"T'as de beaux yeux, tu sais"!! ok........mais eux..comment voient-ils?
http://oatao.univ-toulouse.fr/652/1/picco_652.pdf Les rayons lumineux que nous échangeons avec les poissons se propagent dans l'air et dans l'eau de façon différente, et leur passage d'un milieu à l'autre les modifie..... A l'instant où il pénètre dans l'eau, le rayon subit une réfraction, ce que l'on observe en en trempant dans l'eau un bâton dont la partie immergée présente alors une "cassure" par rapport à la partie emergée, ce qui détermine le champ de vision de la truite Lorsqu'un poisson sous l'eau dirige son regard vers le haut,
si la surface est calme, il voit le monde extérieur par la base de son
cone de vision qui est en surface une fenêtre ronde d'un diamètre de
plus du double (x 2,26) de la profondeur à laquelle il se trouve et
à travers laquelle lui parviennent les rayons lumineux : ceux
des objets passant à la verticale, oiseau en vol par exemple, lui parviennent
avec une concordance parfaite avec le réel (la truite voit l'oiseau
tel qu'il est), mais plus les objets sont situés près du sol de la berge,plus
les images qu'ils véhiculent sont décalées
par rapport à la réalité( = "cassure du bâton"
en raison de la réfraction,) et les objets situés au bord
qui se trouvent le plus près de la surface de l'eau apparaissent de
plus en plus flous(par diffusion)et plus bas s'estompent progressivement
jusqu'à disparaitre(angle mort)au profit de l'image du
fond réfléchi tout autour de la fenêtre par la surface
qui fait miroir !(réflexion) et peut percevoir,( du fait de la réfraction,) des objets plus
bas situés près de la surface car son angle mort est également
plus bas situé mais . conséquence : un pêcheur rampant sur la berge aura toutes les chances d'observer sans être vu, d'autant plus que le poisson est proche de la surface avec un champ de vision étroit Lorsque le pêcheur
dirige son regard sur l'eau pour voir le monde sous marin les images
qu'il en reçoit sont également modifiées et le poisson lui
paraîtra un peu rapproché et moins profond qu'en réalité!
La vision de la truite est différente de celle de l'homme à plusieurs égards:
Les
yeux du poisson ne possèdent pas de paupières, ils sont placés latéralement
ce qui leur confère très large champ de vision de 330°:
le poisson voit quasiment tout autour de lui grâce à un Premièrement, son attention est attirée dans son large champ monoculaire par le mouvement de la mouche dont la vitesse de déplacement est capitale, ensuite se précisent sa forme et sa couleur et il peut se déplacer alors pour la capter dans son cone binoculaire et en préciser les détails, la distance et le volume pour éventuellement, la gober.! * un angle mort de 30°, rançon du chevauchement vers l'avant, subsiste vers l'arrière si le poisson est totalement immobile, mais le mouvement déplace cet angle mort et le poisson qui bouge peut être difficile à approcher même par l'arrière Comparaison
de l'étendue du champ visuel entre le poisson et l'homme
En surface Le diamètre
de la fenêtre de vision est réduit de par les lois de l'optique
à un peu plus du double de la profondeur du poisson et A 80cm de profondeur, la fenètre de vision a un diamètre d'environde 1,80m ( il est de 45cm si le poisson est à une profondeur de 20cm)....soit un rayon de plus de 90cm au delà desquels il vaut mieux poser la mouche avant qu'elle traverse, sans s'y poser d'emblée, cette fenètre "interdite à la soie" et aux plus gros brins du bas de ligne, (d'où les lancers plutôt 3/4 amont que amont) représentée en avant par la très étroite surface de vision binoculaire qui préside au gobage, encore qu'alerté plus latéralement par sa vision monoculaire quatre fois plus large et si sensible aux mouvements, il soit susceptible de se déplacer pour capter la mouche dans son cone binoculaire et l'examiner de près!
*Mise au point: accomodation * L'oeil du poisson fonctionne dans l'eau, piètre conducteur de la lumière qui en pénétrant en profondeur est rapidement absorbée à commencer par les plus grandes longueurs d'ondes (rouge) , le violet en dernier
*Or, dans l'eau , si nous ouvrons les yeux, notre vue est trouble...alors
que celle du poisson est claire...mais elle serait trouble dans l'air!
mais dans l'eau l'oeil de l'homme est pénalisé car la nouvelle interface oeil-eau entraîne des modifications importantes de la puissance réfractive de l'oeil. (La puissance réfractive est déterminée par la formule (N2-N1/r) ou N1 est l'indice de réfraction de l'eau ou de l'air, N2 l'indice de réfraction de la cornée et r le rayon de courbure de la cornée, en mètres. Dans l'air (N2=1.37, N1=1.00, r=0.0008) le résultat donne 46 dioptries et dans l'eau (N1=1.33) 5 dioptries.) Cette perte de pouvoir réfractif que le cristallin est incapable de compenser donne une hypermétropie importante avec une image formée très en arrière de la rétine expliquant la mauvaise vision sous-marine, que le matelas d'air derrière la vitre du masque de plongée corrige mais, en raison du passage eau air, les objets paraissent plus près de 25% et plus gros de 30%.qu'ils ne sont en réalité
* son cristallin, non déformable comme l'est le nôtre, est pratiquement sphérique et fait protrusion à travers la pupille pour venir quasiment au contact de la cornée: il concentre les rayons visuels au maximum et les images ne sont "au point" que pour des objets très rapprochés à moins d'un mètre qui lui envoient des rayons divergents, sinon, au delà, les images des objets qui de loin lui envoient des rayons parallèles se forment en avant de la rétine et sont floues comme chez le myope : le poisson est bien un myope
Il est cependant capable d'une très faible accommodation qui se fait exactement comme dans un appareil de photographie où la mise au point résulte du déplacement de l'objectif. Le cristallin pour cela est tiré en arrière et rapproché de la rétine par un muscle spécial, le muscle lenticulaire, quand ce muscle se relâche, la lentille revient en avant sous l'action de son ligament suspenseur
L'oeil du poisson avec son muscle lenticulaire permet une petite
accomodation par déplacement du cristallin plus arrondi que celui de l'homme
et
*Lumière et couleurs La
truite détaille les insectes, les mouches artificielles dans des longueurs d'onde
que nous ne pouvons percevoir et avec une grande capacité d'adaptation à la vision
nocturne par très faible luminosité. Elle a également une excellente perception
du mouvement qui dépend de la richesse de la rétine en photorécepteurs et de la
persistance dans le temps de la vision qui conditionne le haut degré de sensibilité
au mouvement. *La rétine du poisson, .comme celle de l'homme, comporte deux types de structures sensibles à la lumière: les bâtonnets et les cônes., mais sa structure est moins fine que celle de notre rétine, dont elle diffère de par la disposition plus étalée de ses cônes et bâtonnets; elle est propre d'abord à la vision du mouvement des objets, ensuite, à la perception de leur forme. . Dans l'œil humain, les cônes sont concentrés sur un tout petit emplacement de la rétine. Chez la truite, les cônes sont également répartis sur toute la surface de la rétine, avec cependant une concentration plus prononcée sur la partie correspondant à la vision supérieure et antérieure , ce qui lui permet quand même une vision plus précise des objets qui se présentent immédiatement en avant et au dessus de son nez comme lors d'un gobage ! Ces cônes permettent en fait la perception des différentes longueurs d’onde du spectre lumineux:. Chez l’homme, trois types de cônes
sont présents : Chez
la truite, on a quatre types de cônes : -La vision tétrachromate des oiseaux diurnes (passereaux, canards, pigeons…) existe chez certains poissons (truite, carpe, poisson rouge…) qui peuvent distinguer deux objets qui nous paraissent à nous de couleur identique. En revanche, il est difficile de s'imaginer comment ils perçoivent le monde Bien entendu, il faut extrapoler ces données au milieu aquatique, particulièrement freinant pour les ondes vibratoires lumineuses (les rouges disparaissent en premier, puis les verts, les bleus, les UV). Dans la lumière atténuée, la vision des couleurs diminue rapidement et en expérience les poissons ne discernent plus le rouge, par exemple, des diverses teintes de gris. On sait que la pénétration des diverses radiations dans l’eau est très différente. Le rouge est absorbé le premier, c’est le violet qui pénètre le plus profondément. Cette pénétration des rayons varie considérablement, elle est très faible dans les eaux troubles ou chargées d’un abondant plancton
*Une couche de cellules pigmentaires
remplies de mélanine recouvre la rétine et la protège d'autant
que le poisson n'a pas de paupière ni d'iris pour diaphragmer. Le mouvement
rétino-moteur observé chez le poison comme chez certains oiseaux renforce cette
protection :
Réfraction, reflexion, diffusion absorbtion *L'absorption Il
s'agit en fait de l'absorption de l'énergie des photons par des molécules
constituant l'eau. La pénétration des diverses radiations dans l'eau
varie en fonction de la longueur d'onde et on a vu que les plus longues
comme le rouge sont absorbées en premier, alors que les plus
courtes, comme le violet pénètrent le plus profondément: *pour le le rouge il suffit de 2 m d’eau pour que cette couleur disparaisse complètement ! *Le phénomène est encore plus prononcé pour les rayons infra-rouges puisqu’ils sont filtrés (ou réfléchis) par les premiers centimètre à la surface de l’eau. *alors que la pénétration des UV dans l’eau est excellente puisqu’il faut plus de 10m d’eau pour les filtrer complètement. En gros, si nous allons profondément dans l’eau, seuls le bleu-violet et les UV vont pénétrer d’où la vision bleue très "monochrome" dont témoignent les plongeurs. *La diffusion de la lumière est le phénomène physique, dû à la présence de particules en suspension ou de particules constituées de molécules d'eau de densité différente du milieu environnant, résultat de la réflexion, de la réfraction et de la diffraction par ces particules: tous les rayons sont renvoyés dans toutes les directions. *Réflexion et réfraction: Lorsqu'un rayon lumineux arrive obliquement sur la surface de séparation entre 2 milieux transparents, une partie subit une réflexion, le reste pénètre et subit une :
Lançons obliquement
à la surface de l'eau une barre qui reste perpendiculaire à
la direction de son déplacement: son extrémité basse touchera
l'eau en premier et ralentira alors que l'autre plus rapide pivotera jusqu'à
ce qu'elle touche l'eau à son tour et alors la barre poursuivra sous l'eau
son chemin en ligne droite mais sa trajectoire aura été déviée!
La vitesse
de la lumière dans le vide est d'approximativement 300.000km/s. Comme la vitesse
de la lumière dans un milieu ne peut être qu'inférieure à sa vitesse dans le vide,
l'indice de réfraction d'un milieu ne peut pas être plus petit que un. Les tableaux
ci-dessous indiquent la vitesse de la lumière dans divers milieux et leur indice
de réfraction
*réflexion
sera totale! Ce phénomène s'appelle " réflexion totale interne "
Animation en cliquant sur ce lien Cet angle limite un "cône de la vision"= 48°75 X 2 = 97° 5 qui représente la plus large fenêtre par laquelle théoriquement le poisson peut voir notre monde, au delà, la réflexion est totale ce qui détermine la "zone miroir" tout autour de cette fenètre, où se réflète l'image du fond!!
On constate que si pour un angle incident de 70°, la transmission
de la lumière n'est déjà plus que de 5%, pour 80°,(10°
à la surface) elle tombe à 1%....: sur le schéma ci dessous
toute la partie du pêcheur située au dessous de la ligne 10°
ne transmet donc par réfraction que 1% de la lumière qu'elle envoie
à la surface qui en réfléchit 99%, c'est dire que ces 1%
ont peu de En fait, même dans la nature il n'y a pas vraiment d'angle "aveugle" car la truite voit superposées l'image de l'extérieur et l'image du fond réfléchie par la surface. À mesure que l'angle passe de la verticale à 48,75° l'image du fond se renforce et celle de l'extérieur s'atténue au prorata du pourcentage de rayons transmis et ce d'autant plus rapidement que le fond est clair avec alors un angle dit "aveugle" plus effectif qu'avec un fond sombre qui "allonge la durée de vie" de l'image extérieure!! Applications
pratiques Il est possible désormais avec ces données de tracer à l'échelle le schéma complet du trajet des rayons lumineux échangés entre le pêcheur et le poisson et de comprendre pourquoi leur image est vue par l'autre décalée par rapport à la réalité physique, et ce qu'il en est excatement de cet angle dit" aveugle" en fonction de la profondeur du poisson! Les illustrations habituellement proposées exagèrent considérablement les conséquences de la réfraction en ne respectant pas les proportions réelles ni l'échelle, (comme dans le schéma ci dessus où le poisson est à 5m de profondeur et à 10m du pêcheur assis de 1,50m, et ci dessous où le pêcheur de 1,75m est à 8,50m du bord, 15 mètres du poisson immergé à 3,5m de profondeur......toutes situations irréalistes) sans doute pour mieux frapper les esprits !
Bien moins spectaculaire que la fiction, la réalité est plus proche du schéma ci dessous,avec illustration de l'angle mort J-I-K amputant le pêcheur aux genoux pour un angle incident de 80° sur un poisson à 80cm de profondeur(1) que le pêcheur le voit moins profond (2) qu'il ne l'est en réalité!!
Ces chiffres sur lesquels se basent nos exemples représentent encore sans aucun doute un "minimum" car il est très vraisemblable que la nature est susceptible de "digérer" plus de 5%, et sans doute les 17% correspondant cette fois à un angle incident à la normale de 60°, soit 30° à la surface..qui représentera alors réelle la dimension, bien plus grande, de l'angle dit "aveugle"
*Ce
qui nous intéresse au premier chef est ce fameux angle mort selon lequel
le poisson ne peut nous voir, et il est bien objectivé que le poisson nous
voit "plus" quand il est posté à 80cm de profondeur qu'à
20cm
(en
tenant compte du fait que:"tout objet vu à travers un dioptre plan
air eau va donner une image optique qui sera réduite en hauteur de façon
variable en fonction de l'angle d'incidence des rayons,)
Pour une incidence à 80°, la zone aveugle est certaine mais étroite, et les magnifiques photos de JL Teyssié illustrent parfaitement la démonstration schématique A/ Poisson
à 80cm: la vision est assez large, la zone aveugle ne s'étend
que jusqu'aux genoux, soit à 55cm du sol..., il faut alors carrément
se coucher pour être masqué! A B
D
Au total: on est sûrs que dans le schéma pris pour type, Où
est la vérité?? "In Medio stat Virtus"
alors...sans doute est -elle "entre" ces deux cas de figure mais où
qu'elle soit...................... Il est temps de conclure cette étude et d'en résumer les conséquences pratiques: * Il vaut mieux aborder le poisson
par l'arrière pour profiter , s'il est immobile, de l'angle mort "relatif"
de 30° de son champ visuel vers l'arrière *Evitez les couleurs vives, en vous habillant de
façon générale en "neutre", (beige, vert..toutes
couleurs très représentées dans la nature)
Et maintenant..à vous de jouer...en ous rappelant simplement l'essentiel: Un poisson profondément immergé, comme l'est habituellement l'ombre, dispose sur le monde extérieur d'une "fenêtre" plus large qu'un poisson posté en surface comme habituellement la truite, et peut percevoir,( du fait de la réfraction,) des objets plus bas situés près de la surface car son angle mort est également plus bas situé conséquence : un pêcheur rampant sur la berge aura toutes les chances d'observer sans être vu, d'autant plus que le poisson est proche de la surface avec un champ de vision étroit Lorsque le pêcheur dirige son regard sur l'eau pour voir le monde sous marin les images qu'il en reçoit sont également modifiées et le poisson lui paraîtra un peu rapproché et moins profond qu'en réalité
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