Moniteur Fédéral 2e degré OPTIQUE et VISION

Comité Départemental du Val de Marne – Marc TISON – Moniteur Fédéral 2e degré
OPTIQUE et
VISION
SUBAQUATIQUE
Je t’ai à l’oeil
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
L’œil est un organe sensoriel sensible à la lumière. Il capte les excitations lumineuses qui
sont à l’origine de nos sensations visuelles. Lorsque nous regardons un objet éclairé,
nous en saisissons la forme, les dimensions et les couleurs.
La vision dans l’espace aérien - L’œil accommode toutes les images qui lui sont proposées.
C’est propre à son milieu naturel qui est l’air et permet par une variation de la
convergence due à la courbure antérieure du cristallin de ramener une image nette sur
la rétine.
On peut comparer un appareil photographique
autofocus à l’œil humain.
•Accommodation des distances par une mise au point
reflex qui se limite généralement à une distance de 15
cm à 60 mètres.
•Diaphragmation qui permet la variation du diamètre de
la pupille en fonction de l’intensité lumineuse.
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
Quelques notions anatomiques sur
l’oeil
Cristallin N=1,45
Ligaments
suspenseurs
du cristallin
Rétine
Cornée
transparente
Humeur
aqueuse
Humeur
vitrée
n = 1,35
Pupille
Iris
Nerf
optique
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
Les anomalies de l’œil
La myopie : c’est la formation des images, formes et objets éloignées, en avant de la
rétine. Cela est du à une courbure trop accentuée du cristallin (correction par des
verres ou lentilles divergentes).
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
L’hypermétropie : à l’inverse de la myopie, c’est la formation des images en arrière de la
rétine. Les objets et formes sont rapprochés par une courbure insuffisante du cristallin.
La vision de loin est très bonne mais la lecture de près est difficile (phénomène des bras
qui s’allonge).
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
L’astigmate : en est victime celui dont les courbures inégales des différents méridiens de la
cornée provoque un manque d’homogénéité dans les milieux transparents.
Cornée irrégulière
Cristallin irrégulier
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
La Lumière
Tous les astres, le soleil en particulier, émettent de l’énergie
sous forme de rayonnement électromagnétique.
Le spectre énergétique de ce rayonnement va des rayons Gamma longueur d’onde ultra
courte jusqu’aux ondes radio très longues. Quelque part au milieu de ce spectre très
étendu, se trouve une toute petite gamme d’ondes que nous pouvons voir, c’est la
lumière.
La lumière est un excitant naturel pour l’œil et elle se caractérise par son intensité, sa
longueur d’onde et sa durée.
Lumière
visible
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
L’intensité : dans le noir complet, la rétine de l’œil peut être excitée par la flamme d’une
bougie éloignée de plus de 25km.
La longueur d’onde : les radiations lumineuses stimulantes ont une longueur d’onde
comprise entre 0,4 micron (violet) et 0,8 micron (rouge. L’infra rouge et l’ultra violet
sont invisibles.
La durée : pour être perçu, un éclat lumineux durera au minimum un millionième de
seconde. La rétine doit ainsi s’adapter à toute source lumineuse pour être efficacement
perçu. S’il survient un brusque changement d’éclairage, l’œil ne percevra rien ou
presque, puis peu à peu s’adaptera soit à l’obscurité, soit à un éblouissement.
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
Caractéristiques de la lumière
La propagation de la lumière dans le vide absolue est de 300.000 km/seconde (réf.1).
Dans l’air, milieu un peu plus dense (réf. 1,0003), sa vitesse avoisine également les
300.000km/s. Pour des commodités de calcul, on prendra la référence 1 pour les exercices
théoriques. Dans l’eau, milieu beaucoup plus dense, sa vitesse tombe à 225.000km/s.
Particularité de la lumière - Lorsqu’on parle de la lumière, il faut dire «lumière blanche».
Celle-ci se compose de couleurs ayant des fréquences différentes.
Couleurs de
l’arc en ciel
Rouge –5m
Orange –10m
Jaune –20m
Violet –25m
Bleu
Basses fréquences
Chaud
Hautes fréquences
Froid
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L’eau et la lumière
L’eau possède une densité différente de l’air dans un rapport approximatif de 1 à 800.
(1 litre d’eau = 1kg et 1 litre d’air = 1,239 gramme soit 1000/1,239 = 807).
De ce fait, un rayon lumineux qui pénètre dans l’eau est soumis à des phénomènes tels
que l’absorption, la réflexion, la réfraction et la diffusion.
L’absorption - L’intensité lumineuse d’un rayon depuis la surface disparaît avec la
profondeur.
Surface
100% de la lumière
-1 m
40%
-10 m
14%
-20 m
7%
-40 m
1,5%
De –5 à –10m, plus de rouge
Plus de jaune à –30m
Dominante bleu/vert à –40/-50m
Le noir est complet à partir de –400m ……..(c’est qui qui va voir ?)
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-10m
-20m
-40m
-60m
L’absorption va donc
sélectionner les couleurs. Les
ondes peu élevées et chaudes,
rouge/orangé, vont disparaître
en premier à nos yeux. Les
ondes plus élevées et froides,
bleu/vert, resteront visibles
plus longtemps.
A contrario, le violet et l’ultraviolet disparaissent assez vite.
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
La réflexion : un rayon
lumineux se réfléchit toujours
selon un angle égal à son
angle d’incidence initial.
La réfraction : c’est la
différence de densité des
milieux, air/eau, ainsi
que leurs vitesses de
propagation lumineuse
propres, qui vont créer
ce phénomène de ligne
brisée.
Absorption
La diffusion - c’est un
phénomène du à la fois à la
réflexion et à la réfraction de
rayons lumineux sur des
particules minérales ou
planctoniques en suspension
dans l’eau.
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Lorsque les rayons sont
perpendiculaires à la
surface de l’eau, nous
avons ;
0°
45°
réflexion
i = 0°
Sin r = Sin 0 / 1,333 =…0
45°
45°
Air = 1
90°
Eau = 1,333
réflexion
32°11’
Lorsque les rayons sont
parallèles à la surface de l’eau,
nous avons ;
48°45’
i =90°
Sin r = Sin 90 / 1,333 = 1 / 1,333
= 0,751…….r = 48°45’
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
La vision dans l’eau
Un nageur qui ouvre les yeux dans l’eau n’a qu’une vision floue des objets et des
formes, même rapprochés, c’est l’hypermétropie.
Le masque permet de corriger la
vision en remettant l’œil dans son
milieu (l’air) car il constitue un
dioptre plan.
Dioptre plan
(verre du masque)
Air = 1
Eau = 1,333
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
(3) Vision dans
l’eau avec le
masque
(2) Vision dans
l’air avec le
masque
D’
(1) Vision dans
l’air sans le
masque
OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE
Conclusion
La vision dans l’eau rapproche les distances et grossit les objets. Une pratique régulière
de la plongée permettra au plongeur d’accommoder ses gestes à sa perception des
distances
Exercices d’application
Un objet se situe à 4m et mesure 90cm de long. Quelle est sa distance
apparente et sa longueur imaginaire?
D = 4m D’= ¾ D soit
L = 90cm
L’ = 4/3 L soit
4 x 3/4 = 3m
90 x 4/3 = 1,20m
Une ancre semble à 15m et mesurer 80cm. Quelle est sa profondeur réelle et
sa distance réelle?
Prof. Réelle = 15m x 4/3 = 20m
Dist. Réelle = 80cm x ¾ = 60 cm