Vision dans l’eau

MODIFICATIONS ET CORRECTIONS

 

Dr Valérie PONCIN

extrait de : « Le médecin du sport et l’oeil du plongeur », Mémoire de Capacité en Médecine du Sport
2001

 

Plan :

  1. rappels anatomo-physiologiques
  2. modifications de la vision dans l’eau
  3. correction de la vision dans l’eau

 

I – RAPPELS ANATOMO-PHYSIOLOGIQUES :

1 – Anatomie :

1-1- L’appareil visuel :

Il comprend :

  • un cadre rigide et incompressible : l’orbite osseuse ;
  • un ensemble de tissus mous appelés : annexes comprenant muscles oculomoteurs, paupières et appareil lacrymal ;

  • un récepteur/émetteur : le globe oculaire qui se prolonge en arrière par les voies optiques.

Les annexes et le globe oculaire constituent un plan tissulaire mou, exposé aux risques extérieurs et  qui va subir directement les effets de la pression.

1-2- Le globe oculaire :

Il est constitué de :

  • la coque oculaire qui comprend 3 couches de la périphérie vers le centre :
  • la sclère : membrane fibreuse et rigide qui se différencie en avant en un hublot transparent : la cornée ;
  • la choroïde : couche vasculaire ;
  • la rétine : membrane neurosensorielle dont les fibres convergent en arrière pour former le nerf optique ;

  • les milieux transparents avec d’avant en arrière :
  • la cornée ;
  • l’humeur aqueuse ;
  • le cristallin ;
  • le corps vitré.

La vision n’est rendue possible que grâce à la transparence de ces milieux ; tout obstacle entraîne un gène visuelle.

1-3- La rétine :

L’image formée sur la rétine impressionne les cellules visuelles ou photorécepteurs ; ceux-ci, par le biais de réactions chimiques, transforment l’énergie lumineuse en potentiels d’action véhiculant les informations visuelles jusqu’au cortex occipital.

            On distingue deux types de photorécepteurs :

  • les cônes : sensibles aux grandes longueurs d’onde et aux couleurs (lumière diurne), ils se situent principalement au niveau de la rétine centrale (macula) et sont responsables de la discrimination fine.

  • les bâtonnets : sensibles aux bas niveaux d’éclairement et au mouvement, ils sont absents de la rétine centrale et se distribuent dans toute la rétine périphérique.

            Ainsi, un bas niveau d’éclairement, ce qui est le cas habituel en plongée, ne stimule que les bâtonnets rétiniens, qui ne permettent qu’une vision peu performante.

2 – Notions d’optique :

Les rayons lumineux qui pénètrent dans l’œil, convergent, grâce aux propriétés optiques conjuguées de la cornée et du cristallin vers un foyer dit « image » focalisé en principe sur la rétine ; l’œil normal ou emmétrope, permet ainsi une vision nette pour une image située à l’infini, sans mise en jeu de l’accommodation.

Mais dans un bon nombre de cas, les images ne sont pas focalisées sur la rétine et leur perception cérébrale n’est pas nette. Leur reconnaissance sera utile au Médecin du Sport qui pourra juger de l’opportunité de proposer une correction en plongée.

            Différents cas peuvent se rencontrer :

  • L’œil myope : schématiquement trop long, les images se forment en avant de la rétine, au niveau du vitré ; la vision de loin est floue, le punctum remotum, ou distance maximum vue de façon nette, se situe de près, la vision de près est nette ;

  • L’œil hypermétrope : trop court, les images se forment en arrière de la rétine entraînant un travail d’accommodation automatique et permanent (vision de près floue, fatigue visuelle de loin) ;

  • L’œil astigmate : sa cornée n’est pas sphérique, l’image se décompose en deux focales (vision floue et fatigue visuelle de loin et de près) ;

  • L’œil presbyte : c’est la perte du pouvoir d’accommodation qui permet grâce à une modification de la courbure du cristallin de mettre au point la vision de près ; elle survient progressivement à partir de 40 ans (vision de loin inchangée, vision de près floue).

            Tous ces défauts se corrigent aisément par des verres ou des lentilles de contact, leur puissance est exprimée en dioptries (inverse de la distance focale ou distance maximale vue nettement).

 

II – MODIFICATIONS DE LA VISION DANS L’EAU :

            L’œil humain n’a pas été conçu pour la vie amphibie et l’adaptation de l’espèce ne nous permet pas une vision nette sous l’eau.
Notre adaptation va donc être essentiellement comportementale.

1 – La vision directe dans l’eau :

Nous avons tous pu constater que la vision directe dans l’eau était très mauvaise ; pourquoi ? L’immersion de la cornée a pour effet d’annuler son pouvoir de convergence, lié à sa convexité, car les indices de réfraction de l’eau et du tissu cornéen sont très proches (1,33). Un sujet normal se retrouve ainsi hypermétrope d’environ 42 dioptries, ce qui est considérable ; l’image se forme en arrière de la rétine et parvient au cortex complètement trouble.

La vision directe sous l’eau sera un peu moins altérée chez le myope et un peu plus encore chez le sujet déjà hypermétrope.

            Certaines espèces animales ont résolu ce problème crucial d’adaptation comme l’alligator qui possède une deuxième paupière qui corrige la vision sous l’eau, ou certains oiseaux marins porteurs de deux systèmes optiques : l’un, supérieur, lui permettant une vision aérienne, l’autre, inférieur, pour la vision sous-marine.

2 – Transmission de la lumière dans l’eau :

La lumière solaire n’est pas restituée ad integrum lors du passage sous la surface, mais elle subit des modifications.

2-1 La réflexion :

            5% environ des rayons incidents ne franchissent pas la surface et sont réfléchis vers le ciel.

2-2 La réfraction :

Dans un milieu homogène, la lumière se propage en ligne droite, à une certaine vitesse qui dépend de la nature du milieu. Le passage du rayon lumineux d’un milieu à l’autre provoque un changement de sa vitesse de propagation qui se traduit par un changement de direction, perçu par le plongeur comme une déformation des images : un bâton à demi immergé apparaît brisé quand on le regarde depuis la surface.

2-3 L’absorption :

Tous les rayons lumineux qui franchissent la surface ne parviennent pas en profondeur, nous connaissons bien le noir des abysses.

Ainsi :

  • à 1 mètre sous la surface : seuls 40% des rayons incidents restent présents ;

  • à 10 mètres : 15 à 20% ;
  • à 40 mètres : 1,5%.

2-4 La diffusion :

La turbidité de l’eau altère également la transmission de la lumière : les rayons incidents « s’entrechoquent » sur les particules en suspension, créant un effet de « phare dans le brouillard » qui réduit encore l’acuité visuelle du plongeur.

3 – La vision des couleurs :

            Elle est modifiée de deux manières :

  • Le spectre visible est amputé par absorption dans l’eau ; les longueurs d’onde les plus courtes (rouge, orange) sont rapidement absorbées ; le rouge devient invisible à 10 mètres et le jaune à 25 mètres. Le minimum d’absorption se situant dans le bleu, l’environnement devient de plus en plus bleu avec la profondeur, pour finalement atteindre le noir. La turbidité de l’eau intervient également : une eau trouble apparaîtra plutôt verte alors qu’une eau limpide semblera plus bleue.

  • De plus, l’ambiance lumineuse étant réduite du fait des phénomènes exposés, les cônes rétiniens voient leur activité décroître avec la profondeur, et la reconnaissance des couleurs devient vite hasardeuse puis impossible.

            Un éclairage artificiel rétablit la perception des grandes longueurs d’onde.

 

III – CORRECTION DE LA VISION DANS L’EAU :

1 – La correction par masque :

Principe : recréer une interface « eau/air/cornée » rétablissant ainsi le pouvoir de convergence de la cornée.

Avantages :
  • Vision nette à la fois en surface et dans l’eau ;
  • Possibilité d’y adjoindre une correction optique en cas de défaut visuel conséquent ; tous les défauts peuvent se corriger.

            Pourtant, tous les plongeurs à la sortie de leurs premières immersions, ont été déçus par la taille réelle de leurs trophées ; comment expliquer la déformation des images qui sont perçues à travers le masque ?

Inconvénients :
  • Réduction importante du champ visuel qui passe de 170° à 100° environ, entraînant la nécessité de tourner fréquemment la tête ;

  • Modification de l’appréciation des distances : du fait de la réfraction due au changement d’indice de réfraction entre l’eau et l’air, l’image virtuelle qui parvient au cerveau est plus proche de ¾ de la distance réelle ;

  • Augmentation de la taille des images : 1/3 de plus que la réalité ;
  • Déformation des images liée également aux indices de réfraction ;
  • Buée pouvant être gênante et nécessitant des vidages de masque réitérés ; la meilleure prévention restant l’application de salive suivie d’un rinçage. Le Médecin du Sport mettra le plongeur novice en garde contre l’utilisation des produits anti-buée, certains composants +/- volatils s’étant révélés toxiques pour la cornée.

Conseils au plongeur sur le choix du masque :

  • le préférer le plus grand possible pour préserver le champ visuel, sauf pour les apnéistes ;
  • le choisir à deux verres indépendants si une correction optique doit y être intégrée ;

  • toujours proscrire les lunettes de type « natation » n’incluant pas le nez, toute manœuvre d’équilibration des oreilles étant bien sûr impossible.

            On comprend aisément la nécessité d’une bonne perception visuelle dans une activité sportive où les sensations visuelles sont en grande partie à la base du plaisir qu’elle nous procure ; par ailleurs, la sécurité impose une bonne vue tant pour soi-même que pour la sécurité de toute la palanquée.

Le Médecin du Sport s’attachera à évaluer l’aptitude visuelle des plongeurs et insistera sur l’importance d’une correction optique en plongée en l’orientant, le cas échéant, vers un opticien spécialisé.

2 – La correction par lentilles de contact :

2-1 Lentilles de contact correctrices sous un masque normal :

            Deux grands types de lentilles de contact existent actuellement sur le marché :

  • les lentilles perméables à l’oxygène, dites rigides : de petit diamètre et de confort parfois précaire, elles permettent souvent une correction excellente, en particulier des myopes astigmates ;

  • les lentilles dites souples ou hydrophiles : très fines mais larges, elles ont pris un essor considérable avec l’apparition des lentilles à renouvellement fréquent dites « jetables » d’un bon confort et d’un coût faible.

            Inconvénients des lentilles en plongée :

  • la perte ou le déplacement générant douleurs et gène visuelle pouvant aller jusqu’à la panique chez un débutant ;

  • les infections ;
  • des œdèmes de cornée ont été décrits après des plongées profondes à la remontée, par piégeage de bulles d’azote entre une lentille indéformable et la cornée.

            Les lentilles souples seront toujours préférées dans la mesure du possible, car elles présentent moins d’inconvénients notamment en termes de déplacement, de kératite par dégazage et de coût en cas de perte.

2-2 Lentilles de contact sans masque pour apnéiste :

Ce sont des lentilles souples de très grand diamètre, de type bifocales permettant à la fois une vision terrestre dans leur partie périphérique et une vision sous-marine dans leur partie centrale (correction optique de l’ordre de 42 dioptries).

Utilisées uniquement par les apnéistes de haut niveau, elles présentent les avantages suivants :

  • port du masque inutile donc économie d’air pour l’apnéiste ;
  • vision sous l’eau corrigée ;
  • champ visuel normal ;
  • pas de déformations des images ;
  • pas de phénomènes de buée.

            Mais aussi des inconvénients :

  • inconfort parfois, lié à leur diamètre ;
  • coût élevé : pas de commercialisation à grande échelle envisagée ;
  • augmentation de la sensation de froid ;
  • sentiment d’insécurité.

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