Couleur structurelle

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La brillance et irisation de la queue du paon sont dues à des structures physiques, un fait noté pour la première fois par by Isaac Newton and Robert Hooke.

La couleur structurelle est produite par des surfaces microscopiques assez fines pour brouiller et perturber la lumière visible, au lieu de pigments dans le tissu vivant[1]. Par exemple, les plumes de la queue du paon sont en effet teintes en brun, mais leur structure menue les rend bleues, turquoises et vertes, souvent avec un air irisé.

Les savants anglais Robert Hooke et Isaac Newton furent les premiers à observer la couleur structurelle et un siècle plus tard Thomas Young l'expliqua selon le principe d'interférence. Ce dernier attribua l'irisation au brouillage entre les reflets de deux (ou plus) pellicules fines, en plus de la refraction de la lumière lors de sa traversée de ces pellicules. La géometrie détermine que, à certains angles, les rayons réfléchis des deux surfaces s'ajoutent (s'interfèrent constructivement), alors qu'à d'autres angles, les rayons s'annulent. Ainsi de différentes couleurs se manifestent à de différentes angles[2].

Dans le domaine animal (par exemple sur les plumes d'oiseaux et les écailles de papillons) la lumière est brouillée par une gamme de jeux de lumière (mécanismes photoniques), y compris des réseaux de diffraction[3], des miroirs sélectifs, des cristaux photoniques, des fibres à cristal, des matrices de nanocannaux et des protéines de configuration variable. Une grande partie de ces traits menus correspond à des structures élaborées visibles à la microscope électronique. Dans le domaine végétal, les couleurs vives sont produites par des structures au sein des cellules. La couleur bleue la plus brillante de tout tissu vivant se trouve dans les baies marbrées de Pollia condensata, où une structure spirale de fibrilles en cellulose disperse la lumière selon la loi de Bragg.

Les couleurs structurelles ont de l'avenir dans des applications industrielles, commerciales et militaires, avec des surfaces biomimétiques (à la nature) qui pourraient offrir des couleurs brillantes, le camouflage adaptable, des commutateurs optiques efficaces et du verre à bas reflet.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. http://www.universalis.fr/encyclopedie/pigmentation-animale/
  2. http://papillon.vulcain.pagesperso-orange.fr/lacoloration.htm
  3. http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/physique/d/couleur_1396/c3/221/p11/