_{n}$ soit égal à la valeur de la luminance visuelle $L_{v} (λ)$ et que $S (λ) = L_{e} (λ)$ alors $k$ doit être égal à $K_{m} = 683 lm / W$ .