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Thème : la couleur des ombres

Question : Les enfants de ma grande section affirment que les ombres sont noires sauf celles des trous qui sont toujours de la couleur de l'écran! Auriez-vous quelques petites manipulations simples à me proposer ? Fabienne Rapinet, Ecole maternelle Pasteur, Villepinte

Réponse 1 : J'ai souvenir d'un enseignant de 5 ème en arts plastiques, qui nous apprenaient à regarder et à peindre la couleur des ombres... Après discussion avec des collègues, il semble qu'il y ait même eu des expériences chez les (peintres) impressionnistes sur ce problème, et qu'il y a l'idée (pas fausse) que l'ombre a (peut avoir) la couleur complémentaire de celle de l'objet qui fait l'ombre      La réponse du physicien n'est donc que partielle, car il y a beaucoup à apprendre à regarder tableaux ou photos.      A mon avis, le problème n'est pas "la couleur de l'ombre", mais la couleur de la lumière, car qui dit ombre dit lumière : dans une cave, ou la nuit, c'est à dire sans SOURCE lumineuse, il n'y a pas d'ombre, il n'y a que le noir (le noir : pas une couleur, mais la privation de lumière, ...) . Si l'objet qui fait l'ombre est totalement occultant , y compris pour la lumière diffuse (d'où la plus grande simplicité des expériences en source "ponctuelle" type TP d'optique, comme une lampe spot, ou mieux le projecteur de diapos, ou encore le type qui reste debout dans la salle de ciné...), c'est noir (ou en fait gris foncé s'il reste un peu de lumière diffuse, du couloir, ...).      En lumière du jour, ou en forêt, on passe plutôt d'un éclairage direct à un éclairage indirect, donc intensité plus faible, qui n'empêche pas forcement de voir les couleurs : imaginons des cailloux colorés, et que l'on marche en apportant son ombre, ou encore la couleur des dunes de sable, ou du versant de montagne à l'ombre (le soleil ne passe pas en direct, mais ce n'est pas la nuit, et la forêt paraît seulement d'un vert plus foncé;. et la dune est plus ou moins éclairée).      On peut aussi imaginer une occultation incomplète ET colorée, c'est à dire regarder ce qui est transmis par transparence d'un matériau translucide : une feuille (d'arbre, de papier éventuellement coloré, ...), un tissu. La "couleur" du tissu ou de la feuille désigne celle qu'il renvoie (un chiffon rouge renvoie préférentiellement le rouge, alors qu'on l'éclaire en lumière blanche) . Expériences : Lumière blanche à travers une feuille de couleur faire toujours l'observation sur un écran "blanc" (c'est à dire qui réfléchit tout et qui est neutre par rapport aux couleurs, sinon, on croit que l'ombre a la couleur de l'écran...) Puis passer a une lumière elle-même colorée (vitraux, projecteur et diapo de couleur, éventuellement source blanche et film translucide de couleur... Couleur complémentaire : essayer un disque de Newton avec une couleur manquante      Cordialement Daniel Bloch, L.P.L., Institut Galilée

Réponse 2 : i) Il n'y a d'ombre que si il y a une source de lumière quelque part: les enfants pourront constater la nuit "qu'il n'y a d'ombre de mon corps que si je marche sous les réverbères". C'est vrai qu'alors, elle nous paraît de couleur noire, parce que l'autre source de lumière, le soleil, s'est couchée. D'ailleurs notre ombre n'est-elle pas un peu jaune sous le réverbère à sodium, quand des petites aspérités du trottoir situées dans l'ombre réfléchissent la lumière jaune ?  ii) On pourrait leur proposer de faire un écran qui ne laisse passer qu'une couleur: l'ombre leur apparaîtrait alors comme une tâche de couleur verte, rouge, etc...L'ombre de l'écran ne sera plus noire. Mais ils diront que l'ombre du trou est de la couleur de l'écran!!! Est-ce alors un trou? ou un écran?  iii) A voir aussi la peinture impressionniste( Monet) ou pointilliste(Seurat) : ils se faisaient un devoir de donner de la couleur aux ombres et usaient beaucoup pour cela des couleurs complémentaires, en mettant du violet à côté du jaune, par exemple. Tout ceci n'étant pas toujours fondé scientifiquement sans doute, mais bien observé: pour eux, les ombres ont des couleurs.      Que conclure avec des tout-petits?      Ce qu'ils appellent l'ombre du trou n'est qu'un morceau d'écran placé un peu plus loin, mais éclairé de la même façon que le reste de l'écran dans lequel on a fait le trou; CE N'EST PAS UNE OMBRE. Pour qu'il y ait de l'ombre, il faut une source de lumière, et quelque chose qui l'empêche de passer, ce qui n'est pas le cas d'un trou. Je pense que dans ce cas, aucune expérience ne peut décider qu'ils disent vrai ou faux quand ils parlent de l'ombre d'un trou, car il s'agit de la définition d'un mot, qui est par essence ARBITRAIRE: On pourrait bien décider qu'on parle autant de l'ombre du trou que de l'ombre de l'écran, l'une étant colorée et l'autre pas, après tout!      Enfin, l'ombre d'un arbre quand il fait soleil( par exemple) peut être perçue par notre oeil comme colorée, parce que ce que notre oeil reçoit en la regardant est un mélange de toutes les lumières renvoyées par divers objets plus ou moins éclairés par le soleil dans l'ombre, et alentour. Même dans l'ombre de la maison, les objets gardent encore leurs couleurs, avec moins de contraste. Les enfants de grande section doivent pouvoir comprendre qu'en fait, AVOIR UNE COULEUR, pour un objet, ça veut dire: MON OEIL RECOIT DE LA LUMIERE COLOREE EN LE REGARDANT, ET L'OBJET N'ENVOIE CETTE COULEUR QUE S'IL EST LUI-MËME ECLAIRE. Comme il n'y a d'ombre qu'en présence de lumière, l'ombre elle-même est souvent assez éclairée pour renvoyer de la lumière vers notre oeil, et cette lumière est plus ou moins colorée.      Les enfants pourraient essayer d'observer et de peindre, un jour de soleil, l'ombre de la maison (ou de l'école) et ce qui s'y trouve. Et pourquoi pas comparer avec ce qui se passe au même endroit, la nuit? Ils vont adorer ça! Peindre aussi l'ombre des feuillages: il y a les trous, qui laissent passer la lumière, et les feuilles qui font écran: de quelles couleurs voient-ils les ombres et les lumières? Il y aura peut-être quelques irisations sur les bords..      Tenez-moi au courant surtout. En attendant de se voir... Marie-Pascale Gorza, L.P.L., Institut Galilée