Couleur rouge dans la science et la nature

Le rouge est la couleur à la fin du spectre visible de la lumière, à côté de l’orange et du violet opposé. Il a une longueur d’onde dominante d’environ 625-740 nanomètres. C’est une couleur primaire dans le modèle de couleur RVB et le modèle de couleur CMJN, et est la couleur complémentaire de cyan. Les rouges vont du brillant écarlate et du vermillon teinté de jaune à la pourpre rouge bleuté, et varient de l’ombre du rose rouge pâle au bourgogne rouge foncé. Le ciel rouge au coucher du soleil résulte de la diffusion de Rayleigh, tandis que la couleur rouge du Grand Canyon et d’autres caractéristiques géologiques est causée par l’hématite ou l’ocre rouge, les deux formes d’oxyde de fer. L’oxyde de fer donne aussi la couleur rouge à la planète Mars. La couleur rouge du sang provient de l’hémoglobine protéique, tandis que les fraises mûres, les pommes rouges et les feuilles d’automne rougeâtres sont colorées par des anthocyanes.

Le pigment rouge à base d’ocre était l’une des premières couleurs utilisées dans l’art préhistorique. Les anciens Égyptiens et Mayas coloraient leurs visages rouges dans les cérémonies; Les généraux romains avaient leurs corps colorés en rouge pour célébrer les victoires. C’était aussi une couleur importante en Chine, où il était utilisé pour colorer les poteries précoces et plus tard les portes et les murs des palais. À la Renaissance, les brillants costumes rouges pour la noblesse et les riches ont été teints avec du kermès et de la cochenille. Le 19ème siècle a apporté l’introduction des premiers colorants rouges synthétiques, qui ont remplacé les colorants traditionnels. Le rouge est aussi devenu la couleur de la révolution. La Russie soviétique a adopté un drapeau rouge après la révolution bolchevique en 1917, suivie plus tard par la Chine, le Vietnam et d’autres pays communistes.

Puisque le rouge est la couleur du sang, il a toujours été associé au sacrifice, au danger et au courage. Les enquêtes modernes en Europe et aux Etats-Unis montrent que le rouge est aussi la couleur la plus communément associée à la chaleur, l’activité, la passion, la sexualité, la colère, l’amour et la joie. En Chine, en Inde et dans beaucoup d’autres pays asiatiques, c’est la couleur symbolisant le bonheur et la bonne fortune.

En science et nature

Voyant rouge
L’œil humain voit du rouge quand il regarde la lumière avec une longueur d’onde comprise entre environ 625 et 740 nanomètres. Il s’agit d’une couleur primaire dans le modèle de couleur RVB et la lumière juste après cette plage est appelée infrarouge, ou inférieure au rouge, et ne peut pas être vue par les yeux humains, bien qu’elle puisse être détectée sous forme de chaleur. Dans le langage de l’optique, le rouge est la couleur évoquée par la lumière qui ne stimule ni les cellules coniques S ou M (longueur d’onde courte et moyenne) de la rétine, ni la stimulation des cellules coniques L (longueur d’onde).

Les primates peuvent distinguer la gamme complète des couleurs du spectre visible pour les humains, mais beaucoup de mammifères, comme les chiens et les bovins, ont une dichromie, ce qui signifie qu’ils peuvent voir le bleu et le jaune. en gris). Les taureaux, par exemple, ne peuvent pas voir la couleur rouge de la cape d’un torero, mais ils sont agités par son mouvement. (Voir la vision des couleurs).

Une théorie expliquant pourquoi les primates ont développé une sensibilité au rouge est qu’elle permettait de distinguer les fruits mûrs des fruits non mûrs et de la végétation non comestible. Cela a peut-être entraîné d’autres adaptations par des espèces profitant de cette nouvelle capacité, comme l’apparition de visages rouges.

La lumière rouge est utilisée pour aider à adapter la vision nocturne en cas de faible luminosité ou de nuit, car les cellules souches de l’œil humain ne sont pas sensibles au rouge.

L’éclairage rouge a été (et est parfois toujours) utilisé comme éclairage de sécurité lorsque l’on travaille dans une chambre noire car il n’expose pas la plupart des papiers photographiques et certains films. Aujourd’hui, les chambres noires modernes utilisent généralement un éclairage d’ambiance.

En théorie des couleurs et sur un écran d’ordinateur
Sur la roue de couleur utilisée depuis longtemps par les peintres, et dans la théorie traditionnelle des couleurs, le rouge est l’une des trois couleurs primaires, avec le bleu et le jaune. Les peintres de la Renaissance mélangeaient le rouge et le bleu pour faire de la violette: Cennino Cennini, dans son manuel sur la peinture du XVe siècle, écrivait: «Si vous voulez faire une belle couleur violette, prenez le lac rouge, le bleu outremer quantité de l’un comme de l’autre) avec un liant « il a noté qu’il pourrait également être fait en mélangeant l’indigo bleu et l’hématite rouge.

Dans la théorie des couleurs moderne, également connue sous le nom de modèle de couleur RVB, le rouge, le vert et le bleu sont des couleurs primaires additives. La lumière rouge, verte et bleue combinée ensemble fait la lumière blanche, et ces trois couleurs, combinées dans différents mélanges, peuvent produire presque n’importe quelle autre couleur. C’est le principe qui est utilisé pour faire toutes les couleurs sur votre écran d’ordinateur et votre téléviseur. Par exemple, le magenta sur un écran d’ordinateur est fait d’une formule similaire à celle utilisée par Cennino Cennini à la Renaissance pour faire du violet, mais en utilisant des couleurs additives et de la lumière au lieu du pigment. un écran noir. Le violet est fait sur un écran d’ordinateur d’une manière similaire, mais avec une plus grande quantité de lumière bleue et moins de lumière rouge.

Afin que le nombre maximum de couleurs puisse être reproduit avec précision sur votre écran d’ordinateur, chaque couleur a reçu un numéro de code, ou sRGB, qui indique à votre ordinateur l’intensité des composantes rouge, verte et bleue de cette couleur. L’intensité de chaque composante est mesurée sur une échelle de zéro à 255, ce qui signifie que la liste complète comprend 16 777 216 couleurs et nuances distinctes. Le numéro sRGB du rouge pur, par exemple, est 255, 00, 00, ce qui signifie que la composante rouge est à son intensité maximale et qu’il n’y a pas de vert ou de bleu. Le nombre sRGB pour le cramoisi est 220, 20, 60, ce qui signifie que le rouge est légèrement moins intense et donc plus sombre, il y a du vert, qui se penche vers l’orange; et il y a une plus grande quantité de bleu, ce qui le rend légèrement bleu-violet.

Pourquoi le coucher de soleil est rouge
Comme un rayon de lumière blanche traverse l’atmosphère vers l’œil, certaines des couleurs sont dispersées hors du faisceau par des molécules d’air et des particules en suspension dans l’air dues à la diffusion de Rayleigh, changeant la couleur finale du faisceau observé. Les couleurs ayant une longueur d’onde plus courte, comme le bleu et le vert, se dispersent plus fortement et sont éliminées de la lumière qui atteint finalement l’œil. Au lever et au coucher du soleil, lorsque le trajet de la lumière du soleil à travers l’atmosphère vers l’œil est le plus long, les composants bleus et verts sont presque complètement éliminés, laissant la plus longue longueur d’onde orange et rouge. Le reste de la lumière rougeoyante peut également être dispersé par des gouttelettes de nuages ​​et d’autres particules relativement grosses, qui donnent au ciel au-dessus de l’horizon son éclat rouge.

Lasers
Les lasers émettant dans la région rouge du spectre sont disponibles depuis l’invention du laser rubis en 1960. En 1962, le laser hélium-néon rouge a été inventé, et ces deux types de lasers ont été largement utilisés dans de nombreuses applications scientifiques, y compris l’holographie. dans l’éducation. Les lasers hélium-néon rouges étaient utilisés commercialement dans les lecteurs LaserDisc. L’utilisation de diodes laser rouges s’est généralisée avec le succès commercial des lecteurs de DVD modernes, qui utilisent une technologie de diode laser de 660 nm. Aujourd’hui, les diodes laser rouges et rouge-orange sont largement disponibles au public sous la forme de pointeurs laser extrêmement bon marché. Des versions portables et puissantes sont également disponibles pour diverses applications. Plus récemment, des lasers à état solide à pompage par diode de 671 nm (DPSS) ont été introduits sur le marché pour des systèmes d’affichage laser tout-DPSS, la vélocimétrie d’image de particule, la spectroscopie Raman et l’holographie.

La longueur d’onde de Red a été un facteur important dans les technologies laser; Les lasers rouges, utilisés dans les premières technologies de disques compacts, sont remplacés par des lasers bleus, car la plus grande longueur d’onde du rouge fait que les enregistrements du laser occupent plus d’espace sur le disque que les enregistrements au laser bleu.

Astronomie
Mars s’appelle la planète rouge en raison de la couleur rougeâtre donnée à sa surface par l’oxyde de fer abondant présent là.
Les objets astronomiques qui s’éloignent de l’observateur présentent un décalage Doppler rouge.
La surface de Jupiter montre une grande tache rouge causée par une méga tempête ovale au sud de l’équateur de la planète.
Les géantes rouges sont des étoiles qui ont épuisé l’apport d’hydrogène dans leurs noyaux et sont passées à la fusion thermonucléaire de l’hydrogène dans une coquille qui entoure son noyau. Ils ont des rayons de dizaines à des centaines de fois plus grands que ceux du Soleil. Cependant, leur enveloppe extérieure est beaucoup plus basse en température, leur donnant une teinte orange. Malgré la plus faible densité d’énergie de leur enveloppe, les géantes rouges sont beaucoup plus lumineuses que le Soleil en raison de leur grande taille.
Les supergéantes rouges comme Betelgeuse, Antares et UY Scuti, la plus grande étoile de l’Univers, sont la plus grande variété de géantes rouges. Elles sont énormes, avec des rayons 200 à 800 fois plus grands que notre Soleil, mais relativement froides (3500- 4500 K), provoquant leur teinte rouge distincte. Parce qu’ils rétrécissent rapidement, ils sont entourés d’une enveloppe ou d’une peau beaucoup plus grande que l’étoile elle-même. L’enveloppe de Bételgeuse est 250 fois plus grande que l’étoile à l’intérieur.
Une naine rouge est une petite étoile relativement froide, dont la masse est inférieure à la moitié de celle du Soleil et à une température de surface inférieure à 4 000 K. Les naines rouges sont de loin le type d’étoile le plus commun dans la Galaxie. à leur faible luminosité, de la Terre, aucun n’est visible à l’œil nu.

Feu
Le feu est souvent montré en rouge dans l’art, mais les flammes sont généralement jaune, orange ou bleu. Certains éléments présentent une couleur rouge lorsqu’ils sont brûlés: le calcium, par exemple, produit une couleur rouge brique lorsqu’il est brûlé.

Le rouge est généralement associé aux flammes et au feu, mais les flammes sont presque toujours jaune, orange ou bleu

Pigments et colorants
L’hématite, ou minerai de fer, est la source de la couleur rouge de l’ocre rouge.

Falaises d’ocre rouge près de Roussillon en France. L’ocre rouge est composé d’argile teintée d’hématite. L’ocre était le premier pigment utilisé par l’homme dans les peintures rupestres préhistoriques.

Le cinabre minéral, le minerai de mercure, est la source du vermillon de couleur. À l’époque romaine, la plupart des cinabres provenaient des mines d’Almadén, en Espagne, où les mineurs étaient généralement des prisonniers et des esclaves. Le mercure est très toxique et travailler dans les mines était souvent une sentence de mort pour les mineurs.

Pigment Vermilion, fabriqué à partir de cinabre. C’était le pigment utilisé dans les peintures murales de Pompéi et pour colorer les laques chinoises à partir de la dynastie des Song.

En dépit de sa fleur jaune verdâtre, les racines de Rubia tinctorum, ou plante de garance, ont produit le colorant rouge le plus commun utilisé depuis les temps anciens jusqu’au 19ème siècle.

Le plomb rouge, également connu sous le nom minium, a été utilisé depuis l’époque des anciens Grecs. Chimiquement, il est connu comme le tétroxyde de plomb. Les Romains l’ont préparé par la torréfaction du pigment blanc de plomb. Il était couramment utilisé au Moyen Age pour les titres et la décoration des manuscrits enluminés.

Le sang du dragon est une résine rouge vif qui est obtenue à partir de différentes espèces d’un certain nombre de genres végétaux distincts: Croton, Dracaena, Daemonorops, Calamus rotang et Pterocarpus. La résine rouge était utilisée dans l’Antiquité comme médicament, encens, colorant et vernis pour la fabrication de violons en Italie.

La minuscule insecte cochenille femelle du Mexique espagnol (sur la gauche), a été écrasée pour faire la couleur cramoisie profonde utilisée dans les costumes de la Renaissance.

Extrait de carmin, obtenu par écrasement de la cochenille et d’autres cochenilles qui se nourrissent de la sève des chênes vivants. Aussi appelé kermès, il a été utilisé depuis le Moyen Age jusqu’au 19ème siècle pour faire de la teinture cramoisie. Maintenant, il est utilisé comme colorant pour le yaourt et d’autres produits alimentaires.

L’arbre Sappanwood, originaire de l’Inde, la Malaisie et le Sri Lanka, et plus tard l’arbre Brésilwood connexes (montré ici), de la côte de l’Amérique du Sud, étaient la source d’un pigment rouge populaire et appelé colorant brésilien. Le bois rouge a été moulu en poudre et mélangé avec une solution alcaline. Le Brésil a donné son nom à la nation du Brésil.

L’alizarine a été le premier colorant rouge synthétique, créé par les chimistes allemands en 1868. Il a dupliqué le colorant dans la plante garance, mais était moins cher et plus durable. Après son introduction, la production de colorants naturels de l’usine de garance a pratiquement cessé.

Lac rouge, lac rouge et lac cramoisi
Le lac rouge, également appelé lac rouge, lac cramoisi ou lac carmin, était un pigment rouge important dans l’art de la Renaissance et du Baroque. Comme il était translucide, de minces couches de laque rouge ont été construites ou glacées sur une couleur sombre plus opaque pour créer une couleur particulièrement profonde et vive.

Contrairement au vermillon ou à l’ocre rouge, fabriqué à partir de minéraux, les pigments lacustres rouges sont fabriqués en mélangeant des colorants organiques, fabriqués à partir d’insectes ou de plantes, avec de la craie blanche ou de l’alun. Le lac rouge a été fabriqué à partir de la gomme lac, la substance résineuse rouge foncé sécrétée par divers insectes à écailles, en particulier le Laccifer lacca de l’Inde. Le lac Carmine a été fabriqué à partir de la cochenille de l’Amérique centrale et du Sud. Le lac Kermes provenait d’un autre insecte, le kermes vermilio, qui prospérait sur les chênes autour de la Méditerranée. D’autres lacs rouges ont été fabriqués à partir de la plante garance de rose et de l’arbre de bois de Brésil.

Les pigments lacustres rouges constituaient une partie importante de la palette des peintres vénitiens du XVIe siècle, en particulier du Titien, mais ils étaient utilisés à toutes les époques. Depuis les lacs rouges ont été fabriqués à partir de colorants organiques, ils ont tendance à être fugitifs, devenant instable et pâlissant lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil.

Colorant alimentaire
Le colorant alimentaire synthétique le plus courant aujourd’hui est Allura Red AC est un colorant azoïque rouge qui porte plusieurs noms, y compris: Rouge Allura, Rouge alimentaire 17, CI 16035, FD & C Rouge 40, Il a été fabriqué à partir de goudron de houille du pétrole.

En Europe, Allura Red AC n’est pas recommandé pour la consommation par les enfants. Il est interdit au Danemark, en Belgique, en France et en Suisse et a été interdit en Suède jusqu’à son adhésion à l’Union européenne en 1994. L’Union européenne approuve l’Allura Red AC comme colorant alimentaire, mais les lois locales des pays de l’UE interdisent les colorants alimentaires. conservé.

Aux États-Unis, Allura Red AC est approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) pour une utilisation dans les cosmétiques, les médicaments et les aliments. Il est utilisé dans certaines encres de tatouage et est utilisé dans de nombreux produits, tels que les boissons gazeuses, les médicaments pour enfants et les barbes à papa. Le 30 juin 2010, le Centre pour la science dans l’intérêt public (CSPI) a demandé à la FDA d’interdire le Red 40.

En raison des préoccupations du public concernant les risques potentiels pour la santé associés aux colorants synthétiques, de nombreuses entreprises ont adopté des pigments naturels tels que le carmin, fabriqué à partir de l’écrasement de la minuscule insecte cochenille femelle. Cet insecte, originaire du Mexique et d’Amérique centrale, a été utilisé pour fabriquer les brillants colorants écarlates de la Renaissance européenne.

Feuilles d’automne
Le rouge des feuilles d’automne est produit par des pigments appelés anthocyanes. Ils ne sont pas présents dans la feuille tout au long de la saison de croissance, mais sont activement produits vers la fin de l’été. Ils se développent à la fin de l’été dans la sève des cellules de la feuille, et ce développement est le résultat d’interactions complexes de nombreuses influences, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur de la plante. Leur formation dépend de la dégradation des sucres en présence de lumière vive lorsque le taux de phosphate dans les feuilles est réduit.

Pendant la saison de croissance estivale, le phosphate est à un niveau élevé. Il joue un rôle essentiel dans la dégradation des sucres fabriqués par la chlorophylle. Mais à l’automne, le phosphate, avec les autres produits chimiques et nutriments, sort de la feuille dans la tige de la plante. Lorsque cela se produit, le processus de dégradation du sucre entraîne la production de pigments anthocyaniques. Plus la lumière est claire pendant cette période, plus la production d’anthocyanines est importante et plus l’affichage des couleurs est brillant. Quand les jours d’automne sont clairs et frais, et que les nuits sont fraîches mais ne gèlent pas, les couleurs les plus vives se développent habituellement.

Les anthocyanines colorent temporairement les bords de certaines des très jeunes feuilles à mesure qu’elles se déploient des bourgeons au début du printemps. Ils donnent également la couleur familière à des fruits communs comme les canneberges, les pommes rouges, les bleuets, les cerises, les framboises et les prunes.

Les anthocyanines sont présentes dans environ 10% des espèces d’arbres dans les régions tempérées, bien que dans certaines régions – un exemple célèbre étant la Nouvelle-Angleterre – jusqu’à 70% des espèces d’arbres peuvent produire le pigment. Dans les forêts d’automne, elles semblent vivaces dans les érables, les chênes, les bois tendres, les sweetgums, les cornouillers, les tupelos, les cerisiers et les kakis. Ces mêmes pigments se combinent souvent avec les couleurs des caroténoïdes pour créer l’orange plus foncé, les rouges ardents et les bronzes typiques de nombreuses essences feuillues. (Voir la couleur de la feuille d’automne).

Sang et autres rouges dans la nature
Le sang oxygéné est rouge en raison de la présence d’hémoglobine oxygénée contenant des molécules de fer, les composants du fer reflétant la lumière rouge. La viande rouge tire sa couleur du fer contenu dans la myoglobine et de l’hémoglobine dans les muscles et le sang résiduel.

Les plantes comme les pommes, les fraises, les cerises, les tomates, les poivrons et les grenades sont souvent colorées par des formes de caroténoïdes, des pigments rouges qui aident également à la photosynthèse.

Lorsqu’il est utilisé pour décrire la coloration naturelle d’un animal, le terme «rouge» fait habituellement référence à une couleur brunâtre, brun-rougeâtre ou gingembre. En ce sens, il est utilisé pour décrire les couleurs de pelage des bovins et des chiens brun rougeâtre, et dans les noms de diverses espèces animales ou races telles que le renard roux, l’écureuil roux, le cerf élaphe, le rouge-gorge, le rouge-queue, redwing, setter rouge, bovins Red Devon, etc. Cette couleur brun rougeâtre est également signifiée en utilisant les termes ocre rouge et cheveux roux.
Le hareng rouge traîné à travers une piste pour détruire l’odeur prend sa couleur du salage lourd et du tabagisme lent du poisson, ce qui entraîne une couleur chaude et brune.
Lorsqu’il est utilisé pour les fleurs, le rouge désigne souvent les couleurs violacées (mortel rouge, trèfle rouge, helleborine rouge) ou rose (rouge campion, rouge valériane).

Couleur de cheveux
Les cheveux roux se produisent naturellement sur environ 1-2% de la population humaine. Elle survient plus fréquemment (2-6%) chez les personnes d’ascendance européenne nordique ou occidentale, et moins fréquemment chez les autres populations. Les cheveux rouges apparaissent chez les personnes ayant deux copies d’un gène récessif sur le chromosome 16 qui provoque une mutation dans la protéine MC1R.

Les cheveux roux varient d’un bourgogne profond à l’orange brûlé au cuivre brillant. Il est caractérisé par des niveaux élevés de pigment rougeâtre phéomélanine (qui explique également la couleur rouge des lèvres) et des niveaux relativement faibles de l’eumélanine pigment noir. Le terme roux (à l’origine redd hede) a été utilisé depuis au moins 1510. Les réactions culturelles ont varié du ridicule à l’admiration; Il existe de nombreux stéréotypes communs concernant les roux et ils sont souvent présentés comme des tempéraments enflammés.

Dans le comportement animal et humain
Le rouge est associé à la dominance chez un certain nombre d’espèces animales. Par exemple, dans les mandrills, la coloration rouge du visage est plus grande chez les mâles alpha, de moins en moins importante chez les subalternes de rang inférieur, et directement corrélée avec les niveaux de testostérone. Le rouge peut également affecter la perception de la dominance par les autres, conduisant à des différences significatives de mortalité, de succès reproductif et d’investissement parental entre les individus affichant le rouge et ceux qui ne le sont pas. Chez les humains, porter du rouge a été lié à une performance accrue dans les compétitions, y compris le sport professionnel et les jeux vidéo multijoueurs. Des tests contrôlés ont démontré que porter du rouge n’augmente pas les performances ou les niveaux de testostérone pendant l’exercice, de sorte que l’effet est susceptible d’être produit par une performance perçue plutôt que réelle. Les juges du tae kwon ont prouvé qu’ils favorisaient les compétiteurs portant un équipement de protection rouge sur bleu, et, lorsqu’on leur a demandé, une majorité significative de personnes a déclaré que les formes abstraites rouges sont plus «dominantes», «agressives» et «susceptibles de concurrence « que les formes bleues. Contrairement à son effet positif sur la compétition physique et le comportement de dominance, l’exposition au rouge diminue les performances des tâches cognitives et suscite l’aversion dans les tests psychologiques où les sujets sont placés dans un contexte de «réussite» (par exemple, test de QI).