PARTIE 1 (8 points) -     REPRÉSENTATION VISUELLE
 
De récentes publications semblent indiquer que le manque d’exposition quotidienne à la lumière naturelle pourrait accroître le risque de défaut visuel chez l’enfant.
On cherche à comprendre l’impact de l’exposition à la lumière naturelle sur la qualité de la vision.
 
Document 1 : Éclairement et croissance de l’œil
Document 1a : Rôles des cellules rétiniennes
D’après Sciences et vie n°1173 , juin 2015
 
Document 1b : Niveau d’éclairement et croissance de l’œil
À partir d’études épidémiologiques, Ian Morgan, chercheur à l’Université nationale d’Australie à Canberra, estime qu’une exposition d’au moins trois heures par jour à des niveaux de lumière d’au moins 10 000 lux assure une croissance normale de l’œil chez l’enfant.
D’après http://www.nature.com
 
Document 2 : Étude de la croissance de l’œil chez l’enfant en fonction de l’éclairement
Des chercheurs ont étudié la croissance de l’œil durant 6 mois chez deux groupes d’enfants norvégiens, âgés de 6 à 14 ans, soumis à des éclairements différents. Ils ont mesuré le diamètre antéropostérieur de l’œil (voir schéma) et ont calculé la variation de ce diamètre.

Durée d’exposition à un niveau de lumière de 10 000 lux Inférieure à 3 h par jour Supérieure à 3h par jour
Variation du diamètre antéropostérieur (d) de l’œil
 + 0,19 mm + 0,12 mm
D’après un article publié dans la revue Ophtalmology

Document 3 : Niveaux d’éclairement
 
Situation Niveau d’éclairement (en lux)
Plein soleil, à midi, au sol 100 000
À l’ombre d’un arbre, au sol 2 000 à 10 000
Pleine lune, au sol 0,25
Bureau 400 à 600
Habitation 150 à 300
Rue éclairée, au sol 20 à 50
D’après INRS
 
 
COMMENTAIRE RÉDIGÉ :
Expliquer comment le manque d’exposition à la lumière naturelle peut conduire chez un enfant à un défaut visuel que l’on nommera et décrira (schéma(s) d’optique à l’appui).
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).

Essai de corrigé personnel
Remarque liminaire
Ce sujet est intéressant scientifiquement et repose sur le fait que, si l'on ignore les causes exactes de la myopie, on pense que cette anomalie visuelle repose à la fois sur des facteurs génétiques et environnementaux. L'idée d'étudier expérimentalement le rôle des rayons ultraviolets (solaires) sur le développement des yeux chez les jeunes fait partie de cette quête de facteurs environnementaux quantifiables. Un article de référence en anglais est disponible à l'adresse: http://iovs.arvojournals.org/article.aspx?articleid=2168106. L'exposition au soleil est mesurée indirectement à l'aide de la méthode "Conjunctival ultraviolet autofluorescence" (conjonctival UVAF) qui estime, à partir de photographies en fluorescence l'exposition de l'œil aux UV solaires au cours de la vie. Le lien entre myopie et durée de l'exposition aux UV solaires est statistique.
Si l'idée est certes passionnante, je crains que le sujet ne s'avère totalement abscons pour les élèves, tout comme il est resté bien trop mystérieux pour moi, étant donné le peu de données scientifiques fournies (j'ignore tout des étapes et modalités de la croissance de l'œil chez l'enfant, mais je sais que les déformations de le myopie sont souvent associées à des déséquilibres de croissance maxillaires et crâno-faciaux étudiés notamment par Anne Dambricourt Mallassé).

Le document 1 (1a et 1b) affirme un lien entre exposition à la lumière solaire et la croissance normale de l'œil. Le temps minimum d'exposition pour bénéficier d'une croissance normale est de 3 heures quotidiennes avec une intensité supérieure à 10.000 lx (le sigle pour le "lux" est "lx", donc soit on écrit "dix mille lux", soit on écrit "10.000 lx"). Le rôle de la lumière serait de stimuler la production de dopamine par les cellules nerveuses rétiniennes (neurones) en réponse à la stimulation des cellules photoréceptrices (cônes et bâtonnets). La dopamine (un neurotransmetteur pour ceux qui se souviendraient du nom) agirait de façon mystérieuse sur les non moins mystérieux "gènes de la croissance de l'œil", ce qui induirait un œil non déformé.
D'après le document 2 le diamètre antéropostérieur de l'œil est un bon marqueur de la myopie. Trop grand, il indique un œil trop allongé et donc myope, selon le schéma habituel :

Une exposition à la lumière solaire, de plus de 10.000 lx et inférieure à 3h par jour, conduirait non pas à la myopie, mais à une plus grande variation du diamètre antéropostérieur de l'œil, dont les valeurs les plus élevées sont relevées chez les myopes. Par contre, les jeunes dont l'exposition au soleil a été supérieure à 3h par jour présentent une moins grande variation du diamètre antéropostérieur et donc moins de cas possibles de myopie. On peut donc faire un lien entre une plus grande variation du diamètre antéropostérieur et l'augmentation des cas de myopie, sans pour autant que la faible exposition au soleil soit un facteur qui provoque la myopie.
Les statistiques sont un outil délicat.

Le niveau "seuil" de 10.000 lx que l'on relève dans les documents correspond à un éclairement assez fort : soit à l'ombre, dans le cas où le soleil est au zénith, soit en plein soleil aux premières et dernières heures du jour (document 3). Ce qui signifie que, quelle que soit la latitude où habite l'enfant, le niveau seuil de 10.000 lx peut être atteint dès que l'on a une activité à l'extérieur, même s'il est certain que ce seuil sera bien plus facilement atteint aux basses latitudes qu'aux hautes latitudes.