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Fonctionnement optique de l'oeil
 
Dans cette page, nous allons essayer de vous faire comprendre le plus simplement possible le fonctionnement de l'oeil: pourquoi, lorsqu'on est myope, voit-on bien de près et pas de loin, qu'est-ce qu'un hypermétrope, pourquoi à partir d'un certain âge doit-on porter des verres de près, etc...
Ne vous laissez pas rebuter par les données un peu techniques du début: lisez-les et vous verrez que ce n'est pas si compliqué. Plus bas, vous trouverez un lexique, un applet java qui vous permettra de visualiser réellement ce qui se passe dans votre oeil lorsque vous regardez quelque chose, et des commentaires qui vous éclaireront davantage sur les différents défauts visuels.

 

Oeil simplifié

Du point de vue optique, l'oeil comporte un dioptre sphérique d'entrée (la cornée) suivi de l'humeur aqueuse dont l'indice est voisin de 1,336. Un diaphragme (l'iris) précède le cristallin qui se comporte comme une lentille biconvexe. Il a une structure en couches et des ligaments situés en périphérie modifient à la fois sa courbure et son indice. L'indice moyen du cristallin est voisin de 1,420. On trouve ensuite l'humeur vitrée d'indice égal à 1,336 puis la rétine sur laquelle se forme l'image. La rétine est composée de diverses couches de faibles épaisseurs (10 à 40 µm). Une couche est composée de cônes et de bâtonnets qui permettent la perception des couleurs.
Le point de raccordement de la rétine avec le nerf optique est dépourvu de récepteurs : c'est une zone aveugle. (voir le test de l'applet).
Dans les conditions de Gauss, on peut modéliser l'oeil par un dioptre sphérique de rayon voisin de 5,5 mm séparant l'air d'un milieu d'indice n = 1,333.
Ci-dessous, vous trouverez une représentation schématique de l'oeil, qui a été représenté d'un point de vue purement optique afin de permettre de visualiser le trajet des rayons et voir où se forme l'image de l'objet à travers l'oeil. Cette représentation est reprise plus bas, dans l'applet qui vous permettra d'une part, de visualiser l'oeil emmetrope (normal), myope, hypermétrope, avec ou sans correction et d'autre part de faire varier la distance objet-oeil, afin de voir comment les rayons se comportent. Vous pourrez remarquer, par exemple, que lorsque l'objet est situé en dehors du parcours d'accomodation (zone mauve) l'image ne se forme plus sur la rétine.

Lexique:
Accomodation: capacité de l'oeil à modifier sa puissance (convergence) afin de ramener l'image de l'objet sur la rétine
    La zone comprise entre Pr et Pp s'appelle le parcours d'accomodation, c'est à dire la zone dans laquelle l'oeil a la
capacité d'obtenir une vision nette grace à son accomodation. Cette zone est visualisée en mauve sur le schéma.
Conditions de Gauss: approximation pour le calcul qui ne considère que les rayons proches de l'axe. En effet, comme on le voit ici plus les rayons sont éloignés de l'axe, plus il y a ce qu'on appelle des aberrations.
Dioptre:surface qui sépare deux milieux d'indice différent.
 Indice: (indice de réfraction) mathématiquement, l'indice d'un milieu se définit ainsi: n= c/v où c est la vitesse de la lumière dans le milieu et v la vitesse de la lumière dans le vide. Pour un verre de lunette, l'indice définit sa capacité de déviation de la lumière: plus l'indice est élevé, à géométries de surfaces égales, plus la lumière sera déviée. Pour schématiser afin que vous compreniez mieux: la lumière se déplace plus vite dans l'air que dans un verre d'indice 1,5 , aussi, lorsqu'un rayon lumineux passe de l'air à ce verre, il est freiné, ce qui amène une déviation, c'est le phénomène de la réfraction. Plus l'indice sera élevé et plus le freinage sera important et la déviation aussi. Vous pourrez mieux visualiser ceci, sur cette page
Ponctum remotum (Pr): point le plus éloigné pouvant être vu net par l'oeil
Ponctum proximum (Pp) : point le plus rapproché pouvant être vu net par l'oeil
Réfraction: déviation de la lumière passant à travers un dioptre séparant deux milieux différents. Visualisation

 

Applet (voir aussi les commentaires au dessous)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Commentaire

Oeil normal (emmétrope)
Les rayons issus d'une source située au delà du ponctum remotum (Pr) convergent normalement sur la rétine sans que le cristallin ne change de forme (pas d'accommodation). Des phénomènes reflexes modifient le cristallin (augmentation de sa convergence) et assurent une vision nette des objets situés avant le ponctum proximum (Pp). Pour des enfants très jeunes, Pp est de l'ordre de 10 cm. Avec le vieillissement, Pp augmente progressivement.
Sur l'applet, un trait violet indique la distance entre Pr et Pp.

 

Oeil myope
L'oeil myope est trop long ou trop convergent. Sans accommodation, l'image se forme en avant de la rétine et la vision est floue. Pp est plus petit que pour un oeil normal. Pour corriger ce défaut, on place en avant de l'oeil une lentille divergente qui donne du point à l'infini une image située en Pr. Pour une myopie moyenne, Pr est voisin de 30 cm : on la corrige avec un verre de -3 dioptries. A cause de la correction, il faut accommoder davantage en vision de près. Un myope retire ces lunettes pour lire avec moins de fatigue.


Oeil hypermétrope
L'oeil hypermétrope est trop court ou pas assez convergent. Sans accommodation, Pr est en arrière de l'oeil (il est virtuel). Pp est plus grand que pour un oeil normal. Pour corriger ce défaut, on place en avant de l'oeil une lentille convergente qui donne du point à l'infini une image située en Pr. La correction n'impose pas une accommodation supplémentaire pour la vision éloignée.


 

Oeil astigmate
Ce défaut résulte d'irrégularités de la courbure de la cornée ou du cristallin. Un astigmate ne peut voir nettement que dans deux directions orthogonales et de façon non simultanée. On corrige ce défaut avec des lentilles cylindriques ou toriques.
Test de l'applet: Placez vous à environ 60 cm de l'écran et regardez la mire. Si certains traits sont plus nets que les autres c'est que vous êtes astigmate. Si vous inclinez la tête, les traits nets suivent le mouvement.
Une autre page est entièrement consacrée à ce défaut visuel très mal connu du grand public: Cliquez ici

 

Oeil presbyte
Avec l'age la capacité d'accommoder disparait : pour compenser dans les débuts, le presbyte a tendance à éloigner l'objet qu'il regarde pour compenser, il faut alors corriger la vision de près et éventuellement celle de loin, avec des verres unifocaux (utilisable unique pour la vision de près) bifocaux (double foyers: loin et près) ou progressifs (toutes distances).


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