La couleur des ailes de papillon

Résumé du document

Pour la couleur des ailes des papillons, le schéma que nous venons de rappeler reste le même. Il y a toujours une source lumineuse, un objet et un capteur. Seulement, à partir de maintenant, l'objet sera celui qui nous intéresse : un papillon.
Revenons à notre problématique : comment s'explique la couleur des ailes des papillons ? Grâce au processus qui vient d'être détaillé nous avons compris qu'un objet n'apparaît coloré que s'il est éclairé. La couleur perçue par notre œil résulte de l'interaction entre la lumière et la matière. Les caractéristiques du rayon lumineux (vitesse, direction, longueur d'onde) sont alors modifiées par les nombreux chocs qu'il subit en traversant la matière. De ces chocs naît la couleur ! A partir de là notre problématique revient à comprendre quels « chocs » subit la lumière au contact des ailes des papillons. Pour cela, il faut connaître la structure et la composition de leurs ailes.

Extraits

[...] Pour étudier la diffusion qui se présente comme étant un phénomène assez complexe, il faut d'abord considérer le phénomène au niveau microscopique c'est-à-dire à l'échelle de la particule diffusante, puis au niveau macroscopique avec les répercussions que la diffusion à sur notre perception des couleurs. Nous nous pencherons essentiellement sur les deux types de diffusion présents chez les papillons : la diffusion de Rayleigh, puis la diffusion de Mie. Mécanisme de la diffusion : Malgré la complexité des résultats de la diffusion, le mécanisme reste néanmoins assez simple. La diffusion nécessite un faisceau lumineux et un objet diffusant. Le faisceau lumineux, en atteignant l'objet, met en mouvement ses électrons puis ceux-ci réémettent une onde lumineuse dont l'énergie se répand dans toutes les directions. [...]

[...] Quelques expériences simples ont été réalisées pour mettre à jour ces couleurs structurales et pigmentaires. Dans le premier cas, il suffit de faire disparaître les structures (d'un point de vue optique s'entend). Il faut pour cela immerger l'insecte dans un indice optique exactement égal à celui de matériau le constituant. Il est également possible de simplement modifier l'indice optique, comme on peut le voir dans le document ci-dessous. Dans le second cas, il faut faire disparaître les pigments par immersion des ailes dans divers solvants : Maintenant que nous avons mis en évidence ces deux sortes de couleurs : structurales ou pigmentaires essayons de les comprendre en détail. [...]

[...] En effet, les différentes couleurs ne présentent pas toutes la même efficacité de diffusion. D'après le schéma, on remarque que le bleu possède une très grande efficacité de diffusion par rapport aux autres couleurs ce qui permet, nous le verront plus tard, d'expliquer notre perception de la couleur bleu plutôt que de la couleur violet (qui a une plus faible longueur d'onde) dans la majorité des cas. Nous verront plus en détail ce qui se passe au niveau nanoscopique dans la dernière partie du dossier qui traite les photons. [...]

[...] La nature, elle, en fait constamment un subtil et complexe mélange. Ces éléments s'équilibrent toujours l'un avec l'autre pour former teintes et variations harmonieuses. Il faut également mettre en évidence la portée scientifique de cette étude. Pourquoi physiciens, biologistes et scientifiques en tous genres se sont succédés dans cette recherche singulière ? Tout simplement parce que les papillons sont à eux seuls un concentré des préoccupations qui ont secoué les chercheurs de ces dernières dizaines d'années : multicouche diélectrique, diffuseurs, matériaux sélectifs, matériaux désordonnés (pour ne parler que des ailes). [...]

[...] * L'aile est constituée de deux membranes, qui se développent indépendamment et s'accolent en fin de développement. Elle est recouverte d'écailles sur les deux faces. * Ce sont ces écailles qui sont l'origine de la couleur des ailes des papillons. Formées de deux feuillets de chitine (un constituant des carapaces de crustacés, par exemple), elles sont en effet le support de la couleur et des motifs chromatiques. Les écailles de la face dorsale, qui nous intéressent ici, sont disposées sur deux épaisseurs. [...]