Qu’est-ce qu’un spectrophotomètre ?
Les spectrophotomètres sont des appareils qui quantifient les couleurs. L’œil humain peut également juger de la couleur, mais il ne peut pas le faire avec précision car il s’agit d’une évaluation qualitative et parce que chaque personne voit les couleurs différemment.
D’autre part, la couleur d’un produit est souvent l’un des éléments d’évaluation de la qualité. C’est pourquoi les spectrophotomètres évaluent numériquement les couleurs en quantifiant la luminosité et l’intensité de chaque couleur, comme le rouge, le bleu et le vert.
Comme l’apparence des couleurs varie en fonction de la façon dont la lumière les frappe, la distance de la source lumineuse et l’intensité de la lumière sont également enregistrées lors des mesures effectuées à l’aide d’un spectrophotomètres.
Utilisations des spectrophotomètres
Les spectrophotomètres sont utilisés dans les industries liées à la couleur, telles que le design, les teintes et les peintures
Les spectrophotomètres sont utilisés dans de nombreux domaines, car ils constituent un appareil de mesure de la couleur. Par exemple, dans l’industrie automobile, les spectrophotomètres sont parfois utilisés pour inspecter la qualité des carrosseries de voitures après le revêtement, car le design et la couleur de la voiture sont d’une grande importance.
Dans l’industrie de la peinture, les spectrophotomètres sont également utilisés pour évaluer la qualité de la couleur des peintures afin de produire des peintures qui présentent la couleur souhaitée.
Les spectrophotomètres sont également utilisés pour le contrôle de la qualité
D’autres industries où l’apparence du produit est importante, telles que l’industrie alimentaire et l’industrie du design, utilisent également les spectrophotomètres pour évaluer la couleur en tant que méthode de contrôle de la qualité.
Caractéristiques des spectrophotomètres
Les spectrophotomètres sont des appareils qui examinent l’apparence des échantillons
Comme l’indique le mot “spectrophotomètres”, les spectrophotomètres peuvent déterminer l’intensité de différentes longueurs d’onde de la lumière. L’appareil reçoit la lumière d’une source lumineuse externe, telle que la lumière du soleil ou un éclairage, qui frappe la surface de l’échantillon et produit un résultat indiquant l’intensité et la couleur de chaque longueur d’onde. Il existe trois types de spectrophotomètres : les spectrophotomètres à 0°/45°, les spectrophotomètres à sphère d’intégration et les spectrophotomètres multi-angles.
Il existe trois types de spectrophotomètres sur le marché
Le spectrophotomètres 0°/45° est la méthode la plus courante pour évaluer la couleur lorsqu’elle est observée sous un seul angle. Cette méthode est utilisée pour les échantillons à surface lisse. Les spectrophotomètres à sphère d’intégration recueillent et mesurent la lumière diffusée sur la surface d’un échantillon et sont utiles pour les échantillons dont la surface est irrégulière ou qui contiennent de la brillance. Les colorimètres multi-angles évaluent la couleur sous différents angles et sont une méthode utilisée pour évaluer les produits dont la couleur change en fonction de l’angle sous lequel ils sont observés.
Les spectrophotomètres peuvent également être utilisés pour calculer les conditions dans lesquelles les couleurs apparaissent identiques même lorsque différentes sources lumineuses sont utilisées, ce qui les rend adaptés à l’évaluation de l’apparence des couleurs dans diverses conditions.
Différences entre spectrophotomètres et colorimètres
Il existe différents instruments de mesure de la couleur, ou colorimètres, en fonction de l’application.
- Colorimètres (appareils de mesure de la différence de couleur)
Un colorimètre est un appareil de mesure de la couleur basé sur la lecture directe des valeurs de stimulus. Lorsque l’œil humain évalue les couleurs, les capteurs (cônes) de la rétine de l’œil sont stimulés pour lire les trois valeurs de stimulus rouge (X), vert (Y) et bleu (Z), et le cerveau réagit et reconnaît les couleurs. Le colorimètre peut mesurer directement les trois valeurs de stimulus à l’aide d’un filtre physique qui fournit des caractéristiques de réponse équivalentes aux caractéristiques de l’angle visuel humain. Ils sont largement utilisés dans la production et la fabrication pour vérifier la différence de couleur par rapport au produit réel (échantillon de couleur). - Spectrophotomètres
Les spectrophotomètres sont des colorimètres basés sur la méthode spectrophotométrique et sont un type de photomètre (un appareil de mesure qui mesure l’intensité de la lumière). Par conséquent, les spectrophotomètres peuvent également être appelés spectrophotomètres. La lumière réfléchie par l’objet mesuré est décomposée en un spectre pour chaque longueur d’onde par un capteur spectral et mesurée, et une valeur tri-stimulus est calculée à partir de cette caractéristique spectrale. En définissant les caractéristiques spectrales (valeurs spectrales) comme valeurs de référence pour la couleur, il est possible d’effectuer une gestion des couleurs très précise à l’aide de valeurs numériques, même en l’absence d’un échantillon réel. En raison des difficultés liées à la gestion des objets réels (échantillons de couleur), telles que les variations et la détérioration due à l’âge, la gestion des couleurs à l’aide de couleurs de référence (valeurs numériques) avec des spectrophotomètres est en train de devenir la méthode la plus courante.
Colorimètre et espace colorimétrique
L’espace colorimétrique L*a*b* (nom officiel : CIE 1976 L*a*b*) établi par la Commission internationale de l’éclairage (CIE) est couramment utilisé pour quantifier les couleurs à l’aide d’un colorimètre.
Il est appelé espace colorimétrique L*a*b* (Elster-Aester-Biester) pour le distinguer de l’espace colorimétrique original Hunter Lab (nom officiel : Hunter 1948 Lab), qui a été conçu pour garantir que les différences de couleur que les humains peuvent identifier sont aussi égales que possible, sur la base de la perception visuelle humaine.
Dans l’espace colorimétrique L*a*b*, les couleurs sont représentées par trois axes : l’axe L* pour la luminosité, et les axes a* et b* pour la chromaticité (teinte et saturation). Chaque axe est disposé comme le montre la figure 1. Les valeurs L* représentent la luminosité dans la plage de 0 à 100, où L*=0 correspond à la luminosité du noir (état dans lequel la lumière est complètement absorbée) et L*=100 à la luminosité du blanc (état dans lequel la réflectance est de 100 %) avec une réflexion diffuse parfaite. L’axe a* représente la direction du rouge (+a*) vers le vert (-a *), tandis que l’axe b* représente la direction du jaune (+b*) vers le bleu (-b*). Dans ce cas, dans le plan a*b*, l’orientation de l’origine vers une coordonnée quelconque correspond à la teinte (tonalité de la couleur) et la distance de l’origine vers une coordonnée quelconque correspond à la saturation (vivacité). En d’autres termes, plus la couleur est éloignée, plus elle est vive, et plus elle est éloignée, plus elle est terne.
Comme indiqué plus haut, la plage des coordonnées L* est définie comme allant de 0 à 100, mais la plage des coordonnées a* et b* n’est pas univoque. En effet, l’espace colorimétrique L*a*b* est une transformation d’un espace colorimétrique principal (par exemple CIE 1931 XYZ) et les valeurs varient en fonction de l’espace colorimétrique à partir duquel la transformation a été effectuée.
Ces dernières années, une version améliorée du CIE DE2000 a été introduite pour éliminer les différences avec les résultats visuels humains dans l’espace colorimétrique CIE.
À l’avenir, les méthodes de gestion des couleurs qui numérisent et gèrent les couleurs prendront de plus en plus d’importance. Elles reposent sur la mesure de haute précision des caractéristiques spectrales à l’aide de spectrophotomètres, sur la représentation numérique des couleurs à l’aide de l’espace colorimétrique L*a*b* et sur une technologie de mise en correspondance qui fait correspondre la couleur de la production cible à une couleur de référence à laquelle il faut se conformer.