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La couleur des animaux

Dossier - La couleur dans tous ses éclats
DossierClassé sous :physique , chimie , couleur

Un tour d'horizon sur la couleur, omniprésente dans la nature et dans notre culture. Vision des couleurs, nuances, teintes, fluorescence et luminescence... Le secret de la couleur !

  
DossiersLa couleur dans tous ses éclats
 

Si la couleur des animaux vient pour la plupart d'entre eux des pigments qu'ils produisent ou qu'ils ingèrent, bien d'autres couleurs résultent de phénomènes physiques : interférences lumineuses et, dans certains cas, diffraction de la lumière.

Papillon paon. © Kapa65 CCO

Couleur des animaux : une couleur structurale

Ces couleurs structurales apparaissent lorsqu'il existe chez l'animal une structure périodique avec une périodicité spatiale de l'ordre de grandeur des longueurs d'onde de la lumière : chaque élément de la structure renvoie alors séparément une onde lumineuse, et les ondes issues des divers éléments interfèrent en produisant des couleurs interférentielles, dont la caractéristique est de varier selon l'angle d'observation : les scarabées et les papillons Morpho en sont des exemples bien connus.

La couleur des animaux peut avoir des origines diverses. L'iridescence des ailes des papillons de type Morpho est due aux écailles du papillon qui présentent des stries formant une structure périodique à deux dimensions. © B. Valeur DR

Commençons par les structures en multicouches qui offrent une périodicité spatiale à une dimension. La lumière, en pénétrant successivement dans les diverses couches - dont l'épaisseur est de l'ordre de la longueur d'onde de la lumière - subit des réflexions partielles sur les interfaces. Une partie des rayons réfléchis émerge de la surface et interfère, produisant des couleurs interférentielles. C'est ainsi que les couleurs irisées de la nacre résultent de la superposition de couches alternativement minérales et organiques que le mollusque produit au cours de sa croissance. La couleur de la cuticule des scarabées et des mouches vertes s'explique de la même façon.

Les couleurs des plumes de paon varient en fonction de l’angle d’observation (a et b). Ces couleurs disparaissent lorsqu’on observe les plumes à l’envers et par transparence (c). © Bernard Valeur

Les couleurs irisées des plumes de paon et des ailes de certains papillons comme le fameux papillon Morpho résultent de la diffraction et des interférences par des structures périodiques à deux dimensions formant un réseau, dit réseau de diffraction. Chaque élément de ce réseau diffracte la lumière et les ondes diffractées par les divers éléments interfèrent entre elles.