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A. INTRODUCTION
1. Généralités
La couche profonde de la rétine comporte des photorécepteurs : cellules sensibles spécialisées qui captent puis codent
l’information visuelle. Elles permettent la transduction de l’information visuelle en influx nerveux.
C’est le départ d’une voie à trois neurones qui mène à la partie postérieure du cortex (lobe occipital), siège de la lecture
et la compréhension de l’information visuelle.
2. Phylogenèse
a) Chez les oiseaux
Les yeux sont situés de part et d’autre de la tête.
Chaque oeil a un champ homolatéral : pas de superposition.
L’information croise vers le cortex occipital controlatéral.
b) Chez les rapaces
Apparition d’une frontalisation partielle et d’une zone spéciale, la macula, permettant une vision très fine d’un point
devant l’animal.
c) Mammifères
Les yeux se frontalisent  2 modifications.
i Superposition des hémichamps
 vision binoculaire. Chaque oeil a un champ visuel ; une partie du champ visuel est vue par les deux yeux.
L’image est vue, inversée, par chaque hémi-rétine. L’image est transmise au même cortex.
Seul le champ périphérique vu par le coté nasal de la rétine est vu par un seul œil (rappelle la vue des oiseaux).
La décussation devient partielle :
 les fibres nerveuses de chaque hémirétine temporale restent du côté homolatéral de l’encéphale : elles ne croisent
pas.
 les fibres issues des hémirétines nasales croisent et rejoignent l’hémisphère occipital controlatéral.
Le croisement se fait au niveau du chiasma.
La vision binoculaire permet de mieux apprécier relief et distances : vision en 3 dimensions ou stéréoscopique.

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ii Spécialisation de la vision maculaire
Elle permet d’analyser des objets très précis sur un champ visuel très étroit, juste en face de l’objet.
 les mammifères ont deux types de vision qui s’opposent
1. vision maculaire : elle est très précise, épicritique (sensibilité très fine), très discriminative. L’acuité est très bonne
dans cette zone  bonne perception des formes. La perception colorée est maximale. Elle nécessite une grande inten-
sité lumineuse.
2. vision périphérique : le reste de la rétine (nasale et temporale) est vaste, couvre un champ de 150°. Elle résiste à la
baisse de l’intensité lumineuse. Sa précision est médiocre.
 on voit dans la pénombre des objets plus ou moins flous, distingués selon des nuances de gris.
 2 types de rétine :
 maculaire
 périphérique
Les deux visions diffèrent :
 par l’histologie de la rétine :
 dans la macula : les photorécepteurs sont surtout des cônes.
 Ailleurs : bâtonnets
 par les neurones qui conduisent l’information au cortex : trajet nerveux spécifique.
 par la projection corticale : la zone de vision maculaire occupe 1/3 de la surface visuelle occipitale
 par les mouvements : la vision maculaire utilise des mouvements de poursuite avec possibilité de fixation. La vision
périphérique utilise des mouvements par saccades. La musculature extrinsèque est la plus rapide et la plus précise de
l’organisme.
Importance chez l’homme des deux types de vision : les deux types de rétine sont utiles.
 lésion maculaire  perte de l’acuité visuelle et de la vision colorée
 dégénérescence pigmentaire de la rétine : perte de la vision périphérique  vision très étroite. L’acuité visuelle et la
perception colorée sont bonnes mais quand le sujet se déplace, il cogne tous les objets.
Les deux types de vision sont complémentaires. La vision périphérique permet de détecter une information, qui, si elle
est intéressante, entraîne un déplacement de l’oeil pour analyse plus précise.
B. PRINCIPES PHYSIQUES DE L’OPTIQUE
1. Lumière
Ce sont des radiations électromagnétiques se propageant en petits paquets d’énergie (quanta = photons).
La quantité d’énergie dépend de la longueur d’onde.
Le système visuel ne réagit qu’aux longueurs d’onde comprises entre 400 <  < 700 nm. Ce sont des photons dont la
quantité d’énergie dépend de .
10-14 10-8 10-6 10-2 102108
X,UV IR radar FM TV MAspectre visible
violet
400 nm bleu vert jaune vert
500 nm
jaune orange
600 nm rouge 700 nm
MA : modulation d’amplitude. au delà : courant alternatif.
La couleur est due à la réflection : toutes les ondes sont absorbées sauf celle de la couleur perçue.

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Une lampe de 100 W délivre 3 W de lumière : 8.1018 photons/sec et 97 W de chaleur.
2. La réfraction
Les rayons lumineux se propagent de façon rectiligne dans un milieu donné. Dans l’air : 300 000 km.s-1.
A l’interface de 2 milieux, la vitesse change ainsi que l’orientation.
Si les rayons sont perpendiculaires à l’interface : pas de déviation. (ils peuvent changer de longueur d’onde et de vitesse
mais tous les rayons parallèles vont le faire de la même façon).
Si les rayons arrivent obliquement à l’interface ils sont déviés.
Indice de réfraction = vitesse des photons dans l'air
vitesse des photons dans le milieu
 2 types de lentilles :
convexes : convergentes.
2 déviations (entrée et sortie)
concaves : divergentes
Distance focale : distance en m entre le centre de la lentille et le point où les faisceaux convergent. Pour les lentilles
concaves, le foyer est virtuel et négatif. La distance focale permet d’estimer la puissance de la lentille.
Puissance de la lentille : en dioptries. C’est l’inverse de la distance focale. Unité : dioptrie.
Une lentille inverse l’image.
3. De l’appareil photo à l’œil
Un appareil photo est composé d’un objectif (diaphragme et lentilles permettant la mise au point : font varier la puis-
sance) – chambre noire – pellicule sensible.
a) Objectif
C’est la puissance de l’œil : la puissance dépend de la nature du milieu, de l’indice de réfraction.
Les milieux traversés ont des indices de réfraction différents :
 air : 1
 cornée : 1,38
 humeur aqueuse : 1,33
 cristallin : 1,4
 humeur vitrée (vitré) : 1,34.
Au total, la puissance de réfraction est de 59 dioptries.
 L’interface le plus important est air - cornée : responsable de la plus grande convergence.
 ¼ de la puissance de réfraction totale est dû au cristallin : 15  (les rayons sont déviés à l’entrée et à la sor-
tie)
On assimile le cristallin à une lentille de puissance variable : plus ou moins convexe, ce qui permet l’accommodation
(la mise au point sur la rétine : elle est à 17 mm en arrière du point central – en puissance – de l’oeil). C’est l’objectif de
l’appareil.
L’accommodation varie avec l’âge :
 maximale chez l’enfant : 14  (15 + 14  d’adaptation : 29  au total)
 diminue chez l’adulte à partir de 40 ans : accumulation de fibres le rendant plus rigide : 2 d’adaptation. (presbytie).

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b) Diaphragme : l’iris
Dans la chambre antérieure de l’oeil. C’est le diaphragme qui est responsable de la couleur de l’oeil. Il détermine un
orifice central : la pupille dont le diamètre varie (de 1,5 à 8 mm). Il contrôle la quantité de lumière qui passe dans un
rapport de 1 à 30 (variation surfacique). Il permet également de modifier la profondeur de champ : participe à la mise au
point. (le myope « plisse les yeux » pour faire entrer moins de lumière). Quand la profondeur de champ diminue, seul
l’objet sur lequel se fait la mise au point est net (portrait).
iris trop ouvert : trop gros faisceau  image floue.
iris fermé : petit faisceau sur la rétine  image nette
c) Chambre noire
L’intérieur de l’oeil est tapissé d’une membrane sombre, en raison de la présence de mélanine : la choroïde, qui em-
pêche la diffusion de la lumière en dehors de sa zone de projection. (les albinos en sont dépourvus – ils supportent mal
la lumière).
d) Pellicule
Ce sont les photorécepteurs de la rétine
bâtonnets : très sensibles à la lumière et cônes, qui nécessitent beaucoup de lumière.
C. SUPPORT ANATOMIQUE
1. L’oeil
est une sphère de 23 à 25 mm de diamètre, entourée par un coussin graisseux dans une orbite osseuse. C’est le seul or-
gane qui contient des tissus transparents (avec risque d’opacification)
Il est composé de 3 tuniques :
a) tunique externe : la sclérotique
est une membrane dure, blanche et épaisse (blanc de l’oeil). C’est une couche fibreuse sur laquelle arrivent les muscles
oculomoteurs.
 En arrière, elle se réunit à la dure mère.
 En avant, elle se poursuit par la cornée, transparente et très peu vascularisée  elle est facile à greffer.
Chacune des faces cornéennes est un épithélium. L’externe, ou antérieur (pavimenteux stratifié non kératinisé) est très
innervé. L’interne, ou postérieur (simple) est très riche en pompe à Na+ responsable de l’expulsion de l’eau vers
l’humeur aqueuse : c’est un organe très déshydraté.
b) La choroïde est la membrane médiane
 très vascularisée  nourrissant les photorécepteurs sous-jacents.
 se prolonge en avant par les corps ciliaires et au-delà, par l’iris (limite de la chambre antérieure). Sur les corps ci-
liaires sont insérés les ligaments suspenseurs du cristallin.
Les corps ciliaires sont composés de muscles et des procès ciliaires qui sécrètent l’humeur aqueuse.
c) La rétine est la couche profonde.
Elle recouvre la chambre postérieure. Elle contient les photorécepteurs sauf en avant où elle se termine selon une ligne
dentelée : l’ora serrata.

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2. Les milieux de l’oeil : 3 milieux transparents
a) le corps vitré : postérieur
En arrière du cristallin. Substance gélatineuse qui se forme chez l’embryon et dure toute la vie
 soutient la face postérieure du cristallin
 presse la couche rétinienne contre la choroïde : participe à la pression oculaire qui s’oppose à l’écrasement de l’oeil.
b) cristallin :
En situation médiane.
Forme de lentille biconvexe de 10 mm de diamètre, et d’épaisseur variable, proche de 5 mm. Il peut changer son rayon
de courbure permettant l’accommodation ( avec l’âge). Il est entouré par une capsule mince, élastique de collagène. Il
est suspendu dans l’oeil par un ligament suspenseur annulaire : la zonula.
 au repos : le ligament est tendu, le cristallin aplati, la vision de loin est nette (muscles ciliaires relâchés)
 accommodation : la contraction des muscles ciliaires permet le relâchement du ligament. Le cristallin prend
sa courbure de repos : la vision de près est nette.
Pathologie :
 Cataracte : perte de transparence du cristallin.
 Presbytie : perte de la souplesse du cristallin à partir d’un certain âge.
c) humeur aqueuse : antérieure
De composition comparable au plasma, entre cornée et cristallin, dans la chambre antérieure. Elle est sécrétée par les
corps ciliaires, renouvelée en permanence et réabsorbée (par le canal de Schlemm). Elle fournit des nutriments et l’O2 à
la cornée. Les troubles de la circulation et de la réabsorption de l’humeur aqueuse sont à l’origine d’une augmentation
de pression et de pathologie grave : le glaucome.(pression normale : 20 mm Hg)  vision floue et céphalée (diagnostic
par prise de pression en appuyant sur la cornée après anesthésie locale – par tonomètre).
3. L’iris
C’est un diaphragme coloré en fonction de la quantité de pigment mélaniquesen brun ou en bleu. Il est percé en son
centre par la pupille, de diamètre variable grâce à 2 systèmes de muscles lisses :
 sphincter périphérique annulaire  calibre  : innervation SN parasympathique
 muscles dilatateurs radiés du centre vers la périphérie : innervation sympathique.
des anticholinergiques dilatent la pupille : permet l’examen des structures internes de l’œil.
4. Muscle ciliaire
Muscle lisse à 2 faisceaux :
 faisceau antérieur : fibres longitudinales
 faisceau postérieur : fibres circulaires.
quand les fibres longitudinales se contractent, elles font avancer le cristallin qui va se trouver dans une partie plus rétré-
cie de l’oeil : le rayon de courbure augmente  accomodation.
quand les fibres postérieures circulaires se contractent : ressere le cristallin sur lui-même : il bombe.
 détend le ligament suspenseur dans les 2 cas et le cristallin bombe car le ligament suspenseur est relâché.
 parasympathique  contraction (atropiniques empêchent la contraction : vision floue).
 sympathique  relâchement.
5. Rétine
Partie sensorielle. Elle n’existe pas tout à fait en avant de l’œil : elle s’arrête avant le cristallin. (ora serrata)
Transparente, incolore, 10 couches.
Les cellules sensorielles sont les plus profondes, au contact de la chambre noire : la lumière doit traverser l'ensemble des
9 autres couches avant d’atteindre les photorécepteurs.