Soutenance mémoire
L’être humain possède cinq sens. Parmi ces sens, la vue est celui qui est le plus utilisé. L’œil intercepte la lumière émise par un objet et l’image de cet objet se forme alors sur la rétine. Grâce au nerf optique cette image est transmise au cerveau [1].Cependant, l’œil peut présenter des défauts appelés amétropies qui empêchent l’image de se former sur la rétine. Les principales amétropies sont : la myopie, l’hypermétropie, l’astigmatisme et la presbytie. Leurs étiologies sont variables. De plus, elles constituent un problème de santé publique de par le handicap pour l’individu et par leur fréquence élevée. En effet, d’après l’OMS, dans le monde 153 millions de personnes souffrent d’une déficience visuelle (acuité visuelle du meilleur œil inférieure à 3/10) en raison de troubles de la réfraction non corrigée. Ces troubles constituent la principale cause de déficience visuelle et 18 % des causes de cécité. La prise en charge optique des amétropies repose sur la prescription de lentilles correctrices [2].Cependant, leur utilisation ne donne pas toujours l’effet souhaité par l’opticien. De plus, leur port peut être associé à des épisodes d’inconfort et parfois, à des réactions physiopathologiques [3]. Ainsi, dans l’optique de participer à l’amélioration de la santé visuelle, nous nous sommes intéressés spécifiquement à la constitution et la fabrication des lentilles correctrices. L’objectif de ce travail est de mettre au point les différents travaux réalisés sur ces lentilles correctrices.
Les généralités sur la lumière
Définition et classification
Sources lumineuses et Emission de la lumière
Une source lumineuse est un système optique émettant de la lumière. Ainsi, plusieurs systèmes conduisent à l’émission de la lumière :
❖ Antennes
Leur principe repose sur l’accélération d’un ensemble de particules électriquement chargées. Cette accélération s’accompagne de l’émission d’une onde électromagnétique.
❖ Sources naturelles et artificielle
●Sources thermiques naturelles
Elles sont constituées par les étoiles (étoiles et soleil). Ceux-ci émettent des rayons ultra-violets, des rayons infrarouges et de la lumière visible.
●Sources thermiques artificielles
Elles englobent les lampes à incandescence, les lampes halogènes.
Leurs principes sont les mêmes et reposent sur le fait qu’on chauffe à la flamme d’un briquet un bout de fil de fer, celui-ci prend rapidement une couleur orangée qui est visible dans l’obscurité. Ces exemples ont permis de dire qu’un corps chauffé émet de la lumière dont l’intensité et la couleur dépendent de sa température.
❖ lampes spectrales
Ces lampes sont constituées d’une ampoule remplie d’un gaz à faible pression. Deux électrodes sont placées de part et d’autre de l’ampoule. Quand la tension entre les électrodes est suffisamment forte, une décharge ionise le gaz et l’échauffe. Ceci provoque l’excitation des atomes du gaz, qui se désexcitent ensuite par émission spontanée des raies à des fréquences bien définies. Exemple : on a les lampes à vapeur de sodium, de mercure, ou les lampes à décharge en général. A chaque transition possible il y a un état d’excitation des atomes qui correspond une longueur d’onde.
❖ Sources à semi-conducteur en particulier les diodes électroluminescentes, dans lesquelles la lumière est émise lorsqu’un électron passe dans un état d’énergie inférieure disponible à cet endroit.
❖Tubes fluorescents à gaz
Leur principe repose d’abord sur une propriété d’absorber de la lumière puis d’en réémettre la plus faible énergie .Ces tubes contiennent un gaz à basse pression, traversé par des électrons d’énergie assez grande. Il s’agit en fait, d’un processus très semblable à l’éclairage et aux étincelles électriques (mais ceux-ci sont produit dans l’air, à la pression atmosphérique).
❖Ecrans de télévision cathodiques.
Ils produisent la lumière sous l’effet de l’impact d’électrons par cathodoluminescence.
❖ Certaines réactions chimiques
Elles produisent la lumière par chimioluminescence.
❖ Sources froides
Les vers luisants et les lucioles sont de petits animaux munis d’organes luminescents, capables d’émettre de la lumière tout en restant à température ordinaire. Ils y arrivent en convertissant directement l’énergie chimique en énergie lumineuse. On parle de la bioluminescence.
❖ Laser
Le mot laser est un acronyme de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplification de lumière par émission stimulée d’un rayonnement). Le principe d’émission consiste à amplifier par émission simulée un faisceau lumineux qui traverse un milieu contenant de nombreux systèmes microscopiques dans un état excité. Excepté le laser, toutes ces sources sont polychromatiques (composées de plusieurs couleurs).Le laser est monochromatique (composé d’une seule couleur).
Théorie corpusculaire
Pour expliquer certains phénomènes tels que la réflexion et la réfraction de la lumière, Newton proposa le modèle corpusculaire en 1704. Selon ce modèle, la source lumineuse émettrait un faisceau de particules qui stimulerait la vue en pénétrant dans l’œil. Les trajectoires de ces particules sont appelées des rayons lumineux [8].
Théorie ondulatoire
Au début du 19ème siècle, Young et Fresnel proposèrent un autre modèle basé sur une description ondulatoire de la lumière. Par la suite, Maxwell, en 1873 démontra théoriquement qu’un circuit électrique peut générer des ondes radioélectriques et que la vitesse de propagation de ces ondes, est très proche de la vitesse de la lumière déterminée expérimentalement. Quinze ans plus tard, Hertz vérifia que ces ondes présentent les mêmes caractéristiques que les faisceaux lumineux. Elles peuvent être réfléchies sur une surface lisse, déviées à la surface de séparation entre deux milieux différents et focalisées. Au début du 20ème siècle, on concevait donc la lumière comme une onde dite électromagnétique [9].
Propagation rectiligne de la lumière
Depuis la haute Antiquité, il est observé que la lumière issue d’une source ponctuelle se propageant dans un milieu homogène et isotrope, emprunte un trajet rectiligne. A cet effet, les rayons lumineux observés sont des droites. Dans une suite de milieux homogènes, le trajet d’un rayon lumineux sera formé d’une succession de segments de droite [8].
Principe de retour inverse
Le trajet suivi par la lumière est indépendant du sens de propagation .
L’œil et la vision
Dioptrique oculaire
Description anatomique de l’œil
L’œil est un globe approximativement sphérique, de 12 mm de rayon. Sa partie antérieure forme une calotte sphérique plus bombée de 8 mm de rayon. L’axe commun à ces deux surfaces est l’axe géométrique qui pourra être considéré comme un axe de révolution. L’enveloppe oculaire protectrice est constituée d’une membrane opaque et fibreuse, la sclérotique, qui devient transparente sur sa partie antérieure, la cornée. La sclérotique est doublée intérieurement par une autre membrane fortement vascularisée, la choroïde, qui se prolonge par une sorte de diaphragme, l’iris donnant sa coloration à l’œil , limitant la pupille, dont le diamètre varie suivant l’éclairement (1,5 à10 mm). L’intérieur de la choroïde est tapissé par la rétine, qui n’est qu’un épanouissement du nerf optique .Sa structure discontinue est constituée par la juxtaposition de cellules en forme de cônes et de bâtonnets, transformant le stimulus lumineux en décharge électrique que le nerf optique transmettra au cerveau pour y être interprété. La cavité oculaire est divisée en deux parties par une lentille biconvexe, le cristallin, suspendue aux muscles ciliaires par la zone de Zinn. Sa structure stratifiée, analogue à un oignon, s’est constituée à partir d’un noyau central dur ; les lamelles, en glissant les unes sur les autres, vont jouer un rôle dans le mécanisme de l’accommodation ; elles peuvent se scléroser chez le vieillard, ôtant sa plasticité au cristallin. Entre la cornée et le cristallin, la cavité optique antérieure est remplie par l’humeur aqueuse, liquide transparent riche en Na (7 à 8 g/l); la pression oculaire correspond à la pression hydrostatique de ce liquide.
Entre le cristallin et la rétine, la cavité postérieure contient un gel colloïdal, l’humeur vitrée .
Description optique
D’un point de vue optique, l’œil est constitué d’une succession de dioptres sphériques d’indices de réfraction différents [12]. Il convertit l’énergie de la lumière visible en potentiels d’action dans le nerf optique et sont conduits au cortex cérébral pour y produire la sensation de vision [13].Ainsi, de l’avant vers le fond de l’œil on trouve:
➤Le dioptre cornéen à partir duquel la vision commence. Elle est la porte d’entrée de la lumière dans l’œil puisque la cornée transmet plus de 85% de la lumière incidente, lorsque les longueurs d’ondes sont comprises entre 300 et 2500nm. Cependant, une petite partie de la lumière incidente est perdue, principalement par un phénomène de diffusion. Une autre partie est réfléchie, permettant l’étude en microscopie spéculaire.
La cornée possède plus des deux tiers du pouvoir réfractif de l’œil. La puissance réfractive de la cornée dépend de son rayon de courbure et de l’indice réfractif des différents milieux que la lumière va traverser. Une cornée est d’autant plus puissante qu’elle est courbe, c’est-à-dire que son rayon de courbure est faible. Son rayon de courbure avant est de l’ordre de 7,8mm et celui de la face arrière est de 6,8mm. Son épaisseur est variable, en moyenne 550µm, et plus mince au centre. Les indices réfractifs de l’air, des larmes, du tissu cornéen et de l’humeur aqueuse sont respectivement de 1,000, 1, 336, 1, 376 et 1, 336. La puissance réfractive de la cornée est donc la somme de la réfraction des différentes couches qui la forment et qui constituent des interfaces air/larme, larme/tissu cornéen et tissu cornéen/humeur aqueuse, soit des valeurs d’environ 43 − 44 δ avec des variations normales de 5 à 6 δ au plus. Les pouvoirs réfractifs des couches antérieures et postérieures sont respectivement de 48, 6 δ et -6, 8δ en moyenne. Durant l’âge adulte, une cornée moyenne est plus aplatie de 0,5 dioptries selon le méridien vertical comparé au méridien horizontal [14].
➤le dioptre cristallin antérieur, séparant l’humeur aqueuse (n=1,337) du cristallin (n=1,42), de rayon de courbure de 10,2mm [14].
➤le dioptre cristallin postérieur, séparant le cristallin (n=1,42) de l’humeur vitrée (1,336) de rayon de courbure de 6mm.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : Les généralités sur la lumière
I. Définition et classification
II. Sources lumineuses et Emission de la lumière
IV. Théorie corpusculaire
IV. Théorie ondulatoire
V. Propagation rectiligne de la lumière
VI. Principe de retour inverse
CHAPITRE II : L’œil et la vision
I. Dioptrique oculaire
I.1 .Description anatomique de l’œil
I.2. Description optique
II. Fonctionnement de l’œil emmétrope
II.1. Punctum remotum
II.2. Punctum proximum
II.3. Amplitude d’accommodation
III. Amétropies sphériques
III.1. Origines
III.2. Pathologies
III.2.1. Myopie
III.2.2. Hypermétropie
III.2.3. Amétropies non sphériques ou astigmatisme
III.2.4. Presbytie
CHAPITRE III : Les lentilles
I. Définitions et classification
II. Distance focale, vergence, foyer objet et image
II.1. Cas d’une lentille convergente
II.2. Cas d’une lentille divergente
III. Marche des rayons lumineux
IV. Image donnée par une lentille convergente
IV.1. Objet réel
IV.2. Objet virtuel
V. Image donnée par une lentille divergente
V.1. Objet réel
V.2. Objet virtuel
VI. Aberrations des lentilles
VI.1. Aberrations géométriques
VI.1.1. Aberration de sphéricité
VI.1.2. Aberration d’inclinaison
VI.2. Aberrations chromatiques
CHAPITRE IV : Les différents moyens de correction des amétropies
I. Verres correcteurs
I.1. .Définition
I.2. Différents types de verres correcteurs
I.3. Caractérisation des matériaux
I.3.1. Propriétés optiques
I.3.2. Propriétés mécaniques
I.3.3. Propriétés thermiques
I.3.4. Propriétés chimiques
I.4. Contre indication des verres correcteurs
I.5. Nouvelles technologies
I.5.1. Premiers verres préventifs qui protègent de la lumière bleue nocive et des UV
I.5.2. Principe du verre correcteur pixellisé
II. Lentilles de contact
II.1. Définition
II.2. Différents types de lentilles de contact
II.3. Caractérisation des matériaux
II.3.1. Propriétés optiques
II.3.2. Propriétés mécaniques
II.3.3. Propriétés physiologiques
II.3.4. Propriétés de surface
II.4. Contre-indications des lentilles de contact
II.5. Nouvelles technologies
II.5.1. Nouvelles lentilles AIR OPTIX® AQUA MULTIFOCAL
II.5.2. Développement des lentilles thérapeutiques incorporées de principe actif
CONCLUSION
