Température de couleur et Balance des Blancs (TC et BdB)

La température de couleur joue un rôle déterminant quant à l'apparition de dominantes de couleur sur une image :

1. La température de couleur

La température de couleur, exprimée en kelvins (K avec 273 K = 0 °C), permet d'établir un classement des divers types de sources lumineuses :

- Lampe à incandescence (tungstène) : 2800 à 3200 K.

- Lumière du jour au lever et au coucher du soleil : 2500 à 3800 K.

- Lumière d'un flash électronique : environ 6000 K.

- Lumière du jour à midi : environ 6500 K.

Il ne s'agit pas de la température réelle de la source ! La notion de température de couleur est liée au modèle théorique du corps noir qui, lorsqu'il est chauffé, émet une certaine qualité de lumière.

En poterie, quelle que soit la couleur des objets placés dans le four, à 900 degrés, ils apparaissent tous de la même couleur orangée !
Lord Kelvin a mis à profit cette particularité pour créer son échelle de température de couleur.
Grâce à elle, les photographes peuvent pallier le manque de souplesse des pellicules et capteurs pour reproduire fidèlement les couleurs. 

Le phénomène

Nous avons tous observé les couleurs particulièrement chaudes et rougeoyantes des couchers de soleil.
Il faut être plus attentif pour constater les changements de couleur de la lumière tout au long de la journée, les nuances sont plus subtiles mais bien présentes !
Nous ne sommes pas équipés d’un computer, mais doté d’un cerveau !
Le mécanisme de la vision humaine corrige de lui-même : une feuille blanche nous parait blanche, même si elle est éclairée par une ampoule émettant une lumière jaune. Mais un film photo, par exemple, ne peut corriger de lui-même; et dans la même situation, notre feuille blanche sera bel et bien jaune sur l'image.
Nous interprétons la réalité comme cela nous arrange !
Quelle que soit l’heure de la journée, nous décidons qu’un drap blanc est blanc, même si la lumière ambiante lui donne une petite dominante rosée, jaune ou verte (en séchant sur un fil dans un beau pré normand !)
La pellicule, beaucoup plus objective que nous, enregistrera la scène, avec la vraie couleur de ce drap, au moment de la prise de vue.
Ce phénomène, bien entendu, ne devient un problème qu’en prise de vue couleur.
En noir et blanc, de toute manière, le drap sera reproduit par un léger gris.

L'Échelle kelvin

Pour établir son échelle, Lord kelvin est parti du zéro absolu, température de l’azote liquide, -273°C.
Éclairez une feuille de papier blanc à l’aide d’une bougie.
Placez un objet noir dans un four électrique.
Augmentez la température du four jusqu’à ce que l’objet ait la même couleur que la feuille de papier éclairée par la bougie.
Mesurez la température du four et ajoutez 273°C, vous aurez la température de couleur de la lumière qui éclaire la feuille de papier, en kelvin !
De la même manière, la lumière du jour standard est de 5500°K.
Ça ne veut pas dire que cette lumière chauffe à 5500°C, nous n’y résisterions pas !
Cela veut dire que la lumière émise par le soleil, en milieu de journée a la même couleur qu’un objet noir, dans un four porté à une température de 5500°C - 273°C soit 5227°C.

Vous savez maintenant pourquoi on parle de température de couleur !

Les sources lumineuses et températures de couleurs (en degrés Kelvin) :

Ces données sont approximatives pour la plupart.
Les données exactes ne peuvent être relevées qu’à l’aide d’un appareil de mesure : le “thermo-colorimètre”.

 
Exemple d'un Babouin au lever du jour... en hiver austral à 3000°k !
(Botswana - Rivière Chobé - Juillet 2010)

Pour les sources telles que les LEDs ou les lampes à décharge, on parle de température de couleur corrélée dont l'abréviation est CCT en Anglais.
On trouve principalement trois grands types de CCT pour les LEDs :

1. Le blanc "chaud" qui va de 2840°K à 3460°K (tons jaunâtres)
2. Le blanc "neutre" à 4170°K
3. Le blanc "lumière du jour" qui va de 5030°K à 6510°K. (Tons bleuâtres)

Au dessus de 5500°K, la lumière devient de plus en plus bleuâtre et en dessous de cette température, la lumière devient de plus en plus jaunâtre

2. Les solutions photographiques

En photographie argentique (pour les nostalgiques et pour mieux comprendre le progrès en photographie numérique) : 

N'hésitez pas à passer directement au § "En photo numérique" si celà ne vous interrèsse pas, vous n'aurez rien perdu !

Grâce aux travaux de Lord Kelvin, les fabricants d’émulsion ont pu nous proposer pendant des années des pellicules adaptées aux cas les plus souvent rencontrés.
Pour les cas plus particuliers, il était possible d’adapter la nature de la lumière à la pellicule utilisée, en utilisant des filtres adéquats qui modifiaient la couleur de la lumière qui entrait dans l’objectif.

Pellicules et température de couleur

Il n’était bien sûr pas possible de fabriquer une pellicule pour chaque ambiance lumineuse.
Les fabricants ont donc adopté trois situations spécifiques.

Les films photo étaient équilibrés pour une température de couleur donnée. Les films "lumière du jour" ("Daylight") correspondaient à une température de couleur de 5500K. Les films équilibrés pour la lumière artificielle étaient de deux types : le type "A", adapté aux lampes "flood" de studio (3400 K); le type "B" ou "tungstène" pour les lampes à incandescence classiques (3200 K).

- Les pellicules pour lumière du jour (daylight)
Les pellicules “type lumière du jour” étaent équilibrées pour une température de couleur de 5500K, utilisable en lumière naturelle et au flash.
Sans demande particulière, votre vendeur, vous vendait toujours des pellicules pour lumière du jour (daylight), négatif ou diapositive.

- Les pellicules type lumière artificielle 3200K type B
Les pellicules type lumière artificielle étaient équilibrées pour une température de couleur de 3200K.
Cette température de couleur correspondait à la couleur émise par les lampes flood 3200.
C’est ce type de pellicule qui vous était remise lorsque vous demandiez une pellicule lumière artificielle.
Il s’agissait principalement de films inversibles (diapositive). Il n’existe quasiment pas de pellicule "phoro" négative pour lumière artificielle.
En effet, la photo finale, le tirage sur papier peut-être rééquilibré par filtrage sous l’agrandisseur, il suffit d’utiliser le filtre adéquat pour améliorer les résultats.

- Les pellicules type lumière artificielle 3400K type A, équilibrées pour une température de couleur de 3400K étaient surtout employées en cinéma.

Le thermo-colorimètre étant un appareil particulièrement coûteux (environ 1500 € !) la plupart du temps, un abaque de conversion suffisait pour adapter le filtre nécessaire à la prise de vue.

Retenez qu’une pellicule type lumière du jour + un filtre 80A réagissait comme une pellicule tungstène 3200K.
De la même manière, une pellicule tungstène 3200K + un filtre 85B réagissait comme une pellicule type lumière du jour. 
C’est la solution que je retenais pour des prises de vues à faire en lumière du jour et lumière artificielle sur la même pellicule.

Je parle évidemment de tout celà au passé, car je ne pratique plus et le débutant en photo ne s'interrèsse pas à tout celà et il a raison... Il faut se tourner sans nostalgie vers l'avenir de la photo où l'argentique n'a plus sa place.

En photographie numérique : La Balance des Blancs (BdB) ou White Balance (WB)

C'est l'un des grands atouts de la photographie numérique : pour chaque prise de vues, le photographe peut indiquer le type de lumière à l'appareil qui en déduira la température de couleur équivalente. C'est ce qu'on appelle couramment le réglage de la balance des blancs. La plupart des appareils numériques proposent un réglage automatique, ou offrent le choix entre plusieurs types de lumière : lumière du jour, par beau temps ou par temps nuageux (plus ou moins bleutée), ombres, lumière artificielle ou d'intérieur, éclairage aux tubes fluorescents...

Le mode de réglage automatique peut suffire dans beaucoup de situations. Certains appareils numériques proposent néanmoins un réglage manuel de la balance des blancs. Le principe est simple : on "fait" la balance des blancs en visant une feuille blanche, qui servira de référence pour les prochaines prises de vues.

Il est souvent conseillé d'effectuer manuellement la balance des blancs lorsque les conditions d'éclairage sont délicates. Par exemple, lors de prises de vues en intérieur sous un éclairage tungstène, le réglage automatique est souvent insuffisant et l'image présente une dominante jaune/rouge. Dans ce cas le réglage manuel permet souvent d'obtenir un meilleur résultat.

L'éclairage aux tubes fluorescents (ceux qu'on appelle à tort les "néons", car on n'y trouvera pas de néon...) pose souvent problème au photographe. La distribution spectrale de ce type de sources lumineuses est discontinue (contrairement à la lumière du soleil qui présente un spectre continu) : le spectre présente des pics d'émission à certaines longueurs d'onde, qui vont perturber le système de mesure. Ainsi on observe couramment l'apparition de dominantes jaune, verte, rouge... selon le type de tube.

MAIS...
Je pense que la meilleur des solutions consiste le plus souvent à enregistrer ses fichiers photo en format RAW lors de la prise de vue, car il est possible d’étalonner ensuite la température de couleur avec son logiciel habituel de traitement des RAWs !

3. Le paradoxe

Une couleur froide en impression subjective correspond à une température de couleur élevée !
Un coucher de soleil donne des couleurs chaudes, la T.C. est basse !

C’est parfois une source de confusion pour les néophytes. Pour y remédier, certains logiciels de traitement d’images (et des plus connus !) et de traitement de fichiers RAWs disposent d’un réglage de la température de couleur sur lesquels plus vous augmentez la T.C., plus les couleurs deviennent chaudes !
C’est peut-être plus logique pour un débutant mais c’est très choquant pour un technicien, d’autant que les réglages sur les boîtiers respectent eux l’échelle de Lord Kelvin !