Qu'est-ce qu'un colorimètre
La couleur est une perception produite conjointement par une source lumineuse, une surface et un observateur, et un colorimètre remplace ces trois éléments par des références fixes afin qu'une couleur puisse s'écrire en chiffres. C'est ce qui fait de la couleur une spécification : une cible est convenue sous forme de coordonnées, une tolérance est convenue sous forme d'écart, et dès lors un échantillon tombe dedans ou non, quel que soit celui qui le regarde ou la lampe sous laquelle il se trouve.
L'instrument éclaire l'échantillon d'une manière définie et mesure la lumière qui en revient à travers un jeu de filtres ou un élément dispersif, à partir de quoi sont calculées les coordonnées dans un espace colorimétrique de référence. Deux familles se distinguent par leur optique. Un appareil à filtres, généralement construit autour de la géométrie à 45 degrés, éclaire sous un angle et observe sous un autre, et lit une surface comme le ferait un observateur placé à côté d'elle. Un spectrocolorimètre mesure sur toute la plage de longueurs d'onde et calcule les mêmes coordonnées à partir du spectre, ce qui lui permet d'en faire davantage avec les données.
La distinction qui décide de la plupart des spécifications n'est pas la famille mais la géométrie, et plus précisément de savoir si la brillance de la surface est incluse dans la mesure. Une géométrie à sphère d'intégration recueille à la fois la lumière réfléchie dans la direction spéculaire et la lumière diffusée par la surface : un échantillon est donc mesuré comme si sa brillance faisait partie de sa couleur. Une géométrie à 45 degrés exclut par construction la composante spéculaire. La même peinture mesurée dans les deux configurations donne des chiffres différents, et aucune des deux n'est fausse.
Comment mesure un colorimètre
La mesure commence par l'illuminant et l'observateur. Une couleur n'est définie que par rapport à une source lumineuse : l'instrument en contient donc une ou en suppose une, et une fonction d'observateur de référence tient lieu de réponse humaine. L'une et l'autre sont des conventions arrêtées en comité international plutôt que des propriétés de l'instrument, et une lecture citée sans elles n'est pas reproductible.
À partir de la réflectance mesurée, l'instrument calcule des coordonnées dans un espace colorimétrique, qui décrivent l'échantillon par une clarté et deux composantes chromatiques. L'écart entre un échantillon et un étalon de couleur est alors une distance dans cet espace, exprimée par un seul chiffre. La formule employée pour calculer cette distance compte, car des formules différentes pondèrent différemment les composantes et une même paire d'échantillons peut se situer de part et d'autre d'une tolérance selon celle qui est appliquée.
La répétabilité et la concordance sont deux chiffres différents que l'on présente souvent comme un seul. La répétabilité est la dispersion de lectures prises sur le même instrument pour le même échantillon, et elle fixe le plus petit changement que l'instrument peut détecter. La concordance entre deux appareils est moins bonne, car elle dépend de leur étalonnage individuel, de leur géométrie et de leur réponse spectrale. Deux instruments peuvent chacun être répétables à une petite fraction d'unité et différer entre eux de plus que la tolérance appliquée.
Choix de configuration
L'essentiel de la spécification est déterminé par ces décisions plutôt que par la classe d'exactitude. Chacune contraint la suivante, c'est pourquoi elles sont tranchées dans l'ordre.
| Configuration | Options à fixer | Ce que cela détermine réellement |
| Géométrie de mesure | Éclairage à 45 degrés avec observation normale, ou sphère incluant la composante spéculaire | Si la brillance fait partie de la couleur. Une surface texturée, granitée ou de brillant irrégulier se comporte différemment dans chacune, et le choix doit suivre l'échantillon et la tolérance. |
| Taille d'ouverture | Une surface de mesure réduite ou étendue, et si plusieurs sont disponibles | Si un petit détail peut être mesuré sans capter ce qui l'entoure, et si un échantillon texturé est moyenné sur une surface suffisamment représentative. |
| Espace colorimétrique et formule d'écart | Les coordonnées rapportées, et la formule employée pour calculer un écart entre l'échantillon et l'étalon | Si une tolérance annoncée est évaluée sur la base pour laquelle elle a été écrite. La même paire d'échantillons peut être conforme avec une formule et non conforme avec une autre. |
| Illuminant et observateur | La source lumineuse supposée dans le calcul, et la fonction d'observateur de référence appliquée | Si une lecture prise sur un site peut être comparée à une lecture prise sur un autre. Sans convention commune, les chiffres ne sont pas comparables du tout. |
| Répétabilité | La dispersion de lectures répétées sur le même échantillon, et les conditions dans lesquelles elle est spécifiée | Le plus petit écart sur lequel l'instrument peut être considéré comme fiable, qui doit être nettement inférieur à la tolérance qu'il sert à contrôler. |
| Données capturées et bibliothèque | Étalons mémorisés sur l'instrument, bibliothèque de couleurs d'échantillons mesurés, ou liaison à un téléphone ou un ordinateur | Si un jugement peut être rendu à la machine et s'il en reste une trace ensuite. Une tolérance qui n'est pas enregistrée ne peut pas être défendue. |
| Organisation de l'étalonnage | La référence blanche servant à remettre l'instrument à zéro, et la fréquence à laquelle elle est appliquée | Si les lectures restent comparables au fil d'un poste et d'un instrument à l'autre. C'est la pratique qui tient un programme couleur honnête, plus que la résolution de l'afficheur. |
La géométrie est la première décision, parce qu'elle décide de ce que le chiffre signifie. Tout le reste précise avec quelle fidélité ce chiffre se répète.
Comment choisir un colorimètre
| Décision | Ce qui la tranche | Ce qu'il faut demander |
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| La surface mesurée | Plane et uniforme, ou texturée, granitée et brillante | La texture et la brillance décident ensemble de la géométrie et de l'ouverture. Un échantillon à surface directionnelle demande le montage qui la moyenne et non celui qui la capte sous le mauvais angle. |
| La taille de la zone à juger | Un grand panneau, ou un petit détail imprimé | La taille d'ouverture décide si l'instrument mesure le détail ou la moyenne du détail et de tout ce qui l'entoure. |
| Qui fixe la tolérance | Une spécification du client, ou un chiffre choisi par le producteur | Une tolérance exprimée en unité d'écart n'a de sens qu'avec la formule et la géométrie qui l'accompagnent ; une tolérance sans elles n'est pas une spécification. |
| La marge que le procédé peut tenir | Une tolérance large, ou une tolérance proche de la répétabilité de l'instrument | Là où la tolérance est serrée, la répétabilité de l'instrument et la pratique d'étalonnage deviennent les facteurs limitants plutôt que l'exactitude. |
| Si le jugement se fait sur la ligne | Une décision à la machine, ou un échantillon envoyé au laboratoire | Un instrument portatif place la décision là où se fait le travail et doit intégrer un afficheur, une autonomie de batterie et un contrôle de tolérance. |
| Si les couleurs doivent être conservées | Un ou deux étalons, ou une bibliothèque de couleurs approuvées | Une bibliothèque rend l'étalon reproductible lorsqu'un témoin physique est perdu ou a fané, ce qui est la raison habituelle pour laquelle un programme couleur s'effondre. |
| Si la lecture doit être rapportée | Un conforme ou un non conforme porté sur une fiche de suivi, ou des données exportées vers un système | La chaîne d'export se spécifie avec l'instrument, car une mesure qui doit être ressaisie finira par être ressaisie de travers. |
Si l'un de ces points reste ouvert, envoyez ce qui est connu. Un devis peut être établi sur une description de service et affiné une fois les lacunes comblées.
Les alternatives les plus proches
Ce sont les types que recouvre généralement une demande pour un colorimètre, et le moment où le choix se décide vraiment.
| Alternative la plus proche | Ce qui la distingue d'un colorimètre |
| Spectrophotomètres | Ils mesurent la quantité de lumière qu'un échantillon absorbe ou transmet sur une plage de longueurs d'onde, afin de déterminer ce qu'il contient. Un colorimètre mesure la couleur d'une surface par rapport à un étalon. Les deux instruments partagent le même banc optique et répondent à des questions différentes, et lorsqu'une concentration est recherchée, c'est le spectrophotomètre qu'il faut, car il est étalonné sur une référence chimique. |
| Analyseurs de COT | Ils rapportent le carbone organique total d'un échantillon d'eau en l'oxydant et en mesurant le résultat, ce qui est un dosage destructif du contenu plutôt qu'une appréciation de l'apparence. |
| Analyseurs de qualité de l'eau | Ils rapportent l'état d'une eau par plusieurs méthodes à la fois. Lorsque la couleur est l'une d'elles, elle est habituellement mesurée comme une absorbance dans une cellule plutôt que comme l'apparence d'une surface, et les deux sens du mot couleur ne doivent pas être confondus d'une page à l'autre. |
| Analyseurs de taille de particules | Ils rapportent une distribution granulométrique plutôt qu'une couleur. Un échantillon en poudre est mesuré par les deux instruments et les deux résultats décrivent des propriétés différentes de la même poudre. |
| Jauges d'épaisseur de revêtement | Elles mesurent l'épaisseur d'un revêtement par une méthode magnétique ou à courants de Foucault. La couleur et l'épaisseur du film sont les deux chiffres qu'une spécification de peinture ou de revêtement fixe habituellement ensemble, et chacun demande son propre instrument. |
La frontière à trancher en premier est la destination du chiffre : l'apparence d'une surface, ou la concentration d'une substance dans un liquide. Les deux s'appellent mesure de la couleur et ne sont pas interchangeables.
Ce qu'il faut inclure dans la demande
La première réponse peut être un devis plutôt qu'une série de questions si la demande contient ces éléments. Lorsqu'un chiffre est inconnu, envoyez la description de l'usage et nous confirmerons ce qu'il implique.
- La surface à mesurer, et notamment si elle est texturée, brillante ou granitée
- La taille de la zone à juger, et donc l'ouverture nécessaire
- La tolérance à appliquer, et l'espace colorimétrique et la formule d'écart dans lesquels elle est écrite
- Les conventions d'illuminant et d'observateur que suppose la spécification
- Si un instrument portatif est souhaité, ou un appareil de paillasse à poste fixe
- Si un étalon ou une bibliothèque d'étalons doit être mémorisé et rappelé
- Si les lectures doivent être exportées, et vers quel système
- La répétabilité qu'exige le procédé au regard de la tolérance contrôlée
- Quantité, port de destination et date de livraison requise
