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L'œil

Notre œil est un organe complexe. Nous allons ici nous intéresser surtout à la façon dont on perçoit la couleur.

schéma de l'œilEn bref, la lumière qui provient d'un objet qu'on observe (lumière émise ou diffusée) va pénétrer notre œil par la pupille, traverser le cristallin (la lentille) puis le globe oculaire, et venir exciter les cellules nerveuses qui tapissent la rétine, au fond de l'œil. Ces cellules sont les cônes et les bâtonnets1.

Au passage, vous noterez (cf. schéma ci-contre) que les images des objets projetées sur la rétine sont inversées, tête en bas. Pour vous en convaincre, prenez simplement une loupe, tenez-la à bout de bras, et regardez au travers: la scène que vous observez est à l'envers. C'est notre cerveau qui "redresse" les images captées par nos yeux !

Les bâtonnets

Les bâtonnets sont des cellules sensibles à l'intensité lumineuse: ils traduisent pour notre cerveau le degré de luminosité d'une lumière. Mais ils ne différencient pas deux couleurs également lumineuses (voir les cônes). Par ailleurs, les bâtonnets sont beaucoup plus sensibles que les cônes. De fait, lorsque nous sommes dans un endroit faiblement éclairé, nous avons du mal à distinguer les couleurs et les objets paraissent grisâtres: dans une telle situation, la lumière est suffisante pour exciter les bâtonnets, mais plus les cônes.

Les cônes

Les cônes sont des cellules qui réagissent à la couleur. Ils permettent de différencier deux teintes. Ils sont dix fois moins nombreux que les bâtonnets. Trois types ont été découverts, chacun sensible à une certaine plage de longueurs d'onde: les cônes "S" sont plutôt sensibles aux bleus, les "M" plutôt aux verts et les "L" plutôt aux rouges. On aurait également découvert que chez un certain pourcentage d'hommes (10%) et de femmes (50%), il existe un quatrième type de cônes sensibles aux oranges2. De telles personnes ont une meilleure perception des nuances de couleurs dans les jaunes, oranges et rouges (personnes dites "tétrachromates").

La fovea

C'est la zone centrale de la rétine, qui est tapissée exclusivement de cônes. Cette zone centrale correspond à l'endroit où se forme le centre de l'image. De nuit, sous le faible éclairage des étoiles et d'un quartier de lune, nous ne pouvons pas distinguer les objets qui sont droit devant nous. En effet, la fovea ne contient pas de bâtonnets, et ne réagit donc pas à de faibles luminosités. Pour que notre cerveau "comprenne" ce qu'il y a devant nous, il nous faut bouger les yeux, "balayer" la scène de façon à ce que les bâtonnets, présents autour de la fovea, "voient" ce qui nous intéresse. Une méthode bien connue des militaires...

La perception de la couleur

Le mécanisme au niveau cellulaire est complexe, et on résumera les choses ainsi: une lumière arrivant sur la rétine excite les cônes. Chaque type de cône est plus ou moins excité suivant son type (S, M ou L) et la composition de la lumière reçue. C'est l'ensemble des signaux qui va être interprété par le cerveau pour y faire correspondre une couleur.

Ainsi, une lumière jaune va exciter les cônes M et L (qui margré leur pointe de sensibilté dans les rouges et verts, sont sensibles aux longueurs d'onde dans le jaune), mais pas S (sensibles aux bleus). L'information "vert" + "rouge" va être traduite par une information "jaune".

Autre exemple: une lumière mauve émet des rayonnements dans le bleu et le rouge: l'excitation des cônes de type S et L va être traduite par la teinte mauve. Il est intéressant de noter qu'il n'existe pas de lumière monochromatique mauve. Le mauve, le pourpre ne peuvent être obtenus que par la combinaison de lumières bleues et rouges. Ces couleurs sont "créées" par notre cerveau lorsque les cônes sensibles au rouge et au bleu sont excités.

Combien de couleurs différentes peut-on distinguer ?

Les études sont très nombreuses, et les chiffres varient de 300 000 (CIE) à 7 millions3... Je ne sais pas quelles sont les expériences mises en place pour obtenir de tels chiffres.

A noter que la capacité à distinguer deux couleurs voisines n'est pas "partout" pareil: l'œil différencie mieux deux verts ou deux rouges proches que deux bleus.

1 : Le nom de ces cellules vient de leur forme, qui rappelle celle d'un cône ou d'un petit bâton.
2 : Voir "Color vision, perspectives from different disciplines" de Backhaus, Kliegl & Werner (De Gruyter, 1998), pages 115-116 et section 5.5 (disponible sur le site d'amazon.com). Sandrine Mary m'a précisé: "Ces recherches sont actuellement en cours et il faut donc être très prudent. Les chercheurs principaux sont le Pr. Mollon, université de Cambridge, et le Pr. Jordan de l'université de Newcastle. Ils ont publié un article sur ce sujet en 1993 "Study of women heterozygote for colour difficiency" dans la revue Vision research. Je les ai contactés et ils me l'ont confirmé."
3 : Alphonse Chapanis, "American Scientist" (1954)

http://pourpre.com21 Novembre 2012
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