Chapitre 14 – Lumière, couleurs et photodétecteurs | 2nde Bac Pro | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 15 août 2026, 19:50
Tu regardes une photo de coucher de soleil sur ton smartphone : tu vois du blanc, du jaune, du rouge, du noir… Pourtant, en observant l'écran de très près avec une loupe (ou une goutte d'eau posée dessus), on ne voit plus que de minuscules points rouges, verts et bleus alignés. L'écran ne possède aucune lampe « jaune », ni « blanche », ni « violette ».
Un écran est une grille de millions de points lumineux appelés pixels. Chaque pixel est formé de 3 sous-pixels : un rouge (R), un vert (V) et un bleu (B), trop petits pour être vus à l'œil nu. Chaque sous-pixel peut briller plus ou moins fort, ou être éteint.
Quand on superpose (on additionne) des faisceaux de lumière colorée sur un fond noir, on obtient :
On appelle cela la synthèse additive. Elle concerne tout ce qui émet de la lumière : écrans, projecteurs, éclairages LED colorés.
Comment un écran qui ne possède que des points rouges, verts et bleus peut-il afficher du blanc, du jaune, du noir… et des millions de couleurs ?
D'après le Document 1, de combien de sous-pixels est composé un pixel, et de quelles couleurs sont-ils ?
Un pixel est composé de 3 sous-pixels : un rouge (R), un vert (V) et un bleu (B).
Sur le Document 1, quel pixel est totalement éteint ? Quelle couleur affiche-t-il alors ?
Le pixel de droite a ses 3 sous-pixels éteints (sombres). Quand aucune lumière n'est émise, le pixel apparaît noir. Le noir, sur un écran, c'est donc l'absence de lumière.
Le pixel du milieu n'allume que ses sous-pixels rouge et vert. En utilisant le Document 2, explique pourquoi on perçoit du jaune alors qu'il n'y a aucun point jaune.
D'après la règle de synthèse additive : Rouge + Vert = Jaune. Les sous-pixels rouge et vert sont trop proches et trop petits pour être distingués : leurs lumières se superposent dans l'œil et l'on perçoit une seule couleur, le jaune. Il n'y a pas besoin de point jaune : c'est notre œil qui « additionne » le rouge et le vert.
Complète : indique la couleur affichée par le pixel selon les sous-pixels allumés.
| Sous-pixels allumés | Couleur perçue |
|---|---|
| Rouge + Bleu | …………… |
| Vert + Bleu | …………… |
| Rouge + Vert + Bleu | …………… |
| Rouge seul | …………… |
Pour afficher du blanc, quels sous-pixels faut-il allumer ? Et pour afficher du cyan ?
Pour le blanc : il faut allumer les 3 sous-pixels (rouge + vert + bleu), car R + V + B = blanc.
Pour le cyan : il faut allumer le vert et le bleu (et laisser le rouge éteint), car V + B = cyan.
Sur l'écran, en faisant varier l'intensité de chaque sous-pixel (du plus faible au plus fort), explique pourquoi on peut obtenir des millions de teintes différentes, et pas seulement les 7 couleurs du Document 2.
Chaque sous-pixel ne fait pas que « allumé / éteint » : il peut briller à des intensités variées (par exemple beaucoup de rouge, un peu de vert, pas de bleu donnera un orangé). En combinant les multiples niveaux d'intensité du rouge, du vert et du bleu, on obtient une énorme quantité de mélanges, donc des millions de teintes. Plus on dose finement chaque lumière primaire, plus on a de couleurs possibles.
Un ami affirme : « sur un écran, le noir est une couleur que l'on éclaire en noir ». A-t-il raison ? Justifie à partir de ce que tu as observé.
Il a tort. Sur un écran, il n'existe pas de « lumière noire ». Le noir correspond au cas où aucun sous-pixel n'émet de lumière : c'est l'absence de lumière (question 2). C'est exactement l'inverse du blanc, qui s'obtient en allumant toutes les lumières.
En quelques phrases, réponds à la problématique : comment un écran avec seulement du rouge, du vert et du bleu affiche-t-il toutes les couleurs ?
Un écran utilise la synthèse additive : chaque pixel possède 3 sous-pixels rouge, vert et bleu. En les allumant ensemble ou séparément, et en réglant leur intensité, leurs lumières s'additionnent dans l'œil. On obtient ainsi le blanc (les 3 allumés), le jaune (R+V), le cyan (V+B), le magenta (R+B), le noir (tout éteint) et, grâce aux variations d'intensité, des millions d'autres teintes. C'est notre œil qui réalise le mélange.
Une imprimante n'émet pas de lumière : elle dépose des encres sur du papier blanc. Elle utilise les couleurs cyan, magenta et jaune (CMJ), pas RVB. À ton avis, pourquoi une imprimante n'utilise-t-elle pas les mêmes couleurs primaires qu'un écran ?
Un écran émet de la lumière : il additionne des lumières colorées (synthèse additive, primaires R, V, B). Une encre, au contraire, absorbe une partie de la lumière blanche du papier et ne renvoie que le reste : on soustrait des couleurs (synthèse soustractive, primaires C, M, J). Comme les deux logiques sont opposées (l'une part du noir et ajoute, l'autre part du blanc et retire), elles n'utilisent pas les mêmes couleurs primaires.
Réponse à la problématique : un écran affiche toutes les couleurs grâce à la synthèse additive. Chaque pixel est composé de 3 sous-pixels rouge, vert et bleu ; en réglant leur intensité, leurs lumières s'additionnent dans l'œil et reconstituent n'importe quelle teinte.
📚 Cette activité s'appuie sur §3.1 (synthèse additive RGB) de la leçon Ch14.