OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE 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 Nerf optique Pupille Iris

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. Cristallin irrégulier Cornée irrégulière

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 Basses fréquences Chaud Orange –10m Jaune –20m Violet –25m Bleu Hautes fréquences Froid

OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE 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 -1 m -10 m -20 m -40 m 100% de la lumière 40% 14% 7% 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 ?)

OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE -10m 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’ultra-violet disparaissent assez vite. -20m -40m -60m

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. Diffusion 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. Absorption

OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE Lorsque les rayons sont perpendiculaires à la surface de l’eau, nous avons ; i = 0° Sin r = Sin 0 / 1,333 =…0 Lorsque les rayons sont parallèles à la surface de l’eau, nous avons ; i =90° Sin r = Sin 90 / 1,333 = 1 / 1,333 = 0,751…….r = 48°45’ 32°11’ 90° réflexion 45° 0° Air = 1 Eau = 1,333 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. Eau = 1,333 Dioptre plan (verre du masque) Air = 1

OPTIQUE et VISION SUBAQUATIQUE (1) Vision dans l’air sans le masque (2) Vision dans l’air avec le masque (3) Vision dans l’eau avec le masque D’

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 4 x 3/4 = 3m L = 90cm L’ = 4/3 L soit 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