PARTIE I (8 points) -  REPRÉSENTATION VISUELLE


La façon dont nous utilisons nos yeux a changé ! Nous consacrons beaucoup de temps à regarder un écran. Des études suggèrent que 60 % des personnes passent plus de 6 heures par jour devant un écran numérique et que cela n’est pas anodin. En effet, cette pratique est à l’origine de troubles de la vision.

On cherche à comprendre les problèmes de vision liés à l’utilisation trop fréquente des écrans numériques.

Document 1 : Lumière naturelle et lumière artificielle
La lumière est un ensemble d’ondes électromagnétiques constitué de trois grandes familles : les rayonnements ultraviolets, la lumière visible par l’œil humain et les rayonnements infrarouges. Chaque rayonnement est caractérisé par sa longueur d’onde. Plus la longueur d’onde du rayonnement émis par une source lumineuse est petite, plus celui-ci transporte une quantité importante d’énergie et plus il peut donc causer de dommages aux photorécepteurs de l’œil humain.
La lumière dite « blanche » peut être d’origine naturelle ou artificielle puisque ses sources comprennent le soleil mais aussi, les ampoules, les tubes fluorescents et les diodes électroluminescentes (LED) que l’on retrouve dans l’éclairage de la plupart des écrans numériques.



 
 
Document 2 : Interaction entre la lumière et l’œil

Parmi les organes du corps humain, seul l’œil peut être lésé par les rayonnements appartenant au domaine visible du spectre de la lumière. Une partie de l’énergie est absorbée par les pigments des photorécepteurs afin d’engendrer la réponse visuelle. Le reste atteint l’épithélium pigmentaire ainsi que la choroïde, il peut y causer des lésions.
D’après http://www.futura-sciences.com
 
 
 
Document 3 : Les risques liés à la lumière
La dégénérescence maculaire

La dégénérescence maculaire est une maladie dégénérative de la rétine qui, dans les cas les plus graves, peut conduire à la cécité. Elle touche sélectivement la région maculaire, c’est-à-dire la zone centrale de la rétine, entraînant une perte progressive de la vision centrale mais pas de la vision périphérique. Elle est caractérisée par des lésions au niveau de l’épithélium pigmentaire et de la choroïde engendrant une perturbation des photorécepteurs de la macula.
D’après http://www.dmlainfo.fr
Le « syndrome de la vision artificielle »
Il y a quelques années, les ophtalmologues ont inventé l’expression « syndrome de la vision artificielle » pour décrire un ensemble de symptômes comprenant entre autres fatigue oculaire, maux de têtes, yeux secs, vision trouble. L’utilisation pendant plusieurs heures de smartphones, tablettes, ordinateurs et télévisions peut engendrer ce syndrome. Pour faire le point sur un objet proche, nos yeux se tournent l’un vers l’autre afin de faire converger leurs axes optiques. Un anneau de muscles situé derrière l’iris se contracte, modifiant ainsi la courbure du cristallin. Au repos, nos yeux savent faire le point sur des objets éloignés ; après seulement une heure passée à 20 cm d’un écran cette aptitude diminue. Ce phénomène est transitoire, mais il reste très gênant et n’est pas à prendre à la légère, vu le temps que nous passons chaque jour devant un écran.
D’après http://www.slate.fr
 
 
COMMENTAIRE RÉDIGÉ :
Les écrans numériques sont omniprésents dans notre vie quotidienne.
Expliquez les problèmes de vision éventuellement induits par leur utilisation fréquente. Votre explication pourra s’appuyer sur un ou plusieurs schémas.
Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

Remarque de l'enseignant :
il semble que la seconde photo pourrait être celle d'une liseuse numérique et non d'un écran (d'une tablette). L'e-ink (même avec éclairage latéral, comme cela est maintenant l'usage, éclairage pouvant être désactivé) n'a pas les mêmes inconvénients que les diodes d'un écran puisqu'il peut être lu en lumière naturelle.
Ce sujet est beaucoup plus simple que celui posé aux Antilles 2015. je renvoie à sa correction pour davantage de précisions sur les questions sur les LED.

ÉLÉMENTS DE CORRECTION (sous réserve puisque je suis enseignant de SVT et que je ne sais pas précisément quelles sont les limites en PC):
Il existe plusieurs types d'écrans, mais la plupart (selon le texte !) possèdent des diodes électroluminescentes (LED). Cette source lumineuse est du même type que les ampoules et tubes fluorescents : une émission de luùière artificielle.
Le spectre lumineux (intensité de l'onde électromagnétique émise en fonction de la longeur d'onde) émis par une LED (doc 1) est très large : entre 400 et 700 nm, et possède un pic d'intensité dans le bleu vers 460 nm. Une source de lumière naturelle correspond soit au soleil (dont le spectre ne se limite pas au domaine visible mais couvre des rayonnements ultra-violets et infra-rouges, notamment), soit à une flamme ou à une combustion vive avec émission de lumière... Le spectre visible nommé source de lumière naturelle est présenté ici comme élément de comparaison simplifié. On peut ainsi voir que la principale différence entre les deux spectres (en énergie relative et non pas absolue, car en effet le soleil est une source de lumière bien plus énergétique qu'une LED) correspond au pic de lumière bleue dans la LED due à la fluorescence.
Ce pic, pourrait être à l'origine de lésions au niveau de la rétine (doc 2). L'excédent de lumière qui n'est pas absorbée par les pigments des photorécepteurs est absorbé au niveau de l'épithélium pigmentaire de la rétine qui peut être saturé, ce qui provoquerait des lésions au niveau de la choroïde...
Certains ophtalmologues regroupent une série de symptômes de fatigue visuelle, céphalées et autres troubles visuels dans une pathologie qu'ils ont commé : syndrôme de la vision artificielle, qui serait associée à une utilisation excessive des écrans fluorescents à LED. Les causes ne seraient pas uniquement liées à l'énergie lumineuse et au spectre des LED, mais aussi à la fatigue visuelle causée par la nécessité d'une accomodation trop proche au niveau des écrans (typiquement à 20 cm de nos yeux) pendant de longues heures passées sur différents écrans, tant au travail qu'à la maison.


Les couleurs générées par  les LED reposent sur les propriétés d'addition ou de soustraction des couleurs selon le cercle trichromatique classique.
cercle chromatique