L'oeil est l'organe de la vision, dans cette fiche, nous allons étudier le mécanisme nous permettant de voir l'image d'un objet. Nous parlerons aussi des principaux défauts de l'oeil et de leur répercussion sur la vision des objets. Nous présenterons également les analogies de l'oeil et de l'appareil photographique.

I. Description de l'oeil

L'oeil est limité à l'extérieur par une membrane blanche appelée la sclérotique, sa partie antérieure s'appelle la cornée: celle-ci est transparente. Une seconde membrane, appelée la choroïde se situe à l'intérieur de la sclérotique: celle-ci transforme l'oeil en chambre noire, qui est diaphragmée par l'iris (donnant la couleur aux yeux).
L'ouverture de ce diaphragme est assurée par la pupille, dont le diamètre varie entre 2 et 8 mm environ, selon l'intensité de la lumière reçue par l'oeil. La pupille est largement ouverte la nuit alors qu'en plein soleil, son diamètre est minimal (de l'ordre de 2 mm).
Le cristallin est une lentille biconvexe composée d'un corps élastique transparent, il partage le globe oculaire en deux chambres complètement remplies de substances transparentes: l'humeur aqueuse dans la chambre antérieure et l'humeur vitrée dans la chambre postérieure.
La chambre postérieure est tapissée par la rétine qui contient les cellules visuelles sensibles à la lumière.

Schéma: Coupe de l'oeil.

II. Modèle de l'oeil réduit

Les rayons lumineux émis par un objet entrent par la pupille de l'oeil en passant par les milieux transparents (cornée, cristallin, humeur vitrée et humeur aqueuse). L'image est recueillie par la rétine par les cellules nerveuses et est envoyée sous forme de signaux électriques par le nerf optique jusqu'au cerveau. Celui-ci décode les signaux et restitue une image.
Lorsqu'une image se forme: c'est l'ensemble des milieux transparents que l'on assimile à une lentille mince convergente.
L'ensemble composé par la lentille et l'écran, constitué par la rétine, situé à 15 mm de la lentille est appelé «l'oeil réduit».
Le diaphragme est constitué par l'ensemble pupille-iris. L'image formée sur la rétine est renversée par rapport à l'objet mais grâce au cerveau, elle est perçue comme droite. La rétine est constituée de deux sortes de cellules photosensibles: les cônes (sensibles aux couleurs) et les bâtonnets (sensibles à la lumière quelque soit sa couleur).

Schéma: L'oeil réduit

L'accommodation

Lorsque l'oeil normal voit sans effort des objets éloignés, l'oeil est dit au repos. La distance «cristallin- rétine» est égale à la distance focale notée f'=OF'. Par contre, pour voir nettement des objets proches, les muscles de l'oeil agissent sur le cristallin qui va se bomber pour former une image sur la rétine. L'oeil n'étant plus à l'infini et l'image se formant derrière le plan focal image, l'oeil diminue sa distance focale OF' pour que l'image soit ramenée sur la rétine.

En conclusion, l'accommodation augmente la convergence de l'oeil mais la déformation du cristallin a une limite et on définit deux points importants :
le Punctum Remotum (PR) est le point le plus loin qui peut être vu par un oeil au repos.
le Punctum Proximum (PP) est le point le plus proche qui peut être vu par un oeil qui accommode.

On considère en général que le PR est situé à l'infini tandis que le PP est à 25 cm de l'oeil normal.lan focal image, l'oeil diminue sa distance focale OF' pour que l'image soit ramenée sur la rétine.

L'oeil se comporte comme un système optique et le cristallin est assimilé à une lentille mince convergente.

III. Analogie entre l'oeil et l'appareil photographique

L'appareil photographique est un instrument d'optique constitué d'un objectif, formé par plusieurs lentilles que l'on assimile à une lentille mince convergente, qui joue le même rôle que le cristallin pour l'oeil.
Il comporte un diaphragme limitant la quantité de lumière qui rentre dans l'appareil : celui-ci joue le même rôle que l'iris pour l'oeil.
L'ouverture de ce diaphragme est réglable, c'est le même rôle que la pupille pour l'oeil.
L'obturateur règle le temps de pose, il laisse passer la lumière, ce rôle est joué par la paupière pour l'oeil.
Enfin, une pellicule où se forme l'image : c'est le même rôle que la rétine pour l'oeil.
L'accommodation correspond à la mise au point pour l'appareil photographique.
L'appareil photographique et l'oeil sont deux systèmes optiques semblables. La seule différence se fait au niveau de la mise au point :

pour l'oeil, c'est l'accommodation, due à la déformation du cristallin sans variation de la distance cristallin -rétine, qui assure la mise au point.

pour l'appareil photographique, c'est l'objectif qui assure la mise au point en faisant varier la distance entre l'objectif et la pellicule. C'est le zoom qui permet de régler la distance focale.

IV. Les principaux défauts de l'oeil

L'oeil est un organe pouvant présenter des anomalies, dont les principales sont dues au cristallin. Ainsi, les défauts les plus courants dans la population humaine sont la myopie, l'hypermétropie et la presbytie. Ces défauts se corrigent à l'aide de verres correcteurs.

En ce qui concerne la myopie, le cristallin est trop convergent et les objets éloignés apparaissent flous. C'est le punctum remotum (PR) qui est situé assez prés de l'oeil, lorsque la myopie est forte, le punctum remotum peut être situé à 10 cm de l'oeil. Pour corriger ce défaut, on utilise des verres correcteurs divergents.

En ce qui concerne l'hypermétropie, le cristallin n'est pas assez convergent donc on utilise des verres correcteurs convergents pour corriger ce défaut.

La presbytie correspond à une diminution du pouvoir d'accommodation du cristallin, ce qui empêche de voir les objets de près, elle se corrige par des verres correcteurs convergents.

Il existe d'autres défauts de la vision comme les troubles de la perception des couleurs d'un objet : c'est le daltonisme où on confond le rouge et le vert. C'est John DALTON, physicien chimiste anglais (1766/1844), qui étudia sur lui-même ce trouble de la vision. Ce défaut est dû à une déficience de un ou plusieurs des trois types de cônes rétiniens.