Irisation

L’irisation (aussi connu sous le nom de goniochromisme) est le phénomène de certaines surfaces qui semblent changer graduellement de couleur à mesure que l’angle de vue ou l’angle d’éclairage change. Des exemples d’irisation comprennent des bulles de savon, des ailes de papillons et des coquillages, ainsi que certains minéraux. Il est souvent créé par une coloration structurale (microstructures qui interfèrent avec la lumière).

Étymologie
Le mot iridescence est dérivé en partie du mot grec ἶρις îris (gen ἴριδος íridos), signifiant arc-en-ciel, et est combiné avec le suffixe latin -escendant, ce qui signifie “avoir tendance à”. Iris à son tour dérive de la déesse Iris de la mythologie grecque, qui est la personnification de l’arc-en-ciel et agi comme un messager des dieux. Le goniochromisme est dérivé des mots grecs gonia, signifiant «angle», et chroma, signifiant «couleur».

Mécanismes
L’irisation est un phénomène optique des surfaces dans lequel la teinte change avec l’angle d’observation et l’angle d’illumination. Il est souvent causé par des réflexions multiples provenant de deux ou plusieurs surfaces semi-transparentes dans lesquelles le déphasage et l’interférence des réflexions module la lumière incidente (en amplifiant ou en atténuant certaines fréquences plus que d’autres). L’épaisseur des couches du matériau détermine le motif d’interférence. L’irisation peut par exemple être due à une interférence de film mince, l’analogue fonctionnel de l’atténuation de longueur d’onde sélective vue avec l’interféromètre de Fabry-Pérot, et peut être observée dans des films d’huile sur de l’eau et des bulles de savon. L’irisation est également présente dans les plantes, les animaux et de nombreux autres objets. La gamme de couleurs des objets naturels iridescents peut être étroite, par exemple passer de deux ou trois couleurs à mesure que l’angle de vue change, ou une large gamme de couleurs peut être observée.

Le carburant sur l’eau crée un film mince, qui interfère avec la lumière, produisant des couleurs différentes. Les différentes bandes représentent différentes épaisseurs dans le film.

 Un biofilm iridescent à la surface d’un aquarium diffracte la lumière réfléchie, affichant le spectre entier des couleurs. Le rouge est vu à partir d’angles d’incidence plus longs que le bleu.

L’irisation peut également être créée par diffraction. Cela se trouve dans des éléments tels que les CD, les DVD, certains types de prismes ou l’irisation des nuages. Dans le cas de la diffraction, l’arc-en-ciel entier des couleurs sera généralement observé lorsque l’angle de vue change. En biologie, ce type d’irisation résulte de la formation de réseaux de diffraction sur la surface, tels que les longues rangées de cellules dans le muscle strié, ou les écailles abdominales spécialisées de l’araignée de paon Maratus robinsoni et M. chrysomelas. Certains types de pétales de fleurs peuvent également générer un réseau de diffraction, mais l’irisation n’est pas visible pour les humains et les insectes visitant les fleurs car le signal de diffraction est masqué par la coloration due aux pigments végétaux.

Dans les utilisations biologiques (et biomimétiques), les couleurs produites autrement qu’avec des pigments ou des colorants sont appelées coloration structurelle.Les microstructures, souvent multicouches, sont utilisées pour produire des couleurs vives mais parfois non iridescentes: des arrangements assez élaborés sont nécessaires pour éviter de refléter des couleurs différentes dans des directions différentes. La coloration structurale a été comprise en termes généraux depuis le livre Micrographia de 1665 de Robert Hooke, où Hooke a noté correctement que l’irisation d’une plume de paon étant perdue quand elle était plongée dans l’eau, mais réapparaissait quand elle était retournée à l’air, les pigments ne pouvaient pas être responsable. On a découvert plus tard que l’irisation dans le paon est due à un cristal photonique complexe.

Exemples
La vie

Chordates
Les plumes des oiseaux tels que les martins-pêcheurs, les oiseaux-de-paradis, les colibris, les perroquets, les étourneaux, les quiscales, les canards et les paons sont iridescents. La ligne latérale sur le tétra néon est également irisée. Une seule espèce irisée de gecko, Cnemaspis kolhapurensis, a été identifiée en Inde en 2009. Le tapetum lucidum, présent dans les yeux de nombreux vertébrés, est également irisé.

Les plantes

Feuille de bégonia irisée
De nombreux groupes de plantes ont développé l’irisation en tant qu’adaptation pour utiliser plus de lumière dans les environnements sombres tels que les niveaux inférieurs des forêts tropicales. Les feuilles de Begonia pavonina, ou bégonia-paon d’Asie du Sud-Est, semblent iridescentes pour les observateurs humains en raison des structures photosynthétiques à couches minces de chaque feuille appelées iridoplastes qui absorbent et courbent la lumière comme un film d’huile sur l’eau. Des iridescences basées sur de multiples couches de cellules sont également trouvées chez le lycophyte Selaginella et chez plusieurs espèces de fougères.

Moi à

Irisation dans la viande, causée par la diffraction de la lumière sur les cellules musculaires exposées

Minéraux et composés

Objets fabriqués par l’homme

La nanocellulose est parfois irisée, de même que les couches minces d’essence et certains autres hydrocarbures et alcools lorsqu’ils flottent sur l’eau.

Pour créer des bijoux avec un cristal qui laisse réfracter la lumière dans un spectre arc-en-ciel, Swarovski revêt certains de ses produits avec des revêtements chimiques métalliques spéciaux et, par exemple, Aurora Borealis, ou «AB», donne à la surface un aspect arc-en-ciel. L’anodisation arc-en-ciel est également possible.

Les produits iridescents dans les industries de la cosmétique et du vêtement sont souvent désignés comme étant holographiques.