A) Le Fonctionnement de l'Oeil

L’oeil est l’organe de la vision chez l’Homme. Il possède un fonctionnement complexe composé de nombreux éléments.

N.B : Un objet ne peut être vu que s'il émet de la lumière et que celle-ci pénètre dans l'oeil.

1. Anatomie de l'oeil

Ci-dessus, la représentation de l'oeil humain.

Il ya tout d’abord la cornée qui permet à la lumière de pénétrer dans notre organisme. Pour cela, elle doit toujours être parfaitement transparente, d’où le clignement de l’oeil qui humidifie la cornée.

L'humeur aqueuse est un liquide transparent contenu dans l'oeil. Elle est essentiellement composée d'eau.  Elle remplit l'espace entre la cornée et le cristallin et est continuellement renouvelée. C’est elle qui maintient la pression oculaire. S'il y a trop de pression oculaire, il y a une mauvaise irrigation sanguine de la tête du nerf optique, ce qui peut engendrer des maladies.

L’iris est une partie colorée de l’oeil qui joue le rôle de diaphragme. C’est-à-dire qu’elle peut adapter son diamètre (et donc l’ouverture de la pupille) en fonction de l’intensité lumineuse. Lorsque l’intensité lumineuse est importante, comme en plein soleil, elle rétrécit son diamètre pour éviter l’aveuglement tandis que la nuit, quand l’intensité lumineuse est faible, elle s’agrandit pour capter le peu de rayons lumineux présents. L’iris est composée de mélanine, c’est donc la partie colorée de l’oeil. 

La pupille est la partie noire au centre de l'iris qui permet de faire passer les rayons lumineux vers le cristallin. 

La fonction du cristallin est de modifier sa courbure pour que l’oeil puisse accommoder pour voir nettement des objets à toutes les distances. Il se bombe pour rendre nets les objets de près et devient plus plat (position de repos) pour ceux situés au loin. Le cristallin est analogique à une lentille convergente et permet la formation de l’image projetée sur la rétine.

L’humeur vitré est un liquide qui maintient la rétine en place et donne sa forme sphérique à l’oeil.

La macula est la zone de la rétine dans laquelle on trouve la plus grande concentration de cônes. Elle est située au fond de l’oeil, dans l’axe de la pupille. C’est la zone d’acuité (perception des couleurs et des détails) en éclairage diurne, c’est-à-dire le jour. Elle contient en son centre une zone appelée la fovéa. C'est là où l'image perçue par l'oeil est la plus précise. Elle permet de voir les détails et de distinguer les couleurs.

La choroïde est une couche vasculaire (composée de vaisseaux sanguins) qui tapisse l’extérieur de la rétine. Elle est en continuité avec l’iris et absorbe les rayons lumineux inutiles à la vision. Elle approvisionne les neurones photorécepteurs en sang.

La sclérotique est la partie blanche et opaque de l’oeil. Elle entoure le globe oculaire et est parcourue de fins vaisseaux sanguins. Quand l’oeil est irrité, la sclérotique prend une teinte rosée ou est injectée de sang.

La rétine est une structure lamellaire (constituée de lamelles) très fine. Elle est organisée en trois couches de neurones. La couche externe contient les neurones photorécepteurs qui réagissent à la lumière. Cette réaction est une réaction chimique qui transforme l’énergie lumineuse en énergie électrique. La couche la plus interne comporte des cellules ganglionnaires qui transmettent cette énergie au cerveau.

a) : Coupe de la rétine / b) et c) : schémas de la rétine.

Deux types de photorécepteurs composent la rétine : il y a les cônes et les bâtonnets (se référer à la partie I°/ B) pour plus de détails).

2. Lois physiques de la représentation de l'image sur la rétine

L’oeil fonctionne comme une lentille convergente et le cristallin représente l’image de l’objet sur la rétine grâce aux trois lois de physique :

1 - Tout rayon lumineux passant par le centre optique de la lentille ressort sans être dévié ;

2 -  Tout rayon lumineux arrivant parallèle à l'axe optique de la lentille ressort en passant par le foyer focal image de la lentille.

3 -  Tout rayon lumineux passant par le foyer principal image ressortira de la lentille parallèle à l’axe optique.

De plus, l’image qui apparaît su la rétine est plus petite et à l’envers par rapport à l’objet/image observé. La taille de cette image peut être calculée grâce à la loi physique du grandissement : 

La Formation de l'image sur la rétine - capture d'écran du logiciel SVT "L'Oeil"

Ainsi, l’image qui s’affiche sur notre rétine se présente comme sur le schéma ci-dessus. Elle est très différente de celle que le cerveau interprète. Elle est transmise inversée, presque en noir et blanc, floue sauf dans une petite zone, la macula, elle n’est jamais immobile (l’oeil est toujours en mouvement) et présente une tâche noire : l’extrémité du nerf optique.

Ce fonctionnement complexe et tous les éléments qui composent l’oeil humain permettent l’apparition d’une image nette, colorée et détaillée (pour un oeil normal) sur la rétine avant d’être transmise au cerveau par le nerf optique.