A. Salsi, Gilles Duvert, V. Hocdé, Chris Farrington, Daniel Huber, Alain Chelli, I. Tallon-Bosc, Timothy R. White, O. L. Creevey, Nicolas Nardetto, Denis Mourard, Frédéric Morand, Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sydney Institute for Astronomy (SIfA), The University of Sydney, Aarhus University [Aarhus], Australian National University (ANU), Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire de la Côte d'Azur (OCA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Surface brightness-colour relations (SBCRs) are used to derive the stellar angular diameters from photometric observations. They have various astrophysical applications, such as the distance determination of eclipsing binaries or the determination of exoplanet parameters. However, strong discrepancies between the SBCRs still exist in the literature, in particular for early and late-type stars. We aim to calibrate new SBCRs as a function of the spectral type and the luminosity class of the stars. Our goal is also to apply homogeneous criteria to the selection of the reference stars and in view of compiling an exhaustive and up-to-date list of interferometric late-type targets. We implemented criteria to select measurements in the JMMC Measured Diameters Catalog (JMDC). We then applied additional criteria on the photometric measurements used to build the SBCRs, together with stellar characteristics diagnostics. We built SBCRs for F5/K7-II/III, F5/K7-IV/V, M-II/III and M-V stars, with respective RMS of $\sigma_{F_{V}} = 0.0022$ mag, $\sigma_{F_{V}} = 0.0044$ mag, $\sigma_{F_{V}} = 0.0046$ mag, and $\sigma_{F_{V}} = 0.0038$ mag. This results in a precision on the angular diameter of 1.0\%, 2.0\%, 2.1\%, and 1.7\%, respectively. These relations cover a large $V-K$ colour range of magnitude, from 1 to 7.5. Our work demonstrates that SBCRs are significantly dependent on the spectral type and the luminosity class of the star. Through a new set of interferometric measurements, we demonstrate the critical importance of the selection criteria proposed for the calibration of SBCR. Finally, using the Gaia photometry for our samples, we obtained (G-K) SBCRs with a precision on the angular diameter between 1.1\% and 2.4\%., Comment: 19 pages