1Charles Bourgeois (Amiens 1759 — Paris 1832) est l’un des rares personnages qui ont su réunir des compétences artistiques et scientifiques. Il avait trois professions. Pour commencer, il était peintre, en fait miniaturiste, et en cette qualité, il savait parfaitement combiner les couleurs et produire les teintes, les tons, les nuances les plus variés. Puis, il possédait et dirigeait un commerce de couleurs établi au quai de l’École, à présent quai du Louvre, où il fabriquait et vendait, aux peintres de tableaux et aux peintres décorateurs, toute une gamme de pigments, de laques, d’huiles, de couleurs et de vernis. En outre, c’est au quai de l’École également qu’il a mis au point de nouveaux pigments et des laques, en particulier son carmin de garance, perfectionnement de la laque de garance, inventée, en 1802, par Léonor Mérimée, spécialement pour la reproduction précise des teints des visages. Enfin, Bourgeois s’occupait de l’optique des couleurs, à la fois théorique et expérimentale, car il était d’avis que les couleurs matérielles, utilisées par les peintres, et les couleurs immatérielles, produites par les prismes et les iris, obéissent aux mêmes lois de combinaisons dans la formation de couleurs binaires et ternaires. Cette position le mit en conflit avec ses confrères artistes et physiciens, lesquels admettaient que les lois qui s’appliquent aux rayons de lumières colorés sont tout à fait différentes de celles qui s’appliquent aux pigments, aux laques, aux matières colorantes, aux encres, etc.

2Au dix-huitième siècle, la nécessité de cette stricte séparation entre l’art et la science fut notamment soutenue en se référant à trois questions un peu curieuses : (a) la lumière blanche dont parlent les physiciens se compose de sept couleurs primitives, tandis que l’écorce terrestre offre des dizaines de couleurs matérielles, dont les mélanges peuvent produire toutes les nuances voulues ; (b) comment interpréter le blanc ; (c) comment interpréter le noir.

3Jean-Michel Watin, auteur d’un manuel de couleurs très populaire, en 1773, est un fervent partisan de la démarcation entre la physique des cieux et celle des corps colorés :

« Si le soleil, par la composition de ses rayons, offre au physicien sept couleurs, la terre, en ouvrant son sein, présente à l’industrie humaine des matières colorées qui, par elles seules ou par leur réunion, saisissent le ton et la vérité des couleurs célestes . . . le blanc, et c’est ici où la contrariété [entre la physique des cieux et celle des corps colorés] est la plus frappante, le blanc est dans l’un, un mélange confus de sept couleurs primitives [rouge, orangé, jaune, vert, le bleu, indigo, violet], il n’existe que par leur réunion, et chacune de ces sept couleurs primitives peut subsister sans le produire : au lieu que le blanc matériel existe seul indépendant des autres couleurs . . . Laissons aux physiciens et aux naturalistes le soin d’expliquer les différences, les variétés et leurs causes ; il nous suffit de savoir qu’il n’est point de couleur primitive céleste, qu’il n’est point de secondaire dont nous ne puissions rendre le ton par les diverses combinaisons des matières entre elles. »1

figure 1 Cercle chromatique newtonien

4Aux yeux du Révérend Père Castel, inventeur d’un clavecin oculaire, c’était surtout le problème du noir qui rendait la théorie de Newton négligeable pour les divers artisans de couleurs :

« M. Newton a trouvé que le blanc, c’est à-dire la lumière vive du soleil, partagée par un prisme en toutes sortes de couleurs, se revivifioit en blanc, par une loupe qui réünissoit de nouveau toutes ces couleurs en un foyer. D’où il a conclu que le blanc étoit le mêlange de toutes les couleurs . . . La pratique des teinturiers me fit connoître, il y a quelques années, qu’il en étoit du noir comme du blanc. Car pour teindre une étoffe blanche en noir, ils la teignent d’abord en beau bleu, ils la garancent ensuite, c’est-à-dire la teignent en rouge, &c. »2

5On trouve la plus brève formulation du problème du noir et du blanc chez Le Blon, inventeur de l’art du coloritto, c’est-à-dire la production de quelque couleur que ce soit par le mélange des trois couleurs primitives, rouge, jaune et bleu :

« En mélangeant ces trois couleurs primitives, on produit le noir ou toute autre couleur que ce soit… Je ne parle que des couleurs matérielles, celles qui sont employées par les peintres ; car toutes les couleurs primitives impalpables mélangées entre elles, produisent non pas le noir mais le contraire même, le blanc ; ainsi que le grand Sir Isaac Newton l’a démontré dans son Opticks. »3

6Charles Bourgeois ne pouvait accepter la séparation rigoureuse entre l’art et la science. Selon lui, la distance entre l’optique et la peinture, les rayons de lumière et les pigments, la physique des cieux et celle des corps colorés n’était pas si grande. En 1809, dans sa maison de la rue Helvétius, à présent rue Sainte-Anne, il construisit et équipa un laboratoire ainsi qu’une chambre obscure, où il entreprit une longue série d’expériences, destinées à mettre un peu d’ordre dans la pluralité embarrassante des couleurs et de leurs nuances, et à préciser la portée des couleurs primitives, du blanc, du noir, et aussi des gris. Ces expériences consistaient à combiner les couleurs, tant les couleurs matérielles, employées dans la peinture et la teinture, que les couleurs célestes impalpables, produites par les prismes. Par là, il voulait faire coup double, c’est-à-dire

« faire connaître les lois que suivent les couleurs dans leurs combinaisons entre elles, ainsi que l’identité de ces lois avec les divers ordres de phénomènes de la colorisation »,

7à savoir la transmission, la réfraction et la réflexion.4

Couleur, excédent, intensité. Espace de couleurs à trois dimensions.

8Pour effectuer ses expériences de transmission, Bourgeois disposa, dans sa chambre obsure, un appareil formé d’une série de trois petites chambres séparées par des cloisons de verre, qui pouvaient être emplies de solutions colorées d’une concentration — « intensité colorifique » — variable. Un faisceau de lumière blanche, qui pénétrait dans la chambre obscure par un orifice circulaire, était conduit à travers les trois solutions. Le faisceau émergent produisait une marque circulaire sur un carton blanc. La couleur de cette marque était ce qu’observait Bourgeois.

9Pour effectuer ses expériences de réflexion, il employait une série de vingt-huit pigments et laques, y compris le blanc de plomb, le noir d’ivoire, le jaune de chrome, la laque carminée et le bleu de cobalt.  Il transformait ces vingt-huit substances en couleurs à l’huile en les broyant à l'huile d'œillette ou à l'huile de lin. Ces couleurs pouvaient ensuite être mélangées entre elles à la manière accoutumée des peintres.

10Quant à la combinaison des couleurs « célestes », Bourgeois  imagina la disposition suivante :

figure 3

« Après avoir introduit dans une chambre obscure, par trois diaphragmes, a a' a'', trois faisceaux radieux parallèles, et les avoir réfractés chacun avec un prisme pivotant, je reçus leurs images sur un carton blanc où j’avais pratiqué des ouvertures rondes, b b' b'', ensuite, je disposai au-delà de ce carton, trois miroirs plans, d d' d'', destinés à recevoir et à réfléchir chacune des trois images sur le revers du carton. Les choses étant dans cet état, je projetai simultanément, sur les trois ouvertures du carton, trois rayons jaune, rouge et bleu pris chacun dans des spectres différens. Ces trois rayons étaient réfléchis sur le revers du carton et confondus entre elles [par superposition]. »5

11Des innombrables expériences de combinaisons, auxquelles Bourgeois a soumis les couleurs matérielles et les rayons colorés, résultent les conclusions suivantes.

12-Il y a six couleurs principales : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, violet. « Ayant la vue plus pénétrante que Newton »,6 Bourgeois n’acceptait pas l’indigo comme couleur principale :

« Les espaces occupés par les couleurs ostensibles du spectre solaire n’ont rien de commun avec les intervalles du monocorde, qui donnent les sept tons de la gamme musicale du mode mineur. »7

13-Parmi ces six couleurs principales, il y en a trois qu’il faut considérer comme primaires (ou fondamentales ou élémentaires). Le jaune, le rouge et le bleu ne peuvent être produits par le mélange d’aucune autre couleur, tandis que les mêmes couleurs peuvent former, par leur mélange entre elles, toutes les autres nuances imaginables. En les combinant deux à deux, on obtient trois couleurs binaires : orangé, vert, violet.

14-Le noir, le blanc et les gris ne sont pas des couleurs.

15-Quand les trois couleurs élémentaires sont combinées entre elles dans des proportions convenables (« à l’état d’équilibre »), elles se détruisent mutuellement, et n’offrent plus alors qu’un gris plus ou moins obscur, selon l’intensité colorifique des substances mises en combinaison.

16-Toutes les couleurs binaires et ternaires peuvent être produites par le mélange des trois couleurs primaires, et il ne s’agit plus que d’ajouter des quantités diverses de blanc, selon l’éclat ou le degré d’intensité de lumière qu’on veut leur faire réfléchir.

17-Les lois de combinaisons — la formation des couleurs binaires, des couleurs ternaires et des gris en mélangeant les trois couleurs primaires — sont d’un caractère universel et s’appliquent donc à la fois aux couleurs matérielles et aux couleurs impalpables des physiciens.

18-Une couleur ternaire imparfaite (voir le tabeau général) peut être considérée comme un gris parfait auquel on a ajouté un excédent d’une couleur primaire ou binaire. Ainsi, l’orangé peut être considéré comme un mélange du jaune, du rouge et du bleu, avec le jaune et le rouge en excès. Les faibles excédents produisent des tons grisâtres (peu saturés). Le gris parfait renfermé dans l’orangé ternaire détermine sa clarté ou intensité. Les faibles intensités produisent des couleurs foncés. Le résultat de ces considérations est la définition générale d’une couleur, en ces termes :8

« Toutes les couleurs, en général, ne sont que des excédans de combinaisons ternaires formées par les couleurs jaune, rouge et bleue. »

19Les couleurs primaires et binaires ne sont que des cas limites d’un excédent de 100 % et d’une intensité de 50 %.

20L’implication de cette définition générale est qu’une couleur est une quantité à trois dimensions. Elle est déterminée par sa position aux coordonnées couleur, excédent, intensité. Une couleur, un ton, une nuance, se trouve dans un espace de couleurs cylindrique. Avec ce résultat de son analyse, Bourgeois a anticipé sur le système hsb (hue, saturation, brightness), en français tonalité, saturation, luminance. Son système cei est la représentation graphique du tableau général de la combinaison des couleurs.

figure 4 Espace de couleurs à trois dimensions cei

 (Bourgeois 1812)

L’existence du principe des réfrangibilités diverses des couleurs est impossible

21Pour l’interprétation de la combinaison des couleurs célestes, en particulier la destruction mutuelle des couleurs élémentaires à l’état d’équilibre, Bourgeois fait appel à une théorie de la lumière, très éloignée de celle de Newton. Selon lui, les couleurs ne sont pas lumineuses elles-mêmes. Elles ne font pas partie de la lumière blanche. Elles sont des modifications de ce fluide corpusculaire. Le résultat incolore des combinaisons parfaites des trois couleurs primaires ne doit pas être attribué à la recomposition des parties constituantes de la lumière blanche, comme l’affirme la théorie de Newton, mais à la décomposition de la lumière colorée, c’est-à-dire la destruction de sa partie modifiée. Ce qui reste, c’est de la lumière blanche, de la luminosité pure, pour ainsi dire. Voici la formulation que donne Bourgeois de ce point de vue :

« Dans la combinaison des couleurs à l’état incolore parfait, les couleurs sont décomposées, et la lumière qui en résulte n’est point une recomposition de celle-ci, mais seulement une réunion, alors ostensiblement seule, des diverses quantités de celle qui, avant cette décomposition, rendait chacune de ces couleurs sensibles à la vue. »9

22Un rayon de lumière colorée ressemble à un filet de lait, auquel on aurait ajouté une quantité de matière colorante quelconque. En détruisant cette matière colorante, on donne naissance à un filet réduit de lait blanc. Bourgeois se sert d’une figure plutôt pharmaceutique. Décomposer les couleurs spectrales, cela veut dire.10

« en séparer la lumière blanche qui leur servait comme d’excipient. »

23C’est cet aspect du caractère de la lumière et des couleurs qui fit rejeter par Bourgeois la notion centrale newtonienne des réfrangibilités diverses des couleurs, ainsi que l’explication newtonienne des spectres produits par les prismes. Selon Bourgeois, les rayons colorés ont tous le même degré de réfrangibilité — celle de la lumière blanche — et en 1821, il se mit à prouver expérimentalement cette proposition antinewtonienne.11

figure 5 Disposition expérimentale pour réfuter le principe des réfrangibilités diverses

24gh est un système achromatique construit de trois prismes,

« dont les propriétés sont telles que leur pouvoir dispersif se trouve exactement compensé, en conservant néanmoins un excédant sensible de réfraction. »

25Un faisceau de lumière blanche n, admis dans la chambre obscure, est réfracté par le prisme abc. Les rayons colorés résultants sont ensuite réfléchis, par le prisme def, à travers l’ouverture h, sur le système gh, qui réfracte ces rayons vers le point o sur un carton blanc. Le prisme def peut être tourné sur le point l, de sorte que toutes les couleurs spectrales arrivent au point a sous le méme angle d’incidence.

26Les résultats sont incontestables.

« L’on observe, dit Bourgeois, que ces rayons, quoique de couleurs très-différentes, vont tous coïncider au même point o, sans qu’il soit possible encore de distinguer, même entre le violet et le rouge, aucune différence dans les degrés de réfraction qu’ils subissent. »12

27Mission accomplie. Le rouge et le violet, et toutes les autres couleurs, ne diffèrent pas dans leurs réfrangibilités. Newton réfuté :

« Relativement au principe des réfrangibilités diverses de la lumière et des couleurs . . . [l’expérience prouve] . . . , jusqu’à la dernière évidence, que l’existence de ce principe est impossible, puisque les rayons de différentes couleurs subissent . . . une réfraction parfaitement égale, en passant, sous la même incidence, par des milieux réfringents dans lesquels le pouvoir dispersif est complètement annulé. »13

Les réactions de la Société académique et de l’Académie des sciences

28En 1820, Bourgeois était devenu membre de la Société royale académique des sciences de Paris, société fondée par Jacques-Louis Doussin-Dubreuil en 1800, devenue royale en 1814, et qui comptait environ soixante-quinze membres en 1820.14 C’est à cette société, en janvier et février 1822, que Bourgeois a fait trois conférences sur ses victorieuses expériences. À la fin de février, la société nomma une commission, présidée par Louis-Sébastien Lenormand, rapporteur, qui devait poursuivre une vérification de ces expériences et en faire un rapport. Le 11 mars, la commission se rendait Place Dauphine, où Bourgeois habitait au n^o 24 depuis 1818, pour assister à une répétition de ses expériences censées décisives et en solliciter une explication lucide. Le 15 mars, Lenormand lisait son rapport à la Société  académique.

29Ce rapport montre clairement qu’en 1822 il fallait une certaine dose d’héroïsme, ou de donquichottisme, pour oser réfuter ou seulement critiquer l’optique de Newton. La commission admettait qu’elle était un peu mal à son aise :

• « Nous devons vous avouer, messieurs, que, malgré la confiance que nous a toujours inspirée notre collègue, nous nous sommes présentés chez lui pleins de la théorie newtonienne, et, nous ne devons pas le taire, avec une certaine prévention contre l’assertion de M. Bourgeois, qui tend à renverser cette théorie généralement adoptée par tous les savans. Nous avons cependant réfléchi que, comme il est de la nature de l’homme d’errer, plusieurs savans ont quelquefois été forcés, par des faits irrécusables, de revenir sur des propositions qu’ils avaient émises de bonne foi ; que Newton lui-même a erré sur beaucoup de points étrangers à l’optique, et que, sur cette partie de la science, il a retardé de quarante ans la découverte de l’achromatisme, en niant formellement qu’on pût jamais y parvenir ; nous avons pensé qu’il pouvait bien se faire qu’il eût encore erré sur le point des réfrangibilités diverses. Vos commissaires ont assisté, avec le plus grand intérêt, aux expériences dont ils viennent de vous rendre compte, et ils ne peuvent s’empêcher d’avouer qu’elles paraissent en opposition avec la théorie qui jusqu’à ce jour avait été généralement adoptée . . . [Mais] nous n’étions point appelés à discuter un point de doctrine, mais à vérifier des faits, et c’est ce que nous avons fait avec tous les soins et toutes les précautions qu’il nous a été possible de prendre afin de ne pas être exposés à nous laisser séduire par quelque illusion. »15

30La commission ne s’écartait donc pas, tels de véritables bureaucrates, de sa charge consistant à n’examiner que les expériences de Bourgeois. Elle recula devant l’idée de se prononcer contre la théorie de Newton qui, après tout, était « généralement adoptée par tous les savans. »

31L’Académie des sciences était plus intransigeante que les commissaires de la Société académique. Le 24 décembre 1821, Bourgeois lui envoya son mémoire sur la réfrangibilité constante des couleurs. Le 22 janvier 1822, une partie de ce mémoire fut lue, et Jean-Baptiste Biot et André-Marie Ampère furent nommés commissaires chargés de l’examiner en plus de détails. Mais Biot ne sortait aucun rapport. Avec cela, il réitérait sa façon d’agir à l’égard de Bourgeois, qui, en 1821, avait envoyé son Manuel d’optique expérimentale pour un examen approfondi. En effet, les ouvrages soumis par Bourgeois entre 1812 et 1829 n’obtinrent jamais de comptes rendus. Les physiciens de l’Académie, tels Biot, Arago, Haüy, Ampère, Fresnel, gardaient tous le silence. Pourquoi donc ?

32L’une des raisons relève certainement la question des mathématiques. Selon Jean-Baptiste Gence, auteur d’une biographie de Bourgeois,

« Ce qui a nui au résultat des expériences de Bourgeois, malgré ses cours où il répétait lui-même ces expériences, c’est, en les multipliant, d’en avoir trop étendu les conséquences, sans les avoir formulées et sans en avoir calculé les résultats. »16

33Cependant, aux yeux de Bourgeois, c’était justement un excès de mathématiques qui avait nui à la fondation expérimentale de l’optique des couleurs. Le succès de l’interprétation newtonienne est attribuable, non à d’impeccables expériences, car elles ne le sont pas, mais à la beauté mathématique de ses déductions :

« Malgré les nombreuses inconséquences dont elle [la doctrine de Newton] fourmille, elle n’en a pas moins fait le tour du monde et séduit les meilleures têtes. Mais plus ce succès s’est accru, plus il importe de chercher à connaître à quelle cause il appartient, et surtout l’influence qu’il a exercée sur la science des phénomènes de l’optique, comme sur les principes des arts dépendant de cette science… Disons-le franchement, c’est à l’art infini avec lequel l’auteur du principe illusoire des réfrangibilités diverses est parvenu, non sans beaucoup de peines, sans doute, à ajuster à ses différentes hypothèses les formes imposantes du calcul, qu’est véritablement dû le succès étrange de sa doctrine, et l’influence qu’elle a exercée sur l’opinion des plus savans géomètres, chez lesquels la raison a pris quelquefois les formes d’un véritable fanatisme. »17

34Et le plus remarquable exemple de ces géomètres fanatiques, est l’auteur d’une notice sur Newton dans la Biographie universelle, Jean-Baptiste Biot. Ce partisan de la doctrine newtonienne ne se souciait pas, eu égard à Bourgeois, de discussions loyales et franches, « seul moyen d’arriver à la connaissance de la vérité », mais, au lieu de cela, écartait, avec négligence et hauteur, tous les arguments, raisonnements, inductions, déductions, que Bourgeois avait opposés à la théorie de Newton. Après avoir soumis à l’Académie des sciences ses ouvrages sur l’optique expérimentale en général et les réfrangibilités diverses en particulier, Bourgeois fut invité à comparaître devant Biot et Ampère. En moins d’une demi-heure, ses travaux furent condamnés à la poubelle :

« Tout en reconnaissant, nous disait M. Biot, comme exactes toutes les expériences du Manuel d’optique, mon opinion, en dernier résultat, est que ce qui prouve à mes yeux l’excellence de la doctrine de Newton, c’est parce qu’elle ne peut point du tout s’appliquer aux arts. Quant aux résultats obtenus de M. Ampère, adjoint à M. Biot, l’opinion de ce savant est qu’à l’égard du principe déduit des expériences, qui infirment celui des réfrangibilités diverses, « Ce n’est, nous dit-il, qu’une bêtise que vous avez imaginée. » Or, comme cette forme de discution nous a paru peu propre à éclairer le point de doctrine que ce savant avait à juger, nous avons cru alors devoir renoncer à l’espérance de connaître l’opinion de l’Académie royale des Sciences sur la question importante que nous avions soumise à son jugement. »18

35La réaction de Biot montre, du reste, que le conflit ne se limitait pas à une controverse purement scientifique. Il s’étendait au statut des sciences appliquées. L’intention de Bourgeois avait été d’appliquer les lois générales de l’optique des couleurs à la pratique des artisans coloristes. À ses propres yeux, il avait prouvé que la physique des cieux et celle des couleurs matérielles sont compatibles. Mais Biot réaffirme, à ne point s’y méprendre, la stricte séparation entre l’art et la science. L’excellence de l’optique newtonienne réside justement dans son inapplicabilité ! Bourgeois ne serait qu’un stupide transgresseur de cette démarcation.

36En revanche, Bourgeois s’est élevé contre cette vue, rappelant aux « géomètres » les vieux problèmes du noir et du blanc, et leur reprochant de nier l’expérience séculaire qu’ont les artistes et les artisans du comportement des couleurs :

« Quel fut l’étonnement des praticiens [c’est-à-dire, ceux qui exercent les arts dans lesquels les couleurs sont les moyens], quand au lieu de trouver chez ces savants la confiance et les égards qu’on doit nécessairement à l’autorité des faits dans l’étude des sciences naturelles, ils la repoussaient, au contraire, avec orgueil, et ne lui opposaient toujours que les mêmes hypothèses, croyant ou voulant sans doute faire croire par là, qu’ils avaient des moyens certains de découvrir, sans le secours de l’expérience, la véritable marche de la nature. »19

37La sottise de Bourgeois consistait donc non seulement à prouver, contre Newton, la réfrangibilité constante des couleurs diverses, mais aussi à reprocher aux newtoniens de l’Académie un trop de mathématiques et un trop peu de chambre obscure, et à honorer le savoir-faire des peintres, des teinturiers, et des coloristes.

Trop d’oubli

38L’héroïque tentative de Bourgeois de persuader les physiciens de l’Académie des sciences que l’optique des couleurs newtonienne n’était qu’une illusion, a misérablement échoué. Aussi n’a-t-il pas réussi à rapprocher l’art et la science, les artisans et les savants, les peintres et les géomètres, l’optique expérimentale et l’optique mathématique. Ni Biot, ni Ampère n’ont pris la peine de réfuter explicitement les propositions de Bourgeois. Ils ne les ont pas soumises à une analyse logique ou conceptuelle. Ils n’ont pas présenté des contre-expériences. L’interprétation antinewtonienne qu’a donnée Bourgeois des couleurs prismatiques, ses mélanges et ses réfrangibilités, a été considérée comme un péché devant lequel il faut reculer, comme devant une sottise à passer sous silence.

39Ce silence a été très efficace. Les travaux scientifiques de Bourgeois sont tombés dans un oubli presque total. Il ne figure ni dans les histoires de l’optique ni dans celles des cercles chromatiques. Pour autant que je sache, Bourgeois n’a été cité qu’une fois, en 1815, par le peintre/chimiste Léonor Mérimée, dans son mémoire sur une échelle chromatique à trois dimensions.20 L’oubli n’a pas seulement frappé l’optique expérimentale de Bourgeois mais aussi, comme entraînée simultanément, sa théorie de la combinaison des couleurs matérielles. Et cela, c’est trop. Bourgeois a proposé un espace de couleurs à trois dimensions. Sa conception des couleurs comme des excédents de combinaisons ternaires était une innovation, et son systéme cei, impliqué par ses lois de combinaison, est une anticipation de l’espace de couleurs moderne désormais utilisé partout. Pour cette seule raison, il est temps de remettre au jour.

(*) Cet article est une version abrégée de Joost Mertens, « Charles Bourgeois (1759-1832), his antinewtonian colour theory and the reconcilement of art and science », Nuncius, XXII, 2007, p. 16-48.