D’abord, les couleurs :
Fig.1 : Cette addition de couleurs est appelée synthèse additive des couleurs
Les notions de couleurs, de teintes et de luminosité sont communes et intuitives à l’homme. Elles ont fascinées autant les physiciens que les peintres et photographes au cours des siècles, pour aboutir à la science de la colorimétrie et à des normalisations « mondiales » par la commission internationale de l’éclairement (CIE).
Il est communément connu et admis que toutes les couleurs de l’arc-en-ciel peuvent s’obtenir en « jouant » sur trois couleurs primaires : rouge, verte et bleue. Ajoutez-les deux à deux et vous obtiendrez les couleurs secondaires (magenta, jaune, cyan). Mélangez les trois pour obtenir du blanc (Fig.1).
Les couleurs au sens physique sont déterminées par leurs longueurs d’ondes. On pourra alors parler de longueurs d’onde visibles pour ce qui est observable à l’oeil nu (Fig.2). L’ensemble des couleurs visibles (spectre visible) est compris entre 400 et 800nm environ. On appelle trichromie la synthèse à partir de trois couleurs. Cette méthode est au centre de ces technologies.
Arrive alors le RGB…
On utilise la technologie RGB dans de nombreux systèmes aujourd’hui. Notre oeil aussi fonctionne selon ce principe, notre vision colorée est dite trichromatique. Oui mais voilà, notre oeil est trompeur car il ne perçoit pas les couleurs telles quelles… C’est-à-dire qu’il faudra ajuster les valeurs des couleurs primaires selon la sensibilité de l’oeil pour un rendu optimum (Voir plus loin).
La technologie RGB est donc basée sur la synthèse additive des trois couleurs rouge-vert-bleu qui sont communément appelées les couleurs primaires, à l’aide desquelles elle va reconstituer toutes les couleurs (Fig.1). La reproduction d’une couleur (sur un écran, dehors) n’a pas pour but de reproduire exactement le spectre lumineux de la source mais de faire en sorte que l’oeil perçoive l’émission source sans la moindre modification.
Voir plus loin : l’oeil, organe subjectif
Notre vision est déterminée (entre autre) par les cônes (rouge, vert, bleu) pour la vision diurne et les bâtonnets pour la vision nocturne. Ces cellules se trouvent à l’intérieur de notre rétine et sont au nombre de 5 à 7 millions pour les cônes et plus de 100 millions pour les bâtonnets ! Ce sont des cellules photosensibles (qui « comptent » la lumière) et traduisent en vision. Il n’y a donc pas deux personnent qui « voient » de la même manière, dû à la constitution de l’oeil. Cette vision, déjà différente d’une personne à l’autre, évolue aussi en cours de vie dû par exemple au vieillissement ou à l’environnement. Ceci représente la courbe de sensibilité de l’oeil en fonction de la couleur. Notre oeil perçoit mieux les couleurs dans le jaune-vert. Elle permet de remonter au flux réel perçu par l’oeil émit par une source.
… Avec des LEDs
Fig.3 : LEDs, palette et dimmer
La synthèse additive est aujourd’hui mise en pratique avec des LEDs de puissance (télévision à LEDs, voitures). Un composant RGB est composé de trois LEDs, une de chaque couleur. Une palette de synthétisation permet de balayer toutes les couleurs, et un dimmer de jouer en « luminosité » (Fig.3). Chaque couleur est (généralement) codée en 256 niveaux, c’est-à-dire que chaque LED à 256 couleurs. Donc, avec trois couleurs (256x256x256=224) il y a plus de 16 millions de couleurs disponibles ! Il est bien évident que nous ne sommes pas capable de distinguer ces infimes variations de couleurs (Fig.4).
Fig.4 : Sur ce rectangle, il y a 65 teintes de jaune
Fig.5 : la distribution en intensité n’est pas la même pour toutes les couleurs, le spectre RGB n’est pas uniforme.
Chaque LED émet une couleur et a donc un pic d’intensité pour une longueur d’onde précise. Lors du mélange des trois couleurs, on a donc un spectre avec certains pics à certaines longueurs d’onde (Fig.5). Des couleurs vont alors être plus difficilement atteignables. Le blanc, par exemple ne sera pas « pur », il ne paraîtra pas naturel car un spectre de lumière blanche naturelle (du soleil) est uni sur toutes les longueurs d’onde, or ici il y a des « creux » entre les « pics » de chaque LED.
La combinaison de LED à trois couleurs simule une lumière du jour imparfaite. Les caractéristiques de rendu des couleurs (IRC) sont ainsi limitées. Il faut aussi toujours penser que le rendu ne dépendra pas seulement des LEDs (Pour comprendre).
Pour comprendre
Il ne faut pas oublier que nos yeux font offices de filtres et que par conséquent certaines couleurs vont être favorisées ou au contraire perdues. C’est la raison pour laquelle il est utile d’avoir le spectre d’émission le plus complet possible ! Pour les LEDs RGB il reste donc une marge de progression. Le modèle RGB est aussi « dépendant du dispositif », ce qui signifie que le rendu d’une couleur sera différent d’un écran à l’autre, à cause des paramètres de luminosité, contraste et température de couleurs qui varient de l’un à l’autre. Mais le progrès fait que les écrant d’aujourd’hui tendent à auto-ajuster ces paramètres et s’en affranchir. Pour les éclairages de piscines, maisons, extérieurs… l’endroit où sera placé le projecteur sera déterminant du rendu. En effet, une piscine au revêtement de couleurs claires rendra plus fièrement les couleurs qu’une piscine sombre. De même qu’un revêtement coloré donnera sa couleur à la piscine. C’est un élément décisif dans l’aspect défini de votre piscine.
Et maintenant, le RGBW !
C’est donc l’ajout d’une 4em couleur : le blanc (white). En reprenant le petit calcul précédent, on arrive à 232 soit exactement 4 294 967 296 couleurs. Pour voir toutes ces couleurs, il faudrait tester sans s’arrêter une couleur par seconde pendant 136 ans !
La technologie en RGBW n’est bien sûr pas simplement la possibilité de jouer avec une infinité de couleurs, elle possède de nouvelles caractéristiques qui en font un nouveau système d’éclairage pertinent et intéressant. Une simple comparaison visuelle entre ce système et le précédent permet de voir que l’ajout du blanc est bien sources d’améliorations. On trouve facilement quel système comporte le blanc, et on remarque que la qualité de couleur s’en trouve améliorée.
Fig.6 : LED blanche et principe
Le RGBW va conserver les points forts du RGB, et rajoute ceux des LEDs blanches (LED bleur + poudre de phosphore [voir fig.6]). Outre le fait de rajouter un nombre invraisemblable de couleurs, la force du blanc est d’apporter des teintes supplémentaires.
Ce qu’il se passe
Le spectre du blanc vient s’ajouter au spectre précédent et donc le compléter là om il y avait les creux. Ce qui rend le spectre plus complet, pouvant atteindre des tons jusque là impossible. Par exemple, des teintes pastels ou très saturées jusque là inaccessible. Le blanc vient atténuer la monochromaticité des LEDs RGB, on va atteindre des couleurs plus intéressantes, plus naturelles.
Fig.7 : En jaune et noir, l’intensité spectrale de deux types de LED blanches, qui « complètent » le spectre RGB
L’oeil verra moins les discontinuités (ou dominantes) du RGB, la lumière sera plus homogène. Le projecteur aura moins tendance à faire valoir plus fortement une autre couleur, étant donné qu’elles sont plus équitablement réparties. De là, on obtient un blanc plus « pur », car il se rapproche plus de celui du soleil. L’indice de rendu des couleurs s’en trouve fortement amélioré.
Autres apports
Cette technologie nous permet à la fois de jouer en couleurs et d’avoir des blancs de très bonne qualité, ce qui est une nouveauté appréciable. Une meilleure qualité de couleur signifie que ce sont des couleurs plus naturelles, et forcément plus agréables pour l’oeil. On observe une amélioration globale de la qualité de l’éclairage, et cela pour un rendement meilleur : on atteint donc la même luminosité avec moins de watts dépensés.
Bien être
Un rendu plus naturel des couleurs n’est pas seulement un atout esthétique, juste là pour mettre en valeurs piscines, arbres et meubles. C’est aussi une source de confort visuel et d’apaisement. Les bienfaits de la lumière solaire sur le corps ne sont plus à démontrer. Ici, sans parler de photothérapie à la maison, il est possible de recréer un éclairement plus naturel et dès lors plus bénéfique, réconfortant et agréable à recevoir. Cela aura pour conséquence des moments de détente plus réparateurs et donc un sentiment général de bien-être sur l’organisme.
Conclusion :
La nouvelle technologie RGBW est donc un éclairage avec des possibilités infinies de couleurs, de teintes et un impact positif sur le biorythme humain. Il conserve aussi les avantages du RGB que sont facilité d’installation et d’utilisation, mais devient plus complet : sa gamme de couleur s’étoffe, ainsi que sa qualité. Le tout contrôlable de votre portable, sans effort, juste en appréciant !
Sources
Piscine Equipée 