partie I (SVT + PC)
publicité
ANNALES des sujets - REPRÉSENTATION VISUELLE PARTIE 1 (8 points) Amérique du Sud 2016 Le test duochrome Le choix de la teinte de lunettes de soleil correctrices peut s’avérer compliqué. Pour une personne souffrant d’un défaut visuel, la teinte du verre sera plus ou moins bien supportée et apportera plus ou moins de confort dans la vision. On cherche à comprendre comment un opticien peut conseiller ses clients dans le choix de la teinte des verres. Document 1 : Le test duochrome La lumière blanche est composée de radiations de différentes longueurs d’onde. Les radiations de plus courtes longueurs d’onde (à partir du violet, bleu et vert) seront plus déviées par un système optique convergent que les radiations de longueurs d’onde plus élevées (en particulier autour du rouge). Document 1a : Déviation des rayons lumineux par un système optique convergent, selon la longueur d’onde. Document 1b : Résultat du test duochrome selon le type d’œil Le test duochrome permet de détecter une tendance à la myopie ou l’hypermétropie. Il repose sur la propriété présentée dans le document 1a. Document 2 : Absorption et transmission des radiations lumineuses par des verres teintés Document 3 : Acuité visuelle et organisation de l’œil L’acuité visuelle est la grandeur qui permet de mesurer la capacité de l’œil à discriminer deux points distincts. COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Un opticien doit conseiller deux clients, l’un myope, l’autre hypermétrope, dans leur choix de verres correcteurs teintés. Expliquez les résultats du test duochrome pour en déduire les conseils donnés par l’opticien à chacun de ses clients sur la teinte des verres. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Emirats Arabes Unis 2016 Paul a emmené son ami Jules au musée mais Jules est incapable d’apprécier pleinement les œuvres picturales. En effet, il ne parvient pas à distinguer certaines couleurs ni à percevoir les détails et contours d’un tableau. On cherche à expliquer l’origine des symptômes de Jules. Document 1 : Perception des couleurs d’un tableau de Mirό par un individu ne présentant aucun défaut de vision et par Jules. Document 2 : Résultats d’électrorétinogramme (ERG) chez un individu ne présentant aucun défaut de vision et chez Jules L’électrorétinogramme (ERG) par flashs lumineux ou global est l’enregistrement de l’activité électrique globale de la rétine en réponse à une stimulation lumineuse. Chez des individus ne présentant pas de défaut de la vision Chez Jules ERG 1 obtenu avec un faible éclairement ERG 2 obtenu avec un fort éclairement et donc en situation d’inhibition des bâtonnets D’après http://www.researchgate.net Document 3 : Acuité visuelle, photorécepteurs et vision des couleurs chez une personne sans défaut de vision L’acuité visuelle est la grandeur qui permet de mesurer la capacité de l’œil à discriminer deux points distincts. D’après http://cms.ac-martinique.fr/ 3c : Sensibilité des cônes aux radiations lumineuses Photorécepteurs Sensibilité maximale aux radiations lumineuses cônes «S» bleues «M» vertes «L» rouges 3d : Cercle chromatique COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Expliquer l’origine des symptômes de Jules, c’est-à-dire la mauvaise perception des contours, des détails et des couleurs de l’œuvre de Mirό. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Polynésie 2016 La cataracte Monsieur X est presbyte et myope. Constatant une baisse de sa vue, il consulte son ophtalmologue qui diagnostique une cataracte et lui conseille de se faire opérer. Monsieur X est très réticent ; pour le convaincre, son ophtalmologue lui explique que désormais les technologies utilisées lui permettront de ne plus porter de lunettes après l’opération. On cherche à expliquer quels bénéfices il va tirer de cette opération. Document 1 : Schéma en coupe de l’œil Document 2 : L’opération de la cataracte La cataracte correspond à une opacification du cristallin qui se traduit par une baisse progressive de la vue, un trouble de la vision des couleurs, une gêne face à une lumière vive. Cette maladie, généralement liée au vieillissement, concerne une personne sur cinq à partir de 65 ans et plus d’une sur deux après 85 ans. L’opération consiste à enlever le cristallin pour le remplacer par une lentille artificielle. Grâce à une incision de l’œil de l’ordre de 3 mm, le chirurgien introduit dans le globe oculaire une petite sonde qui produit des ultrasons. En quelques minutes, ceux-ci désagrègent le cristallin, les résidus sont ensuite aspirés. Il ne reste plus qu’à glisser, par la même incision, un implant souple. D’après doctissimo.fr Document 3 : Les différents types d’implants L’implant intraoculaire est une lentille optique remplaçant le cristallin naturel qui a été extrait pendant l’intervention. Il est possible de choisir entre différents types d’implants selon les défauts optiques de l’œil et le type de correction souhaitée par le patient en fonction de ses activités quotidiennes. Type d’implant Caractéristiques Type de vision Date de mise en œuvre Implant monofocal Implant bifocal Comparable à une lentille convergente de vergence unique. 1949 Comparable à une lentille qui aurait deux valeurs de vergence différentes permettant la vision de près et de loin. 2000 Implant multifocal progressif Permet une vision à toutes les distances. 2010 COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Monsieur X a tout intérêt à suivre la prescription de son ophtalmologue. Expliquer quels bénéfices il va pouvoir tirer de cette opération de la cataracte. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Liban 2016 Pierre, préparant le niveau 3 de plongée sous-marine pendant ses vacances, doit réaliser des plongées à des profondeurs allant jusqu’à 60 m. Lors de ses premières plongées en profondeur, il constate, avec surprise, qu’entre 10 m et 30 m de profondeur, les poissons et les végétaux lui paraissent bleu-vert. De plus, il précise qu’à des profondeurs plus importantes (60 m), là où l’intensité lumineuse (mesurée en lux) est inférieure à 100 lux, il n’a plus aucune perception des couleurs. On cherche à comprendre l’évolution de la perception des couleurs par Pierre lors de sa plongée. Document 1 : éclairement en fonction de la profondeur pour certaines couleurs On mesure l’éclairement reçu par un capteur placé à différentes profondeurs pour trois longueurs d’onde. Pour chaque longueur d’onde, on détermine à différentes profondeurs le rapport (exprimé en %) de la mesure d’éclairement sur la mesure obtenue en surface. Aide à la lecture du graphique : pour la couleur verte de longueur d’onde égale à 550 nm, à 10 m de profondeur, le capteur reçoit 60 % de la lumière arrivant à la surface. Document 2 : sensibilité des photorécepteurs rétiniens Pour différentes longueurs d’onde, chaque type de photorécepteur a été soumis à une intensité lumineuse (mesurée en lux) croissante. Le graphique représente l’intensité lumineuse minimale à partir de laquelle le photorécepteur réagit. Aide à la lecture du graphique : pour la longueur d’onde égale à 550 nm, le photorécepteur C3 réagit pour une intensité lumineuse supérieure à 103 lux. Dans les conditions de sa plongée Pierre reçoit une lumière d’intensité de : – 104 lux à 30 m de profondeur, – 102 lux à 60 m de profondeur. Document 3 : le cercle chromatique COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Lors de son entraînement à 60 m de profondeur, Pierre pêche un poisson, qui lui semble gris. Lors de sa remontée, il constate qu’à la profondeur de 30 m, le poisson lui apparaît de couleur bleue tandis qu’à la surface il est de couleur magenta. Expliquer l’évolution de la perception des couleurs du poisson par Pierre au cours de sa plongée. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Pondichery 2016 La façon dont nous utilisons nos yeux a changé ! Nous consacrons beaucoup de temps à regarder un écran. Des études suggèrent que 60 % des personnes passent plus de 6 heures par jour devant un écran numérique et que cela n’est pas anodin. En effet, cette pratique est à l’origine de troubles de la vision. On cherche à comprendre les problèmes de vision liés à l’utilisation trop fréquente des écrans numériques. Document 1 : Lumière naturelle et lumière artificielle La lumière est un ensemble d’ondes électromagnétiques constitué de trois grandes familles : les rayonnements ultraviolets, la lumière visible par l’œil humain et les rayonnements infrarouges. Chaque rayonnement est caractérisé par sa longueur d’onde. Plus la longueur d’onde du rayonnement émis par une source lumineuse est petite, plus celui-ci transporte une quantité importante d’énergie et plus il peut donc causer de dommages aux photorécepteurs de l’œil humain. La lumière dite « blanche » peut être d’origine naturelle ou artificielle puisque ses sources comprennent le soleil mais aussi, les ampoules, les tubes fluorescents et les diodes électroluminescentes (LED) que l’on retrouve dans l’éclairage de la plupart des écrans numériques. Document 2 : Interaction entre la lumière et l’œil Parmi les organes du corps humain, seul l’œil peut être lésé par les rayonnements appartenant au domaine visible du spectre de la lumière. Une partie de l’énergie est absorbée par les pigments des photorécepteurs afin d’engendrer la réponse visuelle. Le reste atteint l’épithélium pigmentaire ainsi que la choroïde, il peut y causer des lésions. D’après http://www.futura-sciences.com Document 3 : Les risques liés à la lumière La dégénérescence maculaire La dégénérescence maculaire est une maladie dégénérative de la rétine qui, dans les cas les plus graves, peut conduire à la cécité. Elle touche sélectivement la région maculaire, c’est-à-dire la zone centrale de la rétine, entraînant une perte progressive de la vision centrale mais pas de la vision périphérique. Elle est caractérisée par des lésions au niveau de l’épithélium pigmentaire et de la choroïde engendrant une perturbation des photorécepteurs de la macula. D’après http://www.dmlainfo.fr Le « syndrome de la vision artificielle » Il y a quelques années, les ophtalmologues ont inventé l’expression « syndrome de la vision artificielle » pour décrire un ensemble de symptômes comprenant entre autres fatigue oculaire, maux de têtes, yeux secs, vision trouble. L’utilisation pendant plusieurs heures de smartphones, tablettes, ordinateurs et télévisions peut engendrer ce syndrome. Pour faire le point sur un objet proche, nos yeux se tournent l’un vers l’autre afin de faire converger leurs axes optiques. Un anneau de muscles situé derrière l’iris se contracte, modifiant ainsi la courbure du cristallin. Au repos, nos yeux savent faire le point sur des objets éloignés ; après seulement une heure passée à 20 cm d’un écran cette aptitude diminue. Ce phénomène est transitoire, mais il reste très gênant et n’est pas à prendre à la légère, vu le temps que nous passons chaque jour devant un écran. D’après http://www.slate.fr COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Les écrans numériques sont omniprésents dans notre vie quotidienne. Expliquez les problèmes de vision éventuellement induits par leur utilisation fréquente. Votre explication pourra s’appuyer sur un ou plusieurs schémas. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Nouvelle Calédonie- rattrapage 2015 Concevoir une publicité… pour les chiens En octobre 2011, une campagne lance à la télévision autrichienne, la première publicité à destination de la race canine ! Ainsi, dans un spot pour des croquettes, un sifflement à peine audible des humains est émis afin d’attirer l’attention des chiens, incitant ainsi leur maître à acheter ce produit. La marque avait déjà innové avec des affiches publicitaires odorantes, qui ouvraient l’appétit des chiens en promenade. Elle souhaite à présente tirer parti des connaissances sur la vision du chien pour améliorer ses publicités. Document 1 : Fiche vétérinaire – Comment voit mon chien ? Champ visuel – Leur champ de vision couvre 250° à 287° selon les races contre 180° pour l’Homme. Perception du mouvement – La vision périphérique plus étendue participe entre autres à ce que les chiens aient une meilleure capacité à détecter les mouvements que l’Homme. Acuité* visuelle – Les chiens n’ont pas de fovéa** et leur nerf optique contient moins de fibres nerveuses. Perception des couleurs – Les chiens sont dichromates, ils n’ont pas de cônes L. Source – Extraits de Dr Franck OLLIVIER, fiche clinique – Centre vétérinaire DMV *Acuité : grandeur mesurant la capacité de l’œil à discriminer deux points distincts en fonction de la distance les séparant et de l’éloignement de l’observateur. ** Fovéa : zone rétinienne à forte densité de cônes. Document 2a : Absorption des radiations par les photorécepteurs humains Document 2b : Acuité de la vision humaine en fonction de la distance à l’axe optique de la rétine Source : http://svt.ac-dijon.fr Document 3 : Avec la HD, votre chien va devenir accro à la télé « La télé c’est pas pour les chiens, mais cela ne les empêche pas de l’apprécier. Et depuis l’arrivée de la HD (Haute-Définition), Médor risque bien de devenir complètement accro à la télé. La raison ? Pour les émissions en HD, il n’y a pas que la résolution qui a été augmentée mais aussi le nombre d’images par seconde, passé de 25 à 50. Si pour un humain la différence est peu perceptible, pour les chiens – qui ont une meilleure capacité à séparer les images – c’est le jour et la nuit. Avant ils voyaient un diaporama rapide, maintenant ils voient une image en mouvement […] ». Source : Joël Burri, La tribune de Genève, 08.03.2012 Document 4 : La synthèse additive COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Vous êtes publicitaire chargé(e) par une marque d’alimentation canine de créer une campagne publicitaire télévisée. Après vous être renseigné(e) auprès d’un vétérinaire, vous exposez vos réflexions, lors d’une première réunion de travail avec votre équipe, afin de pouvoir réaliser une publicité qui stimulera les chiens. En comparant les caractéristiques de la vision du chien et de l’Homme, rédigez les conseils sur les choix à réaliser lors de la conception d’un spot télévisé. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Nouvelle Calédonie- 2015 Vous faites partie du club « Art et sciences » de votre lycée qui vient d'organiser une sortie au musée d'Orsay à Paris. Au retour de cette visite, le professeur encadrant le club propose les données suivantes sur l'un des tableaux que vous avez admirés. Document 1 : « Le docteur Paul Gachet » huile sur toile de Vincent Van Gogh 1890. (Paris, Musée d'Orsay) Source : d'après http://www.musee-orsay.fr Pour composer certaines couleurs, Van Gogh utilisait la laque de géranium de couleur rouge orangé. Cette laque contient notamment de l'éosine qui est un colorant organique rouge orangé de synthèse, inventé au XIX e siècle. L'éosine combinée à des sels d'alun précipite pour donner un pigment rouge orangé qui manque de stabilité à la lumière. Source : d'après "La chimie et l'art" édition EDP sciences et http://www.vangoghmuseum.nl Document 2 : analyses en 2015 de la couche de peinture prélevée au niveau des fleurs sur le tableau « Le docteur Paul Gachet » de Vincent Van Gogh Document 2a : observation microscopique d'une coupe transversale de la couche de peinture au niveau des fleurs Source : d'après un document du centre de recherche des musées de France ("L'éosine de Van Gogh") Document 2b : résultat d'une chromatographie sur couche mince des échantillons prélevés dans la couche de peinture Document 3 : Document 3a : spectre d'absorption des photorécepteurs chez l'Homme Source : d'après http://www.svt-monde.org Document 3b : cônes et vision des couleurs Cônes sensibles à la longueur d'onde Qualité de la vision Vision normale Vision anormale : Daltonisme Protanope 430 nm 540 nm 590 nm Deutéranope Tritanope COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Le professeur responsable du club « Art et sciences » propose l'énigme suivante qu'il faut résoudre dans le cadre d'un concours : - En 1890 les membres de la famille du Dr Paul Gachet voyaient les fleurs pourpres. Par contre, certains daltoniens de leur entourage, qualifiés de protanopes, les voyaient bleu clair. - En 2015 au musée d'Orsay, les visiteurs ayant une vision normale et les protanopes voient les fleurs de la même façon, bleu clair. Pourquoi cette différence de perception de tableau au cours du temps ? Motivé(e) par les places de cinéma à gagner, vous décidez de résoudre l'énigme. Rédigez pour cela le texte adressé au jury de ce concours. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Métropole septembre 2015 Monsieur T., âgé de 45 ans a un défaut visuel corrigé par des lentilles souples. Au cours d’un match de squash, il a reçu une balle dans l’œil droit. Outre un hématome autour de l’œil, il a constaté le symptôme suivant : l’existence d'un voile noir qui réduit son champ visuel. II consulte alors son médecin généraliste. Celui-ci soupçonne un décollement de rétine. Il envoie monsieur T. au service des urgences ophtalmiques où il est rapidement opéré. Document 1a : structure et fonction de la rétine et des tissus voisins. L’épithélium pigmentaire est indispensable car : - il contrôle le flux de nutriments et de dioxygène des vaisseaux sanguins de la choroïde vers les photorécepteurs ; - il assure le renouvellement des pigments rétiniens des photorécepteurs. D’après svt.ac-dijon.fr et http://www.ephe.sorbonne.fr Document 1b : le décollement de rétine Le décollement de rétine correspond à une séparation entre l'épithélium pigmentaire et le reste de la rétine. Un liquide provenant de l'humeur vitrée s'interpose alors entre ces deux feuillets : la zone de rétine décollée ne fonctionne plus et le sujet perçoit alors un voile noir. Sans intervention chirurgicale, après plusieurs jours, les photorécepteurs vont s'altérer, ce qui peut entrainer une perte définitive de la vision, surtout si le décollement concerne la partie centrale de la rétine. L'intervention chirurgicale, délicate, consiste à réappliquer la partie de la rétine décollée contre les cellules de l’épiderme pigmentaire. Les facteurs favorisant le décollement de rétine sont : - un choc violent sur l'œil - l'âge : le décollement de rétine est plus fréquent chez la personne âgée. - la myopie : chez le myope après 40 ans, la rétine présente souvent d'importantes lésions en périphérie; en effet, du fait de la forme particulière de leur œil, leur rétine est plus tendue donc plus sujette aux déchirures. D'après http://asso.orpha.net et http://univ-st-etienne.fr Document 2 : trajet des rayons lumineux dans l’œil D’après svt.ac-dijon.fr Document 3 : bilan ophtalmologique de monsieur T. Avant l’accident Après l’accident avant l’intervention chirurgicale Quelques mois après l’intervention chirurgicale Acuité visuelle de loin pour l’oeil droit (échelle de Monnoyer à 5 mètres) 4/10 sans correction 10/10 avec correction (lentille C= -1,50 δ) 4/10 sans correction 4/10 sans correction 10/10 avec correction (lentille C= -1,50 δ) Champ visuel Normal Réduit : voile noir dans le champ visuel lié à la partie de la rétine périphérique décollée Normal COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Vous êtes Monsieur T. et quelques mois après l'opération, vous retrouvez votre partenaire de squash qui s'inquiète de votre vision. Expliquez-lui l'origine du voile noir, en quoi vous étiez une personne à risque pour le décollement de rétine et rassurez-le quant à la récupération de votre perception visuelle. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur votre culture (qui intègre, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Liban 2015 Tout le monde a déjà entendu au moins une fois cette affirmation : « Les bébés ne voient rien à la naissance » ou « les bébés sont aveugles pendant 40 jours. » Pourtant, les mamans ont l'impression que leur nourrisson les regarde. Alors qu'en est-il ? D’après http://www.pourlascience.fr Document 1 : description de la vision des nouveau-nés comparée à la vision réelle d'un adulte Vision supposée à 70 cm, d’un visage de femme, par des bébés de 1 mois, 2 mois, 3 mois et d’un adulte (sans tenir compte des couleurs). Un bébé vient au monde avec une acuité visuelle* de l’ordre du vingtième de celle d’un adulte. Jusqu’à six semaines, sa vision est essentiellement en « noir et blanc ». Il perçoit des mouvements et des contours flous. Son regard est instinctivement attiré vers la lumière et les images nouvelles. * acuité visuelle : capacité à distinguer les détails Document 2 : comparaison des cônes du nouveau–né et de l’adulte Document 2a : densité des cônes au niveau de la fovéa Bébé âgé d’une semaine 32 400 cônes/mm² Adulte 150 000 cônes/mm² Document 2b : aspect des cônes Le segment externe des cônes est formé d’un empilement de disques enchâssés dans la membrane de la cellule. C’est sur ces disques que se trouvent les pigments (opsines) sensibles à la lumière. La taille de ce segment est de 45 μm chez l’adulte. D’après http : lecerveau.mcgill.ca Structure d'un cône Taille du segment externe en fonction de l’âge Document 3 : formation des images Dès ses premières semaines de vie, le nourrisson peut voir plus nettement des objets situés à des distances inférieures à 30 cm de son visage. Plus loin, l’image est floue. Ceci s’explique par la rigidité et la courbure importante du cristallin à la naissance. COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Votre sœur ainée qui vient d’avoir un bébé se demande comment il la voit. Construire un argumentaire pour lui expliquer la vision actuelle de son bébé et l'évolution avec l'âge vers une vision normale. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur votre culture (qui intègre, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Martinique septembre 2014 Une enseignante en moyenne section de maternelle demande un rendez-vous avec les parents d’Hugo, un de ses élèves âgé de quatre ans. Elle désire leur faire part d’une demande d’examen par le médecin scolaire afin qu’il effectue un test de la vision des couleurs. Lors de son entretien avec les parents d’Hugo, la maîtresse leur montre quelques exercices faits en classe par leur fils qui font penser qu’Hugo distingue difficilement le jaune et que le vert lui paraît obscur ou noir quel que soit le support proposé (images, objets…). Ils s’étonnent que cela n’ait pas été signalé par le maître de l’année précédente. Document 1 : sensibilité des cônes et cercle chromatique Document 2 : anomalies de la vision des couleurs chez des trichromates anormaux Une personne sans problème de vision des couleurs a trois types de cônes fonctionnels : on dit qu’elle est trichromate. Le dysfonctionnement d’un ou plusieurs types de cônes conduit à une modification de la perception des couleurs et à différentes anomalies en fonction des cônes concernés : les personnes sont alors appelées trichromates anormaux, ce qui est une forme de daltonisme. Types de cônes Anomalie de la vision protanomalie deutéranomalie tritanomalie Cônes verts Cônes rouges Cônes bleus fonctionnels déficients fonctionnels déficients fonctionnels fonctionnels fonctionnels fonctionnels déficients D’après http://www.snof.org (Syndicat National des Ophtalmologistes Français) Document 3 : évolution normale de la fonction visuelle chez l’enfant Age Naissance Fixation d’un visage à faible distance Clignement à la lumière Acuité visuelle* 0,3/10ème (doigt à 30 cm) Environ 1 mois Fixation plus stable d’objets fortement contrastés (crayon à 30 cm) Environ 4 mois Après 3 mois, mouvements de poursuite oculaire Convergence normale Acuité visuelle 1/10ème (mine de crayon à 30 cm Environ 6 mois Vision stéréoscopique** Convergence et poursuite oculaires normales Acuité visuelle 2/10ème Environ 1 an Acuité visuelle 4/10ème (cheveu à 30 cm) Environ 3 ans Acuité visuelle 7/10ème Environ 6 ans Acuité visuelle 10/10ème Distinction des couleurs acquises * Acuité visuelle : faculté de distinguer les détails fins. L’acuité se mesure en dixièmes, 10/10ème correspondant à une vision normale chez l’adulte. ** Vision stéréoscopique : perception binoculaire du relief d’un objet résultant du chevauchement des champs de vision des deux yeux. D’après les sites : http://daltonien.free.fr http://sfrpediatrie.com COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Hugo est votre petit frère. Le soir, vos parents vous font part de leur entretien avec la maîtresse, de leurs inquiétudes et de leur interrogation sur cette alerte si tardive de la part de l’école. Vous les rassurez en leur expliquant précisément les causes (biologiques et physiques) des difficultés rencontrées par Hugo dans la distinction de certaines couleurs et pourquoi, l’année précédente, le maître de petite section ne s’en était pas inquiété. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires). Asie 2014 Bertrand doit emmener son fils Martin, 3 ans, à la crèche. Il lui demande de choisir et de mettre ses vêtements seul. Martin revient avec une chaussette rouge et une chaussette jaune. Il ne comprend pas la remarque quand son père lui dit que ses chaussettes ne vont pas ensemble. Le soir, Bertrand relate cet épisode à sa femme, qui le rassure en lui expliquant qu’elle reconnaît chez son fils le défaut visuel dont son propre père était atteint. Document 1a : synthèses des couleurs Les pigments et les colorants sont des espèces chimiques qui donnent à la matière sa couleur. Ils nous donnent ainsi des sensations colorées en stimulant de façon contrôlée les photorécepteurs de la rétine. Ces sensations colorées peuvent s’expliquer par deux types de synthèse trichromatique : la synthèse additive et la synthèse soustractive. Document 1b : spectre de la lumière visible par l’homme On appelle spectre de la lumière blanche, l'ensemble des radiations lumineuses dont les longueurs d'onde correspondent au domaine visible par l’œil humain. Le spectre de la lumière blanche peut être découpé en trois bandes correspondant à des radiations bleues, vertes et rouges. Ce découpage se trouve à la fois justifié par la théorie trichromatique de la couleur et les études sur la rétine. Document 2 : sensibilité des cônes aux différentes longueurs d’onde du spectre visible. Parmi les photorécepteurs de la rétine, on distingue trois catégories de cônes qui ne diffèrent que par les pigments visuels (les opsines S, M ou L) qu’ils renferment. Leur sensibilité aux différentes longueurs d’onde du spectre visible a été testée : elle est représentée par le graphe cicontre. d’après « Anatomie et physiologie humaine », Marieb Document 3 : localisation des gènes permettant la synthèse des opsines Chez l’homme, les gènes codant pour la synthèse des pigments visuels (opsines) L et M se situent l’un à la suite de l’autre sur le chromosome X. Le gène codant pour la synthèse du pigment S se trouve sur le chromosome 7. Seul un gène fonctionnel permet la synthèse du pigment correspondant. COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Expliquer pourquoi, comme son grand-père, Martin ne fait pas la différence entre ses chaussettes rouges et jaunes. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Métropole 2014 Document 1 : la DMLA. La rétine, qui tapisse toute la partie postérieure de l'œil, reçoit la lumière et la transforme en influx nerveux grâce aux photorécepteurs (les cônes et les bâtonnets) transmis au cerveau par le nerf optique. La Dégénérescence Maculaire Liée à l’Âge (DMLA) est une maladie liée à un vieillissement de la zone centrale de la rétine, appelée macula, dédiée à la vision précise en particulier utile pour la lecture. En revanche, la rétine périphérique n’est pas atteinte dans la DMLA, même à un stade tardif de la maladie, permettant une vision sur les côtés indispensable pour s’orienter dans l’espace. La DMLA se manifeste par les symptômes suivants : baisse de l’acuité visuelle, vision déformée, apparition d’une tache centrale. La DMLA est fréquente dans les pays développés où elle est devenue la première cause de baisse sévère de la vision en raison du vieillissement de la population. Si la DMLA survient à partir de 50 ans, la moyenne d’âge des patients se situe autour de 80 ans. En France, on estime qu’un million de personnes sont atteintes par la maladie. Les formes les plus sévères avec une baisse visuelle grave concernent environ 200 000 patients. D’après les estimations sur le vieillissement de la population, ces chiffres devraient doubler d’ici 2020. Source : d'après www.association-dmla.com/dmla.php Livret d'information de la campagne nationale d'information et de dépistage de la DMLA. Document 2 : distribution des photorécepteurs et de l'acuité visuelle dans la rétine de l'œil gauche. Source : d'après le manuel scolaire Sciences 1ère ES-L Éditions Nathan 2011 Document 3 : l'implant rétinien Avec les dispositifs actuels d’implants, la vision que recouvrent les patients est forcément partielle et grossière. Ils ne voient qu'en noir et blanc, et distinguent surtout des formes et des couleurs très contrastées. Comme le capteur ne recouvre pas toute la surface de la rétine, mais seulement une zone de 3 mm de côté, leur champ de vision est réduit à l'équivalent d'une pochette de CD tenue à bout de bras. Malgré ces limitations, ces premiers succès sont très encourageants pour ceux qui ont perdu la vue à la suite d'une rétinopathie pigmentaire, une maladie dégénérative qui détruit les cellules de la rétine. Ainsi, deux patients anglais, aveugles depuis plusieurs années, ont retrouvé une perception partielle de la vue grâce à l’implantation de rétines artificielles. Ces mêmes implants devraient aussi être testés dans le futur sur des personnes souffrant de dégénérescence maculaire. Sources : d'après www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/ et d'après le site du journal quotidien Le Figaro, mai 2012 www.lefigaro.fr/actualite Auteur : Cyrille Vanlerberghe Document 4 : évolution de la résolution de l'implant électronique L’observation d’une image complexe (paysage ou visage) permet de comprendre immédiatement le premier challenge des prothèses rétiniennes qui tient dans la nécessité d’augmenter le nombre de microélectrodes et donc leur densité. Il faut compter 73 000 euros pour le modèle Argus II, deuxième génération du modèle Argus, créé en Californie en 2009. Pas à la portée de toutes les bourses donc. En Europe, une soixantaine de patients en ont pour l’heure bénéficié. De plus, il faut préciser que la pose de ce type d’implant nécessite un geste de chirurgie hautement spécialisé. L’intervention dure plus de quatre heures et ne peut être réalisée que par des chirurgiens très expérimentés. Sources : La lettre des neurosciences, automne-hiver 2012 n° 43 sur le site www.neurosciences.asso.fr et Panorama n°103 Juin 2009 Magazine pour les professionnels de la vue et www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/ COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Dans le cadre d’un concours scientifique ouvert aux lycéens, vous avez choisi de présenter un sujet sur l’utilisation des nouvelles technologies dans le domaine de la vision. Vous chercherez à convaincre le jury du concours de l’importance du développement de l’implant rétinien, dans le cas de la DMLA, tout en étant conscient de ses limites. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Amérique du nord 2014 La myopie a toujours été une préoccupation à l'école. En effet, elle peut constituer un élément gênant l'apprentissage, et être quelques fois à l'origine de maux de tête chez l'élève. Document 1 : une approche historique de la myopie Dans le dictionnaire de pédagogie et d’instruction primaire de Ferdinand Buisson (Edition de 1911), on peut lire dans l’article consacré à l’anomalie : « Il n'y a pas longtemps que l'on a commencé à se préoccuper de l'hygiène de la vue dans les écoles, et l'on peut bien dire que c'est un des points de l'hygiène scolaire qui est encore à présent le plus universellement méconnu ou négligé, sauf dans quelques établissements des grandes villes. [… ]. Une enquête, qui a porté spécialement sur les écoles primaires de la ville de Paris, a donné pour résultat une moyenne de 1 myope sur 6 enfants, ce qui est évidemment une proportion fort alarmante […] Un instituteur veut-il s'assurer qu'un enfant a les yeux bien constitués? Qu'il le fasse lire dans un volume tenu à bout de bras : s'il est myope, il n'y pourra réussir. […] Quand il ne peut suivre une explication au tableau ou à la carte murale, […] il n'y a pas de doute qu'il soit myope. » Document 2 : l’œil, un instrument d’optique Notre œil fonctionne, du point de vue optique, comme une lentille convergente. Un objet est vu de façon nette lorsque l’image se forme sur la rétine. C’est le cas, par exemple, pour un œil normal au repos fixant un objet très éloigné. Les schémas ci-dessous représentent le trajet des rayons lumineux, dans le cas d’un objet situé à l’infini. Trajet des rayons lumineux dans deux situations dont celle d’un œil myope : Document 3 : le cerveau et l’interprétation des images Grâce à l’IRMf (Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle), on peut disposer d'images du cerveau en activité, par exemple lorsque le sujet regarde un objet. L’utilisation de l'IRMf renseigne sur les aires cérébrales activées par la vision de cet objet. Plus l'activation d'une région du cortex est importante, plus la région est représentée en couleurs "chaudes" (jaune, orange, rouge). COMMENTAIRE RÉDIGÉ : En vous appuyant sur l’exploitation de toutes les ressources proposées, expliquer pourquoi, malgré les maux de tête qui peuvent accompagner la myopie, il n’y a pas d’anomalie du fonctionnement du cerveau dans la vision et en quoi le port de lunettes permet de corriger ce défaut de vision qui peut constituer un élément gênant l'apprentissage. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Liban 2014 Philippe M, jeune porte-parole de la fondation des maladies de l’œil : « J’ai 19 ans et je suis atteint de la maladie de Stargardt. Cette maladie dégénérative affecte la macula, une région située au centre de la rétine. Il en résulte donc une baisse progressive de la vision centrale. J’ai reçu ce diagnostic à l’âge de 13 ans. La baisse de ma vision a affecté mes résultats scolaires, jusqu’à ce que j’ai accès à des ressources adaptées, comme des manuels agrandis ou un portable pour la prise de notes. Avec ces outils, j’ai enfin pu suivre le même parcours scolaire que tous les jeunes de mon âge ». Document 1 : Document 1a : vision normale (photo A) et vision d’un individu atteint de la maladie de Stargardt (photo B) Document 1b : trajet des rayons lumineux dans un œil sain lors de la vision de loin *macula : zone centrale de la rétine comprenant la fovéa. Remarque : le trajet des rayons lumineux entre la cornée et le cristallin n'est pas schématisé. Document 2 : l’origine de la maladie La maladie de Stargardt est une maladie génétique, qui entraîne une perte de vision progressive. Les cellules pigmentaires apportent des éléments vitaux aux photorécepteurs. Document 3 : la prise en charge pour l’amélioration du confort visuel Les personnes malades gardent une vision partielle qui peut être améliorée par des aides optiques comme des lunettes grossissantes, des loupes, des écritures avec de gros caractères (livres, revues, cartes à jouer, cadrans, écrans, …). Un traitement a été envisagé en novembre 2010 par une société américaine. Elle a reçu l’autorisation pour entreprendre des essais cliniques utilisant des cellules souches embryonnaires humaines dans le but de traiter la maladie de Stargardt. Lors d’études précliniques, les chercheurs de cette société ont d’abord conduit leurs travaux sur des rats atteints de cette maladie en injectant des cellules pigmentaires dans les yeux. Les résultats se sont révélés encourageants, leur vision s’est améliorée de façon significative et ils n’ont subi aucun effet indésirable. En 2012, une autre société a expérimenté la greffe de cellules souches pigmentaires humaines sous la rétine, sur des patientes atteintes de la maladie de Stargardt. Quatre mois plus tard, leur vision a connu une amélioration. COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Lors d’une séance de vie de classe, vous avez été sensibilisé(e) à la question de l’accueil des élèves en situation de handicap. A la demande de vos camarades de classe, vous souhaitez proposer des explications scientifiques concernant la formation des images sur la rétine et l’origine des problèmes de vision d’un camarade atteint de la maladie de Stargardt. Vous souhaitez également préciser la nécessité des mesures d’accompagnement scolaire pour lui permettre de réussir malgré sa maladie, et l’espoir apporté par la recherche. Rédigez le texte sur lequel s’appuiera votre intervention devant la classe. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Martinique septembre 2013 Théo, un élève de première, réfléchit à son orientation après le baccalauréat. Il hésite entre devenir illustrateur de bandes dessinées ou concepteur de sites Internet (webmaster). Pour obtenir des informations sur ces deux métiers, il rencontre la conseillère d’orientation de son lycée. Elle lui apprend que le métier d’illustrateur nécessite un sens affiné des couleurs et une bonne maîtrise des logiciels de dessin alors que le concepteur de sites Internet doit plutôt avoir une bonne connaissance de l’entreprise et une maîtrise parfaite de l’informatique. Théo, qui ne porte pas de lunettes, décide aussi de consulter un ophtalmologue parce qu’il a l’impression de ne pas voir correctement certaines couleurs. Il est de plus sujet à des maux de tête et des picotements dans les yeux après avoir travaillé longtemps devant son écran d’ordinateur. Document 1 : compte-rendu du bilan ophtalmologique de Théo Document 2 : anomalies de la vision des couleurs Les trichromates anormaux sont des personnes qui présentent des anomalies de la vision des couleurs. Le tableau cidessous traduit les anomalies de fonctionnement de certaines de leurs cellules rétiniennes. Cônes anomalie de la vision protanomalie TRICHROMATES ANORMAUX deutéranomalie tritanomalie Cônes verts Cônes rouges Cônes bleus fonctionnels déficients fonctionnels déficients fonctionnels fonctionnels fonctionnels fonctionnels déficients D’après http://www.snof.org (Syndicat National des Ophtalmologistes Français) Document 3 : symptômes de l’hypermétropie Suivant le degré d’hypermétropie, l’âge, la sollicitation de la vision rapprochée, le sujet arrive plus ou moins bien à « accommoder » : les symptômes sont donc plus ou moins perceptibles. La vision de loin est bonne, mais celle de près est fatigante et peut se troubler. Peuvent s’en suivre des maux de tête, de la fatigue visuelle … . COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Après son rendez-vous chez l’ophtalmologue, Théo retourne voir la conseillère d’orientation pour lui expliquer qu’il n’a plus le choix entre devenir illustrateur de bandes dessinées ou concepteur de sites Internet à cause des problèmes de vue qui sont à l’origine de ses symptômes (maux de tête et problème pour voir certaines couleurs). À partir des documents, rédigez son explication. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Polynésie septembre 2013 Au début du XXème siècle, un ophtalmologue a soigné le peintre impressionniste Claude Monet, qui souffrait de cataracte. Après son opération, Monet lui écrit : « Je lis certes non sans mal, mais cette diminution de vision dehors n'est pas sans m'inquiéter. Songez que, dans quelques jours, il y aura six mois de la première opération. Ce n'est guère encourageant et je dois vous l'avouer, cette opération, je la regrette bien. » Lettre extraite de : http://www.biusante.parisdescartes.fr/ Document 1 : la cataracte de Monet et les conséquences sur son œuvre « La nuit s’abat progressivement sur l’œuvre de Monet, de 1910 à 1923. Ses œuvres s’obscurcissent, les contours s’estompent et certaines couleurs disparaissent. Une maladie de la vision plonge jour après jour davantage le peintre dans les ténèbres. […] Le monde à peindre n’est pas composé d’objets, il n’est rien d’autre qu’un patchwork lumineux et coloré. Ironiquement, Monet allait se rendre compte de la différence entre la théorie et l’expérience directe lorsqu’il commença à perdre la vue. Victime de cataracte, le peintre vit son monde se voiler d’année en année, perdant progressivement les principes clés du mouvement qu’il avait inauguré : la lumière et les couleurs. Maladie liée à l’âge, la cataracte est une opacification du cristallin. […] Le cristallin perd progressivement sa transparence, jusqu’à ce qu’il finisse par absorber complètement la lumière. En 1911 déjà, il dit avoir « constaté avec terreur qu’il ne voyait plus rien de l’oeil droit. » […] Il écrit : « Ma mauvaise vue signifie que je vois tout comme au travers d’un brouillard ». […] Sa rencontre avec l’ophtalmologue Charles Coutela fut déterminante. Celui-ci commence par prescrire au peintre des gouttes qui ont pour effet de dilater la pupille. Ce faisant, Monet peut « voir » autour du voile de la cataracte. Grâce à ce traitement, la pupille se dilate à un tel point que son diamètre dépasse celui du cristallin opacifié, si bien que la lumière parvient à passer et à impressionner la rétine. Cette solution ne fonctionne toutefois qu’un temps et l’opération ne peut plus être évitée […]. D'après « Maux d’artistes, ce que disent les œuvres » Sébastien Diémoz Document 2a : fonctionnement de la pupille Document 2b : description de l’opération de la cataracte A l’époque de Monet, l’opération consistait à retirer le cristallin mécaniquement en pratiquant une incision dans la cornée et en retirant la lentille en entier. Aujourd’hui, on utilise de plus en plus une sonde à ultrasons qui fragmente le cristallin qui peut être retiré de façon moins invasive. Il faut ensuite insérer un implant oculaire, lentille de plexiglas, d’hydrogel ou de silicone. Aujourd’hui, dans 90% des cas, l’amélioration de la vision est notable après une opération de la cataracte. Document 3 : intensité minimale de stimulation des photorécepteurs en fonction de la longueur d'onde. On soumet chaque type de photorécepteur à des rayonnements lumineux de longueurs d’ondes différentes et on mesure l’intensité lumineuse à partir de laquelle il réagit. Les données obtenues permettent de construire le graphique suivant : COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Donnez les raisons pour lesquelles les gouttes prescrites à Monet, puis l’opération de la cataracte qu’il a subie, n’ont pu apporter qu’une amélioration limitée de sa vision, et expliquez en quoi le traitement actuel est plus efficace. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Martinique 2013 Madame A teste des lunettes adaptées à la presbytie chez son pharmacien et elle ne constate aucune amélioration de ses troubles visuels. Elle consulte un ophtalmologue qui suppose une maladie rétinienne et pratique des examens dont les résultats et l’explication de sa pathologie figurent dans le document 1. Document 1 : imagerie et description de la pathologie Cette maladie est liée à une contraction de l’humeur vitrée qui provoque un "trou" au niveau de la rétine occasionnant une baisse d’acuité visuelle de près. L’ophtalmologue prévoit de lui pratiquer une vitrectomie (ablation de l’humeur vitrée remplacée par un liquide physiologique), suivie d’un traitement de la rétine qui devrait corriger son problème. Document 2 : comparaison du trajet de la lumière dans un œil normal et un œil presbyte Document 3 : acuité visuelle et organisation de la rétine COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Expliquez l’origine des anomalies visuelles de madame A et les raisons qui l'avaient amenée à penser à une presbytie. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Amérique du sud novembre 2012 « Monet, peintre impressionniste, aimait peindre des séries d’un même motif ; ainsi il a peint plus de 20 fois le pont Japonais à Giverny. Ces tableaux révèlent l’accentuation du jaunissement et la dégradation des formes*.» Dossier pour la science avril 2000 *Le jaunissement et la dégradation des formes sont dus à la cataracte de Monet. Le bassin aux Nymphéas, 1922 Le bassin aux Nymphéas, 1899 (avec cataracte) (sans cataracte) En 1899 Monet peint "le bassin aux Nymphéas" avant que n'apparaisse sa cataracte (figure de gauche). Ce tableau a une dominante bleu-vert. En 1922 Monet peint le même bassin (figure de droite). Ce tableau a une dominante jaune et des formes imprécises, qui indiquent qu'une cataracte s'est développée chez le peintre et que la nature est désormais vue avec un filtre jaune dans l'oeil. Document 1 : vieillissement du cristallin et défauts visuels Quand le cristallin vieillit et jaunit, il absorbe les rayonnements inférieurs à 510 nm : le spectre ci-dessous (à droite) est amputé de sa partie gauche. La composante froide (les bleus) est éliminée. De plus, le cristallin devient opaque, ce qui entraine une vision dégradée des formes. Document 2 : absorption des radiations lumineuses par les cônes rétiniens Graphique représentant, au niveau de la rétine, le pourcentage d’absorption de la lumière par les cônes en fonction de la longueur d’onde chez un individu non atteint de cataracte. On obtient le même graphique chez un individu après une opération de la cataracte. Document 3 : la cataracte Document 3a : l'œil et la formation d'une image 1) Schéma simplifié d’un œil : 2) Schémas de la formation d'une image dans le cas d’un œil normal : 3) Schémas de la formation d'une image dans le cas d’un œil opéré de la cataracte : Document 3b : opération de la cataracte Dans la plupart des cas, la cataracte est traitée par une intervention chirurgicale sous anesthésie locale au bloc opératoire. L’opération consiste à retirer le cristallin devenu opaque et à le remplacer par un cristallin artificiel, un implant synthétique transparent qui permettra de retrouver une vision claire. Lors de l’intervention, l’implant monofocal posé est réalisé dans un matériau souple comme l’acrylique ou la silicone. Il est choisi en fonction de mesures réalisées sur l’œil avant l’opération et il conservera sa forme et sa taille après implantation. Son rôle consiste en la restauration de la vision de loin, mais l’accommodation ne sera plus possible. COMMENTAIRE ARGUMENTÉ : Supposez que Claude Monet soit un peintre actuel. En vous aidant des documents et de vos connaissances, développez une argumentation pour lui montrer que ses défauts visuels sont liés à une cataracte et non à un problème de rétine. Expliquez-lui également comment l’opération peut lui permettre de retrouver une vision nette, de loin, et en couleur mais qu'il lui faudra porter des lunettes pour la vision de près. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances personnelles (qui intègreront entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Amérique du nord 2012 Mme L. a eu un accident au cours duquel elle s'est cognée violemment la tête. Elle est inquiète car depuis l'accident, elle souffre d'un trouble de la vision des couleurs. Elle est persuadée que ses yeux ont subi des lésions et qu'elle doit changer ses lunettes. Document 1 : les consultations ophtalmologiques de Mme L Document 1a : compte rendu d'un rendez-vous de Mme L. chez l'ophtalmologiste avant l'accident Document 1b : compte rendu d'un rendez-vous de Mme L. chez l'ophtalmologiste après l'accident Document 2 : IRM du cerveau de la patiente réalisée à la demande de l'ophtalmologiste après l'accident Compte-rendu : "On note une importante atteinte dans la partie postérieure et interne de l'hémisphère gauche (zone encadrée)." D'après http://acces.inrp.fr Document 3 : Vue de profil de la partie interne de l'hémisphère droit du cerveau humain La région identifiée par des points correspond à une zone V4, que l'on retrouve sur les deux hémisphères et dont l'atteinte entraîne une perte de la vision des couleurs. D'après http://acces.inrp.fr COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Mme L. a subi plusieurs examens afin de découvrir l'origine de son trouble de la vision des couleurs. Expliquez-lui, en vous appuyant sur des schéma(s), que ses anciens verres corrigeront toujours son défaut visuel d'avant l'accident et qu'en changer ne résoudra pas le trouble apparu à la suite de son accident dont vous lui préciserez l'origine biologique. Votre argumentation s'appuiera sur les documents et vos connaissances personnelles (qui intègreront entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). Pondichery 2012 Dès le Vème siècle avant JC, différentes théories expliquant le phénomène de la vision se sont affrontées. On cherche à dégager comment, au cours du temps, la réflexion et l'expérimentation de chercheurs ont contribué à écarter les idées fausses et à construire progressivement la conception actuelle de la vision. Document 1 : La conception de la vision selon Aristote, philosophe grec (384/322 avant JC) Dans les Météorologiques, Aristote explique la perception de la couleur d'un objet par l'altération d'une sorte de rayon visuel émis par l'œil, qui perdrait de son intensité au fur et à mesure de son éloignement. Ainsi, la couleur perçue d'un objet dépendrait de sa distance par rapport à l'œil. Par exemple un objet blanc qu'on éloigne serait touché par un rayon visuel de plus en plus affaibli et apparaîtrait, au fur et à mesure de son éloignement, d'abord rouge, puis vert, et enfin noir. Document 2 : Le mécanisme optique de la vision d'après Alhazen, scientifique et philosophe arabe (965-1036) « [...] les géomètres appellent rayons, les rayons visuels par analogie avec les rayons solaires et les rayons du feu : en effet, les plus anciens d'entre eux considéraient que la vision est au moyen d'un rayon qui sort de l'œil pour aboutir à l'objet vu, le rayon produisant ainsi la vision. [...] Quant à ceux qui considèrent que la vision est produite par le renvoi d'une forme de l'objet vu à l'œil, ils estiment que le rayon est la lumière qui se propage depuis l'objet vu suivant des trajectoires rectilignes se rencontrant au centre de l'œil [....] » « Une trop forte lumière blesse les yeux. La vision ne provient donc pas de l'émission de l'œil vers l'objet, mais de l'inverse », C'est la déclaration que fait Alhazen [...] Extraits tirés du « Discours de la lumière »d'Ibn a/-Haytham (Alhazen) et de « Quelques énigmes scientifiques de l'Antiquité à notre temps: retour à Delphes» par Marcel Nordon Document 3 : Vers une compréhension du mécanisme de la perception des couleurs Pour expliquer la perception des couleurs, Thomas Young écrit: «il est à peu près impossible d'attribuer à chaque point de la rétine un nombre infini de particules dont chacune vibrerait à l'unisson avec chaque ondulation possible de la lumière. Il devient donc nécessaire d'en supposer le nombre limité, à trois par exemple ... » Il émet donc l'hypothèse de la présence de trois types de récepteurs dans la rétine. En 1963, les travaux de Marks et d'autres équipes de physiologistes apportent un argument décisif en faveur de la théorie de Young, discutée depuis plus de 150 ans. A l'époque, l'expérimentation sur des cellules de rétine humaine, beaucoup plus petites que celles des poissons, présentait des difficultés techniques qui semblaient insurmontables. Ils mesurent donc la quantité de lumière absorbée par des cellules visuelles de poissons rouges. Les résultats obtenus sont regroupés dans le graphique ci-dessous. D'après "Données biochimiques et électrophysiologiques récentes sur la vision chromatique. » L. Cornu. L'année psychologique W 67-2. 1967) COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Montrez que la conception de la vision d'Aristote a été progressivement remise en cause et ne peut plus être soutenue avec les connaissances actuelles. Votre argumentation s'appuiera sur les documents et sur vos connaissances, et sera illustrée par deux schémas simples présentant les théories opposées décrites par Alhazen). Sujet 3 « zéro » Au musée du Louvre à Paris, des millions de visiteurs se pressent chaque année pour voir la Joconde. Le plus célèbre tableau du monde peint entre 1503 et 1506 par Léonard de Vinci a traversé pas moins de cinq siècles sans être protégé mais aujourd’hui il est derrière une épaisse vitre de verre. Vous et monsieur X assistez à une visite guidée au Musée du Louvre pour admirer le visage de la Joconde. Lorsque Monsieur X s’approche du tableau, il est doublement déçu : d’une part, il trouve stupide d’enfermer un tel chef d’œuvre derrière une vitre, et d’autre part, il n’arrive pas avoir une vision d’ensemble du tableau. Il ne cesse de se plaindre auprès du guide et perturbe la bonne ambiance de la visite. Document 1 : Evolution du champ visuel chez monsieur X Les images ci-dessous représentent la Joconde vue par la majorité des visiteurs du Louvre et ce même tableau vu par Monsieur X. D’après http://www.myscience.ch Document 2 : une nécessaire protection du tableau La conservation des tableaux est particulièrement exigeante, car la structure complexe des surfaces des peintures est souvent réduite à une couche très mince et extrêmement fragile, qu’il s’agit d’analyser et de préserver. Le support, ou le fond d’un tableau, possède fréquemment des propriétés physiques tout à fait différentes de la couche de peinture. L’image mythique de « La Joconde » a été peinte sur un mince panneau de bois de peuplier selon une technique maîtrisée par l’artiste dite sfumato. Le motif a été dessiné sur plusieurs couches d’enduit avant que ne soit entrepris le travail à l’huile, additionnée d’essence très diluée. Pour affiner le modèle de ce visage au sourire énigmatique et pour jouer avec les subtils effets de lumière sur le teint diaphane de Mona Lisa, modèle présumé du chef d’œuvre, le peintre a dû superposer d’innombrables couches de couleurs transparentes. Document 3 : Répartition des photorécepteurs rétiniens de l’œil humain Remarque : Les photorécepteurs sont de deux types : cônes et bâtonnets L'excentricité correspond à l'éloignement d'un point donné de la rétine par rapport au centre de celle-ci, repéré par 0 sur le graphe. Plus on s'éloigne du centre de la rétine et plus l'excentricité augmente. Commentaire argumenté A l’aide des documents et de vos connaissances, développez l’argumentaire du guide pour convaincre Monsieur X de l’utilité de cette mesure de préservation de l’œuvre, et du fait que sa perception incomplète pourrait résulter d’un problème au niveau de sa rétine.
