Comprendre les températures de couleurs en Kelvin

Qu’est-ce que l’échelle Kelvin ?

Notre perception des couleurs varie selon un certain nombre de critères : le langage qui les a définies, les yeux qui les regardent, la lumière qui les éclaire. Un objet de couleur blanche deviendra orangé au coucher du soleil, prendra une teinte plus sombre si c’est la nuit, et absorbera la couleur de toute lumière que vous choisirez de projeter dessus (à l’inverse d’un objet de couleur noire, par exemple). Si nos yeux sont entraînés à repérer sous diverses conditions lumineuses la blancheur d’un objet, ce n’est pas le cas d’un objectif d’appareil photo ou de caméra.

C’est là qu’intervient ce que l’on appelle la « balance des blancs » en photographie numérique : elle consiste à définir sur son appareil la température de couleur de la source de lumière principale, qui se calcule en unités Kelvin.

Une courte histoire de l’échelle Kelvin

Ce nom provient des travaux du physicien William Thomson, également connu sous le nom de Lord Kelvin, dont la célèbre « échelle Kelvin » a révolutionné la thermodynamique. Avec le degré Celsius et les degrés Fahrenheit, les Kelvin sont l’une des trois unités de mesure de la température, que l’on utilise aujourd’hui pour définir la température de la lumière. Sa spécificité est qu’elle définit le zéro absolu (qui est arbitraire) à -273°C : c’est la température la plus basse qui puisse exister. Parce qu’en tant qu’esprit créatif, vous avez sans doute eu à faire à ses travaux (consciemment ou non), voici tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les températures de couleurs et l’échelle Kelvin.

Usage de l’échelle Kelvin en création

Bien que l’échelle Kelvin soit convertible en degrés Celsius, elle ne sert pas à calculer la température à proprement parler, mais à caractériser la couleur des sources lumineuses. Lorsque l’on parle de température de couleur, il ne s’agit pas de la chaleur physique que diffuse une source de lumière mais des couleurs qu’elle peut émettre : on ne parle pas de la chaleur de l’ampoule, mais de celle de sa lumière. Chaque niveau de température est ainsi associé à une nuance de blanc : on parle de nuance chaude, froide ou neutre de blanc. Cette unité s’appuie sur un principe contre-intuitif pour ceux qui n’y sont pas initiés : plus la quantité de Kelvin d’une lumière est importante, plus la lumière blanche est froide ; moins elle l’est, plus la lumière blanche est chaude.

Comment mesurer la température de couleur d’une source lumineuse en Kelvin ?

En prise de vue, on privilégie un outil qui s’appelle le thermo-colorimètre pour mesurer la quantité de Kelvin d’une source lumineuse et ainsi adapter son filtre à la lumière ambiante. Mais ce dernier étant souvent coûteux, on peut aussi choisir d’utiliser un simple abaque de conversion pour connaître l’unité Kelvin à partir des degrés Celsius ou Fahrenheit. En fonction du résultat obtenu et selon le résultat souhaité, on corrigera la balance des blancs sur une caméra numérique ou on l’ajustera à l’aide d’un filtre pour pellicule en photographie argentique. Pensez tout de même à enregistrer vos prises de vue au format RAW, pour pouvoir optimiser leur étalonnage sur vos applications de création préférées.

Les différentes températures de couleur en Kelvin

Sans thermo-colorimètre, les données relatives à la température des couleurs restent approximatives, mais elles sont suffisantes pour la plupart des situations liées à la prise de vue ou à l’éclairage. Souvenez-vous : plus la quantité de Kelvin est importante, plus la lumière est froide. Plus elle est faible, plus la lumière est chaude.

• Entre 2000 et 3300K, on parle de blanc « chaud », comme celui qu’émettent une bougie ou le coucher du soleil. La lumière est tamisée et chaleureuse.
• Entre 3300 et 5000K, on parle de lumière blanche neutre : elle ne penche ni vers le jaune, ni vers le bleu.
• Au-delà de 5000K, on parle de blanc « daylight » : c’est la température de couleur de la lumière du jour.

Température de couleur LED

Lorsque la LED a été créée il y a quelques années, elle a révolutionné notre approche de la lumière ; et pour preuve, ses créateurs ont été récompensés d’un prix Nobel de physique en 2014. Cela s’explique par le fait que les sources de lumière que l’on utilisait avant la LED s’appuyaient sur la loi du rayonnement de Wien : un objet chauffant émet de la lumière, le rayonnement de cette lumière se calcule en degrés Kelvin. La LED est une source lumineuse qui n’a pas besoin de chauffer puisque sa lumière vient des composants de l’ampoule et non d’un filament chauffé comme les ampoules traditionnelles. Une couleur peut ainsi apparaître plus froide ou plus chaude en fonction de la quantité de lumière émise par la LED. Il existe trois types de température de couleur LED différentes, le choix de celle qui vous conviendra dépend de l’ambiance que vous recherchez.

• Le blanc chaud se situe entre 2500 et 3500K. Sa lumière imite celle diffusée par les ampoules à incandescence. Elle donne une ambiance chaleureuse, parfaite pour éclairer les espaces intérieurs comme les salons ou les chambres à coucher.
• Le blanc neutre se situe entre 3500 et 4500K. Sa lumière est la plus naturelle et est fréquemment utilisée pour des lieux de vie comme la salle de bain ou les couloirs. Elle illumine aussi bien les lieux extérieurs comme les terrasses ou les parkings, ainsi que les espaces commerciaux.
• Le blanc froid se situe au-delà de 4500K. Cette lumière favorise la concentration, et est généralement utilisée dans les espaces de travail. Son rayonnement est important, elle éclaire donc bien les pièces où elles se situe.

• Les correcteurs C.T.O permettent de réchauffer votre blanc : en diminuant la quantité de Kelvin de votre source lumineuse, la scène devient plus neutre ou même orange. Sur l’image ci-dessus, cela reviendrait à transformer l’une des images du bas en l’une des images du haut.
• Les correcteurs C.T.B permettent de refroidir votre blanc : en augmentant la quantité de Kelvin de votre source lumineuse, la scène devient plus neutre ou même bleue. Sur l’image ci-dessus, cela reviendrait à transformer l’une des images du haut en l’une des images du bas.

• En prise de vue numérique, le réglage de la température de couleur peut se faire avant, à la balance des blancs, et il est aussi très simple de le corriger en post-traitement (avec davantage de précision en travaillant sur un fichier RAW).
• En prise de vue argentique, il est plus difficile de corriger la température de couleur en post-traitement. Il faut l’équilibrer au maximum durant la prise de vue en choisissant la pellicule adaptée et la travailler à l’aide de filtres à poser sur l’objectif.

On vous explique tout.

Température de couleur en photographie numérique : balance des blancs

Le réglage de la température de couleur est plus accessible en prise de vue numérique : c’est la balance des blancs. Il s’agit d’« expliquer » à son appareil ce qu’il doit reconnaître comme étant blanc, peu importe les conditions lumineuses. Afin d’effectuer une balance des blancs manuelle, il existe deux possibilités.

• La première est d’avoir une idée générale de la température de couleur ambiante et de sa quantité de Kelvin. Si vous photographiez ou filmez sous la lumière du jour, vous savez que la température équivaut à plus ou moins 5000K. En vous rendant dans les réglages de votre appareil photo, vous pouvez simplement sélectionner cette valeur : votre appareil fera le reste.
• La seconde consiste à présenter à votre appareil un objet blanc, comme une feuille, orienté vers votre source lumineuse. Sélectionnez ensuite le bouton « balance des blancs » de votre appareil : il intègrera le blanc que vous lui avez proposé et assimilera toutes les nuances similaires à du blanc.