IV.L'oeil Vidéo1

a) Fonctionnement

Pour être vu, un objet doit être placé dans la lumière, ce qui signifie que la surface de l'objet renvoie une partie de la lumière qu'elle reçoit vers l'oeil de l'observateur. La surface de l'objet diffuse de la lumière et l'oeil réagit à la quantité de lumière reçue sur la rétine. En arrière de la cornée transparente, l'iris fait office de diaphragme. Le diamètre de la pupille est d'autant plus faible que la quantité de lumière reçue est importante. Le cristallin assure les fonctions d'une lentille convergente dont la puissance est ajustable par déformation, de façon à obtenir une image nette sur la rétine.

La vision repose sur l'analyse de l'image formée sur la rétine. L'acuité visuelle est limitée par le nombre de prolongements des cellules nerveuses constituant le nerf optique, et est maximale dans la région de la fovéa. La très légère diffusion de la lumière dans l'oeil fait que chaque point lumineux composant l'image reçue couvre un petit groupe d'environ quatre cellules rétiniennes voisines. Compte tenu des longueurs d'onde composant la lumière reçue, les différentes structures de ces cellules génèrent des messages sensoriels à destination du cerveau qui produit une sensation visuelle unique. Nous possédons ainsi 120 000 bâtonnets et 7 000 000 de cônes.

Les cônes sont de trois types : les cônes S sensibles à des longueurs d'onde courtes, les cônes M sensibles à des longueurs d'onde moyennes et les cônes L sensibles à des longueurs d'onde longues. Ces trois types de cônes ainsi que les bâtonnets se distinguent donc par leur fonction d'absorption relative. Les mesures microspectrophotométriques ont été réalisées sur sept rétines humaines et ont permis de distinguer la position des quatre types de photorécepteurs par rapport au spectre du visible. Les maximums d'absorption sont de 419,0 nm pour les cônes S, 530,8 nm pour les cônes M et 558,4 nm pour les cônes L. Les cônes L sont sensibles au rouge, les cônes M au vert et les cônes S au bleu. Ceci explique la théorie trichrome des récepteurs visuels de Young-Helmholtz énoncée en 1866 et qui réduit la perception de la couleur à la synthèse de trois stimuli. Notons que les trois types de cônes ne se trouvent pas en proportions égales sur la rétine. Ainsi, les cônes S sont moins nombreux que les cônes M et L. D'autre part, la réponse des cônes n'est pas proportionnelle à l'intensité du stimulus de couleur reçu par l'oeil. Les bâtonnets sont responsables de la vision nocturne. Leur sensibilité est liée à un colorant, la rhodopsine, qui blanchit à la lumière du jour, expliquant par là leur insensibilité la journée. Les bâtonnets ne fournissent qu'une réponse photométrique et ne permettent donc pas de déterminer les couleurs. Ils ne deviennent efficaces que sous de très faibles éclairements. Quand le rayonnement lumineux est brusquement interrompu, la sensation visuelle ne disparaît que progressivement. C'est ce que l'on nomme la persistance rétinienne (pendant 0.1s environ).

Le système d'interprétation est constitué chez l'homme, par le cerveau. Tout le système visuel humain a été copié (plus ou moins,...) afin de permettre de traiter une image :

Oeil = caméra
Cônes et bâtonnets = capteur CCD
Cerveau = PC
Le système peut désormais se présenter de la façon suivante :

b) Dissection Oeil de veau

Expérience 2 : Dissection poisson