E2 L'il comme système optique : réfraction et hébergement

Topique

Selon le modèle du rayon optique et de son interface, la cornée est la première surface traversée par un rayon optique pénétrant dans l'œil. L'indice de réfraction de l'air étant très différent de celui de la cornée, cette interface réfracte fortement chaque rayon optique qui la traverse. De fait, la cornée contribue à elle seule à la majeure partie du pouvoir réfractif total de l'œil, précisément parce qu'aucune autre interface intraoculaire ne présente une différence d'indice de réfraction aussi importante.

Après avoir traversé la cornée, le rayon optique traverse le cristallin, la seconde structure réfractive de l'œil, qui fournit le reste du pouvoir réfractif total. Contrairement à la cornée, dont la forme reste inchangée après le passage du rayon optique, le cristallin peut modifier sa forme, et donc son pouvoir réfractif, tout en maintenant le fonctionnement de l'œil. Le modèle schématique de l'œil de Gullstrand simplifie la cornée et le cristallin en un petit nombre de surfaces courbes idéales, chacune possédant son propre indice de réfraction. Ceci permet de calculer avec précision le point d'arrivée de chaque rayon optique après sa traversée de ces structures.

Lorsqu'un objet est éloigné de l'œil, les rayons optiques qui en émergent atteignent la cornée presque parallèles, et le pouvoir réfractif fixe de la cornée et du cristallin au repos suffit à les faire converger précisément sur la rétine. En revanche, lorsqu'un objet est proche de l'œil, les rayons optiques qui en émergent atteignent la cornée en divergeant, et un pouvoir réfractif plus important est nécessaire pour les faire converger au même point sur la rétine. Ce pouvoir réfractif supplémentaire est fourni par l'accommodation, qui modifie la forme du cristallin grâce au muscle ciliaire, comme l'explique le modèle de la presbytie.

La puissance réfractive totale de l'œil à un instant donné est donc la somme de la puissance réfractive fixe fournie par la cornée, de la puissance réfractive fixe fournie par le cristallin au repos et de la puissance réfractive additionnelle due à l'accommodation lorsque l'objet est proche. Pour que l'image se forme nettement sur la rétine, cette puissance réfractive totale doit être ajustée, à chaque instant, à la longueur axiale de l'œil et à la distance de l'objet observé, comme le décrit le modèle des erreurs de réfraction : si la puissance réfractive totale est insuffisante pour que les rayons optiques convergent précisément sur la rétine, l'image se forme en avant ou en arrière de la rétine et est floue.

C’est pourquoi le modèle schématique de l’œil de Gullstrand, qui décrit avec précision comment la cornée et le cristallin réfractent chaque rayon optique sur son chemin vers la rétine, et comment l’accommodation modifie la puissance du cristallin en fonction de la distance de l’objet, constitue la base de tous les calculs ultérieurs de réfraction oculaire : qu’il s’agisse de déterminer la prescription optique nécessaire à un œil donné, de calculer la puissance d’une lentille intraoculaire ou de déterminer le degré de remodelage de la cornée lors d’une chirurgie réfractive, toute correction optique de l’œil repose sur ce même modèle de la cornée et du cristallin réfractant les rayons optiques sur leur chemin vers la rétine.

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