« NOUS TRANSPOSONS SUR UNE ÉCHELLE PHYSIQUE LA SENSATION VISUELLE »

Le 10/07/2020 à 0:00  

Gaël Obein (ici à droite lors de la remise du prix LNE de la recherche 2019) est responsable amont du département photonique du Laboratoire commun de métrologie LNE-Cnam, ainsi que le président de l'Association française de l'éclairage (AFE).

MESURES. Qu'est-ce qui vous a amené à travailler dans le champ de la sensation en métrologie ?

GAËL OBEIN. Ce fut un peu par hasard. Après un DUT Mesures physiques, m'orienter vers la métrologie fut assez logique, car mesurer quelque chose m'intéressait. C'est ce que j'ai compris un peu plus tard, une fois en licence et en maîtrise, car je savais appréhender les dimensions en TP, contrairement à ceux qui venaient d'un Deug classique. L'IUT Mesures physiques apporte de nombreux atouts, tels qu'être pragmatique, du fait que l'on voit toutes les disciplines de la physique. Les titulaires de DUT Mesures physiques font d'ailleurs assez souvent de bons métrologues. Pour valider mon DEA de métrologie à Paris, j'accepte, par curiosité, le sujet de stage proposé par Françoise Viénot, professeure au Muséum national d'histoire naturelle (MNHN). Il s'agissait de mener des mesures de vision dans le domaine méso-pique, à mi-chemin entre l'humain et la mesure photométrique. Bien m'en a pris car j'ai pu découvrir un domaine fascinant pour un métrologue.

MESURES. En quoi ce domaine est-il fascinant ?

GAËL OBEIN. Toutes les valeurs d'illumination, de couleur, de brillant, etc., sont d'abord des mesures subjectives, qualitatives. Si je vous demande de classer 50 échantillons différents de peinture, par exemple, du plus mat au plus brillant, vous réussirez à le faire, avec plus ou moins de difficulté. Si l'on peut classer ces 50 échantillons, cela signifie que vous vous êtes appuyé sur une métrique, une échelle. D'ailleurs, si je vous demande de les classer à nouveau, vous remettrez ces 50 échantillons dans le même ordre. Notre travail est précisément d'essayer de mesurer cette échelle. Je n'ai toutefois aucune garantie qu'une deuxième personne les classe exactement comme vous. Par contre, si l'on prend environ 500 personnes, tout le monde classera plus ou moins de la même façon les échantillons. Elles ne mettront en tout cas pas des échantillons mats à la place d'échantillons brillants. Bien sûr, le signal est très « bruité » d'un individu à l'autre, mais il l'est beaucoup moins chez un même individu. En faisant intervenir plusieurs observateurs, il est ainsi possible d'obtenir des tendances, une « moyenne ». Il est d'ailleurs parfois assez étonnant de constater que tout le monde fait le même classement.

MESURES. Pouvez-vous lister les paramètres que l'on peut ainsi quantifier ?

GAËL OBEIN. En fait, non, car il y en a autant que l'on veut, autant que de besoins industriels. De nombreuses entreprises produisent des objets faits pour être vus. Dans le cas de la carrosserie d'une voiture, il y a tout un travail réalisé sur la couleur, le brillant, des effets de sparkle [scintillement, NDR], par exemple, pour que la voiture nous apparaisse belle. Il faut donc pouvoir disposer de métriques pour répondre aux besoins du client et, surtout, pour les raccorder à des quantités physiques mesurables, en fait à des paramètres optiques, essentiellement la réflectance, le facteur de transmission ou de réflexion.

MESURES. Mais alors, comment procédez-vous ?

GAËL OBEIN. Il faut avant tout définir clairement le mesurande, et de la manière la plus simple possible. C'est précisément là où il faut faire attention, à la limite entre la métrologie et la psychologie. On ne définit ni ne mesure le beau, car « les goûts et les couleurs, on ne les discute pas ». Par contre, on peut définir des éléments simples et clairs – couleur, brillant, transparence, translucidité, peau d'orange, etc. – auxquels tous les observateurs répondent grosso modo de la même manière côté visuel, et qu'il est possible de caractériser optiquement avec des techniques ad hoc. On peut alors, en utilisant des fonctions statistiques, mettre en relation les mesures optiques et la sensation procurée par l'objet que l'on a sous les yeux.

MESURES. Quels sont les moyens de mesure disponibles sur le marché ?

GAËL OBEIN. Même si on manipule les grandeurs photométriques comme d'autres grandeurs physiques classiques, il ne faut pas perdre de vue qu'au départ, la photométrie est une mesure perceptive. Les mesures spectrales sont converties en une grandeur lumineuse, telle qu'elle est vue par l'œil humain. Et c'est la même chose pour la colorimétrie. On peut mesurer un spectre de réflectance avec un spectrophotomètre, puis le convertir en paramètres colorimétriques (LAB, XYZ, etc.) – il s'agit ici d'une mesure d'apparence. Toutes ces grandeurs sont aujou rd'hui bien maîtrisées, puisque nous avons des photomètres, des colorimètres. Mais d'autres attributs comme la translucidité, le brillant, le sparkle ne sont pas maîtrisés, et c'est sur ces effets que nous travaillons.

MESURES. Diriez-vous qu'il n'existe donc pas de moyens pour mesurer ces effets ?

GAËL OBEIN. Il existe bien des brillance-mètres, mais ils sont assez basiques. Leur principe de fonctionnement repose sur une mesure de réflexion spéculaire, en partant de l'hypothèse qu'un échantillon réfléchissant beaucoup de lumière dans sa direction spéculaire est plus brillant qu'un échantillon qui diffuse dans tout le demi-espace. Mais on peut très facilement trouver des échantillons classés dans un certain ordre par un brillancemètre, mais dans un ordre différent par les observateurs. Cela signifie qu'il y a quelque chose que nous ne maîtrisons pas.

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