I. La vision, perception des images

Problématique : Comment perçois-t-on les images ?

Nous avons supposé que l'oeil était fautif dans la mauvaise perception des images. C'est pour cela que nos recherches ont été destinées a mieux comprendre son fonctionnement.

 

1. Anatomie de l’œil et fonctionnement biologique


      Tout d’abord pour comprendre le fonctionnement de l’œil, il est important de savoir qu’est-ce que l’œil ?

L’œil est un organe pair sensoriel de la perception visuelle chez les mammifères. Contenu dans l’orbite, il se compose du globe oculaire et de ses annexes (paupières, cils, glandes lacrymales, muscles oculomoteurs …). Sa fonction est de recevoir la lumière et de la transformer en message nerveux transmis au cerveau par le nerf optique. On dit bien souvent qu’il fonctionne comme un appareil photographique.

    

Nous allons étudier plus particulièrement l’œil humain. C'est l'un des organes les plus fascinants de l'homme : 80% des informations qui nous parviennent du monde extérieur passent par nos yeux. C'est pourquoi la qualité de la vision est aussi déterminante pour chacun de nous.

Nous allons chercher à comprendre le fonctionnement de l'oeil.

Pour débuter nos recherche, Nous avons décidé de comprendre l'anatomie de l'oeil. Pour cela nous avons tenté de réaliser une dissection.

Pour ne pas allourdir cette page nous avons placé la dissection de l'oeil en dehors. Il vous suffit donc de cliquer sur ce lien pour accéder à notre expérimentation :

http://tpeesperance2010.e-monsite.com/rubrique,experimentation-en-ladoratoire,1507199.html

Ainsi, cette dissection nous a permis d'observer les différents constituants du globe oculaire qui nous étaient jusqu'à présent inconnus. Nous allons donc vous expliquer plus en détail son fonctionnement.

Voici un schéma explicatif de son anatomie :


Le globe oculaire est une structure creuse et sphérique qui mesure 2,5 cm de diamètre et pèse environ 7 grammes.

           L’œil humain est un globe limité par plusieures membranes et qui possède de nombreux composants :

- La Sclérotique, la membrane externe est la coque protectrice qui donne à l'œil sa couleur blanche et sa rigidité. Elle recouvre 5/6 de la surface de l’œil.

- Le Choroïde, membrane pigmenté en brun-noir par les mélanocytes. Elle recouvre les 3/5 postérieurs du globe oculaire. Elle constitue une chambre noire, c'est-à-dire, qu’elle absorbe les rayons lumineux inutiles pour la vision, elle est très vascularisée afin de nourrir les photorécepteurs* de la rétine.

- La Rétine est la membrane la plus interne et la plus importante. C’est la zone qui nous permet de percevoir les images. Elle contient les cellules permettant aux rayons lumineux d’être captés puis transformés en influx* nerveux pour gagner le cerveau. Ces cellules sont spécifiques : certaines se terminent en forme de petits bâtonnets, d'autres en forme de cônes. Elle encercle au 3/4 l'humeur vitrée. Au centre, est situé la fovéa. C'est la zone où la vision des détails est la plus précise.

-La cornée est une membrane solide et transparente de 11 mm de diamètre. La lumière entre à l’intérieur de l’œil en la traversant. La cornée est privé de vaisseaux sanguins (sinon notre vision serait troublée), elle est donc nourrie par un liquide fluide comme l'eau : l'humeur aqueuse. Ce liquide fournit l'oxygène, le glucose et les protéines. La cornée contient 78% d'eau et pour maintenir ce degré d'hydrophilie elle est constamment recouverte de larmes alimentées en continu par les glandes lacrymales et répartis par le battement des paupières. La cornée est la principale lentille de l'œil, elle assure environ 80% de la réfraction. Elle est protégée pa une fine membrane la conjonctive.

- L’intensité lumineuse est déterminée selon l'ouverture de l'iris coloré (vert, marron, bleu…). Il s'agit du diaphragme de l'œil percé en son centre par la pupille. Ce muscle fait varier l'ouverture de la pupille (entre 2,5 et 7 mm) afin de modifier la quantité de lumière qui pénètre dans l'œil pour éviter l'aveuglement en plein soleil ou capter le peu de rayons la nuit.

La couleur de l'iris est déterminée par la présence d'un pigment, la mélanine, le même composé chimique qui donne aussi leur couleur aux cheveux et à la peau. L'iris est bleu si la mélanine est peu concentrée, il est plus foncé quand la concentration augmente.

- La pupille est le trou au centre de l'iris permettant de faire passer les rayons lumineux vers la rétine

- Le cristallin est une lentille élastique et composée de fines couches superposées. Il se déforme sous l'action du muscle ciliaire. Le corps vitré ou humeur vitrée est une substance transparente, gélatineuse qui remplit a 80% la cavité oculaire en arrière du cristallin.

Schéma représentatif des 3 tuniques oculaire

 Les muscles de l’œil constituent un élément important dans la vision :

- Ces muscles oculomoteurs sont six. Ils sont fixés à l’extérieur de la sclérotique et permettent le mouvement des yeux dans l’orbite. Le muscle supérieur droit (1) permet à l'œil de se déplacer vers le haut, vers l’intérieur et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Le muscle inférieur droit (2) vers le bas, vers l’intérieur et dans le sens des aiguilles d’une montre. Le muscle droit interne (3) permet le déplacement de l'œil vers l’intérieur, et le muscle droit externe (4) vers l’avant. Les 2 muscles obliques (5) et (6) le font bouger en oblique par rapport à ces quatre directions. Ces six muscles permettent à l'œil de regarder très rapidement dans toutes les directions. Un septième commande la paupière supérieure.

 

     Schéma des 6 muscles oculomoteurs

- Les muscles ciliaires : à la limite de l’iris et de la choroïde, ils font varier la convergence du cristallin : en modifiant ses courbures, le cristallin rend possible la focalisation de la lumière sur la rétine.

 

2. Le fonctionnement optique

On dit bien souvent que l'oeil fonctionne comme un appareil photographique. L'objectif avec sa focale correspondant à la cornée et au cristallin, la pellicule correspond quand à elle à la rétine. Ces éléments seraient alignés sur un axe : l'axe optique principal. Cet axe est la droite passant par le centre optique (centre de la lentille) et par le centre de courbure d'une des faces sphériques de la lentille. Toute autre droite passant par le centre optique est un axe optique secondaire.

         

             

Comparaison entre le fonctionnement de l'oeil et celui de l'appareil photo


                     Schéma des axes optiques


           En effet, le rôle de l’appareil photo est de concentrer sur le film une image nette ni trop sombre ni trop lumineuse. On y parvient grâce à la bague de mise au point, et au diaphragme qui s’ouvre et se ferme pour laisser passer juste la bonne quantité de lumière pour la sensibilité du film.

        Notre œil fait exactement la même chose, à tout moment de la journée, et sans même que nous en ayons conscience ! La mise au point est assurée par la cornée et le cristallin, alors que l’iris s’occupe d’ajuster la luminosité optimale pour notre rétine. Celle-ci est toutefois beaucoup plus complexe et sensible qu’une pellicule photographique.

        Il faut aussi noter que l’image reçue au niveau de la rétine est inversée, tout comme l’est celle qui s’imprime sur la pellicule d’un appareil photo.

 

Schéma représentatif de l'inversion de l'image perçue

Cependant, l'oeil possède un point d'aveugle (Ce qui est un comble). C'est aussi appellé: la papille. C'est le seul point de la rétine qui ne voit pas, en raison de l'absence de photorécepteurs*. Il correspond à l'endroit où le nerf optique et les vaisseaux sanguins quittent l'oeil. Ainsi, c'est une tache dans le champ visuel où les objets ne sont pas vus.

CONCLUSION : Ainsi, L'oeil est un organe de perception de l'image très perfectionné. Mais nous avons constaté que la vision n'était pas le principal acteur dans l'analyse érronée des illusions d'optique. L'oeil joue cependant un rôle primordial : Notre hypothèse est donc validée.

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