La vision sous l`eau N4 - Explo Challans Plongée

La vision sous l’eau N4
Objectif : à la suite de cette séance vous êtes capable d’expliquer pourquoi et comment la
vision dans l’eau est modifiée et quelles sont les conséquences en plongée.
Pour voir sous l’eau il faut un masque qui isole les yeux du plongeur et lui permet de
retrouver une vision presque normale.
Il modifie la perception visuelle : sous l’eau, les objets paraissent plus gros et plus proches.
Le champ de vision est rétréci.
Les couleurs disparaissent.
En eau trouble la lampe n’éclaire pas .. ;
Plan :
1) Rappel N2 :
2) Les quatre effets subis par un rayon lumineux :
3) Applications à la plongée :
4) Conclusions :
5) Exercices :
6) Bibliographie :
1) Rappel N2 :
Grossissement des objets
Un objet plan vu à travers le masque apparaît 1,33 ou 4/3 fois plus gros.
Le calcul de la taille imaginaire est obtenu par la relation :
Taille imaginaire = taille réelle x 4/3
Vision dans l’eau
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Rapprochement des objets
Un objet immergé, vu à travers le masque, apparaît au 3/4 de la distance réelle.
Le calcul de la distance apparente est obtenu par la relation :
Distance apparente = distance réelle x ¾
Rétrécissement du champ de vision :
Masque dans l’air : effet d’œillères
Masque dans l’eau : idem + rétrécissement supplémentaire dû à la réfraction.
Schéma récapitulatif :
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2) Les quatre effets subis par un rayon lumineux
Ces quatre effets sont :
a) L’absorption.
b) La réflexion.
c) La réfraction.
d) La diffusion.
a)L’absorption :
La lumière blanche (par exemple celle émise par une lampe blanche ou par le soleil), est en
fait composée de rayonnements correspondant aux sept différentes couleurs :
- le violet
- l’indigo
- le bleu
- le vert
- le jaune
- l’orangé
- le rouge
Les ultraviolets et les infrarouges ne sont pas perçus par l’œil.
Avec la profondeur, les différentes couleurs sont arrêtées par l’eau. Ce phénomène est appelé
absorption.
La lumière absorbée est transformée sous forme de chaleur (la lumière chauffe).
Les couleurs chaudes disparaissent en premier (en fonction de la luminosité).Ainsi le rouge
disparaît à10m, l’orangé vers 15m, le violet et l’indigo vers 20m, le jaune vers 25m, le vert
vers 50m.
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Une autre conséquence de l’absorption de la lumière est la perte de luminosité avec la
profondeur.
Ainsi plus on descend, plus il fait sombre et vers 400m, c’est l’obscurité.
Pour compenser la baisse de luminosité liée à l’absorption, il faudra utiliser une lampe
suffisamment puissante, dés que la profondeur atteindra 20m afin de restituer les couleurs de
l’environnement.
B)La réflexion :( effet miroir )
Chaque fois qu’un rayon lumineux frappe la surface de l’eau, une partie de ce rayon est
réfléchie comme dans un miroir. L’angle que fait le rayon lumineux qui arrive sur la surface
de l’eau avec la verticale(i1ou angle incident) est égal à l’angle que fait le rayon réfléchi (R)
avec cette même verticale.
Exemple : d’un ricochet , et c’est pour cela que je suis ébloui quand je regarde le reflet du
soleil à la surface de l’eau.
.
c)La réfraction :
Quand un rayon lumineux traverse la surface de l’eau, il est dévié, il se verticalise .
L’angle que fait le rayon réfracté avec la perpendiculaire s’appelle angle de réfraction (i 2).
Exemple : du bâton qui est enfoncé dans l’eau, il donne l’impression depuis la surface de
l’eau qu’il n’est pas droit, qu’il est brisé.
Exemple du morceau de bois dans un seau plein d’eau.
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Réfraction totale = 48° 50
Rayon réfracté
R
Remarques :
Après avoir frappé la surface, une partie d’un rayon lumineux est réfléchie, l’autre partie
est réfracté :
Plus le rayon sera vertical, plus il sera réfracté,
Plus le rayon sera rasant, plus il sera réfléchi.
Pour bénéficier de la meilleure luminosité dans l’eau, il vaut mieux
plonger quand le soleil est le plus haut.
En plongée de nuit : diriger sa lampe bien verticalement vers le haut pour être repéré (si
l’angle par rapport à la surface est trop important, la lumière sera réfléchie et ne percera pas
dans l’air.
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d) La diffusion :
Il y a toujours, en suspension dans l’eau, des particules qui sont autant d’obstacles à la
pénétration de la lumière. Lorsqu’un rayon lumineux frappe une particule, une partie de
l’énergie lumineuse est réfléchie et une autre est réfractée. Ainsi, une lampe en eau trouble
éclaire comme un phare de voiture dans le brouillard. D’autre part la portée d’une lampe est
de toutes façons limitée, quelle que soit sa puissance.
La quantité de particules en suspension dans l’eau varie en fonction de la saison ( plancton,
frai de poisson …..) , des conditions météo (tempête récente qui bouge le fond ).
En pratique, nous veillerons à ne pas remuer le fond, et à plonger quand l’eau est claire !!!
L’eau est d’apparence plus claire et plus bleu en méditerranée,
L’eau est d’apparence plus verte en Atlantique, et plus trouble du fait des particules en
suspension.
Effet d’une lampe dans de l’eau trouble = les phares d’une
voiture dans le brouillard
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3 Applications a la plongée
a) Vision sans masque :
L’œil est adapté à une vision dans l’air. Un rayon lumineux sera dévié en traversant les
différents milieux aqueux de l’œil et l’image se formera sur la rétine. Les influx nerveux
qui en découlent, par le nerf optique, transmettront l’image au cerveau.
Hypermétropie.
Les myopes ont une
Meilleure vision
Dans l’eau, la vision est trouble. La déviation, due à la réfraction, du rayon au passage de
la cornée n’est pas identique dans l’air et dans l’eau. Cette différence entraîne la formation
d’une image en arrière de la rétine, qui se traduit par une vision trouble.
Pour rétablir une image nette, il faut intercaler entre l’eau et l’œil une couche d’air. Elle
donnera à l’œil l’impression de travailler dans les conditions habituelles.
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b) Vision avec masque :
En interposant une vitre entre l’eau et les yeux, le rayon lumineux est dévié à son passage
de l’eau dans le masque, puis de l’air du masque dans les milieux aqueux de l’œil. L’image
se forme alors sur la rétine et devient nette.
Mais le port du masque n’est pas sans conséquence car l’image va être déformée. Cette
déformation est caractérisée par un :
Conclusions :
.
Apporter une lampe pour voir les couleurs.
Plonger quand l’eau est claire ( ne pas remuer le fond, = être bien stabilisé ).
Plonger quand le soleil set haut.
5) Exercices :
1) De quelle manières est modifiée la vision sous marine ?
2) De quelles manières est modifiée la vision des couleurs en plongée ?
Prochain cours : L’acoustique
6) Bibliographie :
Enseigner et organiser la plongée de PH Molle.
Code vagnon de Denis jean N2
Guide de préparation au n4 de Paul Villevielle
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http://perso.wanadoo.fr/joel.talon
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