L'oeil
La perception du monde et de ce qui nous entoure passe par les 5 sens : l’ouïe, l’odorat, le toucher, le goût et bien sûr la vue. Ce dernier sens est responsable de l’observation et de l’analyse de notre environnement. Dans cette partie, nous comprendrons le fonctionnement de l’organe qui permet la vision : l’oeil.
Nous nous intéresserons dans un premier temps à l'anatomie de l'oeil ainsi qu'à sa capacité à percevoir les rayonnements lumineux. Nous étudierons par la suite le phénomène d'accomodation, essentiel à la vision. Enfin, nous comprendrons comment l'œil perçoit la couleur des objets ainsi que leur taille.
L’anatomie de l’œil et la perception des rayons lumineux
Anatomie de l'oeil
L’oeil est formé de nombreux composants qui participent au mécanisme de la vision par les êtres vivants.
Cependant, nous nous intéresserons dans cette partie, uniquement aux principaux éléments de l’oeil qui permettent la perception de l’environnement.
La perception d’un objet par l’œil passe par la diffusion de rayons lumineux qui éclairent cet objet et qui arrivent en ligne droite jusqu’à l’œil. L’œil est alors comparable à une lentille.
La cornée est une lentille convexe qui dévie les rayons lumineux perçus par l’œil jusqu’au cristallin, une deuxième lentille. Le cristallin, biconvexe, va dévier les rayons lumineux une nouvelle fois afin que ces derniers se coupent en un point qui correspond à la rétine. La rétine joue le rôle d’écran au sein de l’œil. Elle reçoit les rayons lumineux déviés par le cristallin et forme alors une image renversée par rapport à l’objet.
Le trajet du rayon lumineux dans l'oeil
L’image formée sur la rétine est immédiatement communiquée au cerveau grâce au nerf optique. Le cortex visuel, dans le cerveau, permet alors de retourner l’image pour la remettre à l’endroit et permet ainsi à l’individu d’observer son environnement.
La vision de l'oeil au cerveau
L’accommodation de l’œil
Les êtres vivants évoluent dans un monde tridimensionnel et perçoivent ainsi des rayons lumineux de distances plus ou moins proches. L’œil ne réagit pas de la même manière en fonction de la position des rayons lumineux perçus.
Accomodation de l'oeil
Le Punctum Remotum : Le punctum remotum correspond au point le plus éloigné perçu par l’oeil. Pour l’œil sans défaut, l’œil emmétrope, il est situé à l’infini. L’œil perçoit les rayons lumineux depuis l’infini sans avoir aucun effort à fournir.
Le Punctum Proximum : Le punctum proximum correspond au point le plus proche perçu par l’œil. Pour l’œil emmétrope, il est situé à 25 cm de la rétine. L’œil doit alors accommoder sa vision car si un objet se rapproche, son image se forme derrière la rétine et devient alors floue pour l’individu. Les muscles ciliaires étirent le cristallin lui permettant alors de devenir plus convergent et d’ainsi former une image suffisamment nette pour l'analyse du cerveau. Plus une image se rapproche de l’œil, plus la déformation du cristallin est importante.
La perception des couleurs et de la taille d’un objet
La perception des couleurs
La perception des couleurs est réalisée au niveau de la rétine. En effet, la rétine est composée d’une multitude de cellules photosensibles, les cônes et les bâtonnets. Les cônes et les bâtonnets permettent la conversion de l’énergie lumineuse en signaux bioélectriques qui peuvent être traités par le cerveau.
Les bâtonnets : Les bâtonnets sont au nombre de 120 millions et constituent 95% des cellules photosensibles de la rétine. Les bâtonnets permettent la vision d’objets en nuances de gris et à une faible intensité lumineuse. En effet, une lumière trop puissance sature les bâtonnets en rendant leurs pigments insensibles à la lumière. Les bâtonnets permettent ainsi la vision nocturne. Ils donnent une image floue des objets qu’ils perçoivent.
Les cônes : Les cônes sont au nombre de 5 millions dans l’œil humain. Ces cellules photosensibles permettent la vision diurne en étant actives lorsque la lumière perçue est puissante. Les cônes permettent la perception de couleurs. Il en existe trois types qui suffisent amplement à la perception des couleurs par l’homme car ce dernier n’est sensible qu'aux radiations situées entre 400 nanomètres et 800 nanomètres.
Les cônes B ou cyanolabes permettent la conversion des radiations lumineuses de basses longueurs d’ondes en signaux bioélectriques. Le maximum d’absorption de ce cône est atteint pour 437 nanomètres (teintes bleues). Mais la rétine est aussi composée de cônes chlorolabes, les cônes V qui permettent l’absorption de radiations moyennes longueurs d’ondes, son maximum étant atteint pour 533 nanomètres (teintes vertes). Enfin, les cônes R ou érytholabes permettent la conversion des radiations de grandes longueurs d’ondes. Son maximum d’absorption correspond à une longueur d’onde de 564 nanomètres (teintes jaunes).
C’est la présence de ces 3 cônes qui permettent l’affirmation du scientifique britannique Thomas Young (1773-1829), « L’homme est trichromatique ».
Perception de la taille d’un objet
La perception de la taille d’un objet par l’homme résulte d’un phénomène optique simple. On constate que plus un objet est grand plus la taille de son image sur la rétine sera grande. D’autre part, plus la distance entre l’œil et l’objet est importante, plus la taille de l’image se réduit sur la rétine. Ainsi, le cerveau interprète l’augmentation de la taille d’un objet comme un rapprochement de cette image.
En résumé, l’œil est un complexe organique essentiel à la perception d’un environnement par l’homme. Les radiations lumineuses diffusées par un objet sont retransmises à la rétine grâce à l’action de deux lentilles successives, la cornée et le cristallin. Le cristallin à la faculté de se déformé sous l’action des muscles ciliaires pour permettre la transmission de lumière provenant de l’infini mais aussi à une échelle rapprochée de l’œil. L’information est alors analysée par les cônes et les bâtonnets qui permettent la conversion de toutes les radiations lumineuses en signaux bioélectriques interprétées par le cortex visuel dans le cerveau. Le cerveau sera alors capable d’analyser de nombreuses situations dont la perception de la taille des objets, un phénomène essentiel à la compréhension de notre environnement.