Pourquoi voit-on des filaments flotter devant soi en regardant le ciel bleu ?
― Ce que vous voyez, c'est « l'ombre » projetée sur votre rétine par la gelée de votre œil
En levant les yeux vers un ciel dégagé, de petits filaments translucides ou de minuscules anneaux flottent parfois dans votre champ de vision. Si vous essayez de les suivre du regard, ils s'esquivent. Ils ne sont pas dans l'air, dehors : ils sont dans votre œil. Et ce que vous voyez n'est pas l'objet lui-même, mais son « ombre ». Le fait qu'on ne les voie nettement qu'en pleine lumière a lui aussi une explication optique.
Un jour de ciel d'automne, vous étendez le linge sur le balcon et levez les yeux vers le ciel. Au coin de votre champ de vision, quelque chose comme un filament translucide dérive doucement.
Vous essayez de le fixer du regard : il glisse aussitôt sur le côté. Vous immobilisez les yeux : avec un léger retard, il redescend lentement.
Mais de retour dans une pièce sombre, vous avez beau chercher, il a presque disparu. Où est-il donc passé ?
Deux raisons seulement
L'intérieur du globe oculaire est rempli d'une gelée transparente. De fins amas de fibres s'y forment, bloquant la lumière et projetant une ombre sur la rétine, au fond de l'œil.
En pleine lumière, la pupille se resserre. Plus l'ouverture d'entrée de la lumière est petite, moins les bords de l'ombre sont flous, et plus l'ombre est dense. Dans le noir, l'ombre s'estompe et disparaît.
Autrement dit, ce filament est « toujours là », mais sa visibilité dépend de la luminosité. Voyons cela en détail.
Qu'est-ce que cette « gelée » dans l'œil ?
L'essentiel du contenu du globe oculaire est le corps vitré, une gelée transparente. Elle est presque entièrement composée d'eau, avec de fines fibres tendues comme un filet qui lui donnent sa forme. Chez les jeunes, ce filet est uniforme et laisse passer la lumière tout droit.
Mais avec l'âge, cette gelée devient peu à peu plus liquide, et les fibres se rassemblent. Ces amas de fibres bloquent alors un peu la lumière. Chez les personnes fortement myopes, ce changement surviendrait plus tôt.
Point important : on ne voit pas le trouble lui-même. La rétine ne peut pas voir directement la forme d'un objet placé devant elle. Ce qu'elle reçoit, c'est « l'ombre » créée quand le trouble bloque la lumière.
Pourquoi ne les voit-on nettement qu'en pleine lumière ?
Regardez la figure 1. La rangée du haut montre une pupille petite, en pleine lumière ; celle du bas, une pupille large, dans l'obscurité. La lumière entrant par la pupille, à gauche, est bloquée en chemin par le trouble et projette une ombre sur la rétine, à droite.
Si l'ombre devient floue, c'est parce que la lumière entre selon des angles variés, proportionnels à la largeur de la pupille. Tenez votre main juste sous une ampoule : l'ombre est nette. Sous la lumière diffuse d'une grande fenêtre, elle devient floue. Le même phénomène se produit dans l'œil.
Sous un ciel lumineux, la pupille se resserre jusqu'à environ 2 mm. Le flou de l'ombre devient alors minime, et même un fin filament produit une ombre dense. De plus, le ciel bleu ou un mur blanc offrent une luminosité uniforme sur toute leur surface, ce qui fait ressortir l'ombre. Dans une pièce sombre, la pupille s'ouvre jusqu'à environ 6 mm, l'ombre du même trouble s'étale trois fois plus et se fond dans l'arrière-plan.
Pourquoi s'esquive-t-il quand on le poursuit du regard ?
L'ombre se forme à un endroit fixe de la rétine. En tournant les yeux vers elle, la rétine se déplace, et l'ombre avec elle. Chaque fois que vous bougez les yeux pour la centrer, elle se déplace d'autant.
De plus, le trouble flotte dans la gelée. Même si vous arrêtez brusquement le regard, la gelée continue d'osciller un instant. C'est pourquoi le filament dérive doucement puis redescend lentement, juste après que vous ayez immobilisé vos yeux.
En regardant fixement un ciel bleu, on peut parfois voir de petits points lumineux filer rapidement en zigzag. Ce phénomène est distinct des filaments : on pense qu'il s'agit de globules blancs circulant dans les fins vaisseaux sanguins de la rétine. Seul le passage des globules blancs, qui laissent mieux passer la lumière bleue, s'illumine un instant. Le fait que le rythme de ces points s'accélère avec le pouls est considéré comme une preuve de cette explication.
Quelques filaments présents de longue date ne sont généralement pas préoccupants. Mais si leur nombre augmente brusquement, si des points noirs comme de la suie apparaissent d'un coup, si des éclairs de lumière traversent votre champ visuel dans le noir, ou si votre vision se réduit comme masquée par un rideau venant d'un bord : ces changements peuvent signaler un trou dans la rétine ou un début de décollement. Plus le traitement est précoce, mieux la vue est préservée : ne laissez pas passer le temps, consultez un ophtalmologiste.
En résumé
Les filaments qui flottent devant vos yeux sont l'ombre, projetée sur la rétine, de troubles formés dans la gelée de l'œil. En pleine lumière, la pupille se resserre, les bords de l'ombre restent nets, et elle est bien visible. Dans le noir, la pupille s'ouvre, l'ombre devient floue et disparaît.
Ce filament est toujours présent dans votre œil.
C'est la taille de la pupille qui décide si vous le voyez.
Pour savoir à quel point la pupille s'ouvre dans le noir, lisez « Pourquoi ne voit-on plus rien un instant en entrant dans une pièce sombre depuis un endroit lumineux ? » ; et pour comprendre pourquoi la vision se trouble sous l'eau sans lunettes, alors que les poissons y voient net, lisez « Pourquoi ma vue se brouille-t-elle dans la piscine, alors que les poissons voient net ? ».
- Percez, avec un cure-dent, un petit trou d'environ 1 mm de diamètre dans un carton ou une carte de visite.
- Regardez à travers ce trou, tenu juste devant l'œil, un mur blanc bien éclairé ou une portion du ciel dégagé, loin du soleil.
- Le trou constitue une ouverture encore plus petite que votre pupille habituelle : l'ombre des filaments ou des anneaux devrait apparaître plus nette que d'habitude. En bougeant les yeux puis en les immobilisant, vous verrez aussi l'ombre dériver lentement.
※Ne regardez jamais directement le soleil. Même en regardant à travers le trou, orientez-vous vers une portion du ciel bien éloignée du soleil.
Pour aller plus loin ― vocabulaire, formules, liens avec les manuels scolairesDu collège aux matières universitaires spécialisées, chaque niveau est indiqué explicitement
- CollègeProgramme de sciences du collège
- LycéeProgramme de « physique » et « biologie » du lycée
- Lycée+Contenu avancé du lycée, ou encadré des manuels scolaires
- UniversitéNon enseigné au lycée : matière universitaire spécialisée (optique oculaire, ophtalmologie)
- RechercheSujet non encore établi comme « acquis » même à l'université, en cours d'étude par les chercheurs
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Myodésopsies (« mouches volantes ») : nom de l'état où l'on voit des moucherons ou des filaments flotter devant les yeux. Le plus souvent, il s'agit d'un changement naturel lié à l'âge.
- Corps vitré : gelée transparente qui remplit le globe oculaire. Presque entièrement composée d'eau, avec de fines fibres qui en maintiennent la forme.
- Ombre propre et pénombre : le noyau d'ombre où aucune lumière n'arrive est l'ombre propre ; la zone floue en bordure, où une partie de la lumière arrive, est la pénombre.
CollègeLycéeVérification par le calcul : de combien l'ombre est-elle floue ?
La lumière issue du haut et du bas du bord de la pupille frôle le bord du trouble avant d'atteindre la rétine. La similitude des deux triangles formés par ces deux rayons permet de calculer la largeur du flou au bord de l'ombre.
| En symboles | w = D × d ÷ L |
| En mots | Largeur du flou de l'ombre = diamètre de la pupille × (distance du trouble à la rétine ÷ distance de la pupille à la rétine) |
| D'où vient cette formule | La lumière se propage en ligne droite. Le rayon partant du bord de la pupille et passant par le bord du trouble forme un triangle ayant la pupille pour base, et un second triangle ayant la largeur du flou pour base. Cette formule découle de la similitude de ces deux triangles. |
| w | Largeur du flou de l'ombre sur la rétine (largeur de la pénombre). Unité : mm |
| D | Diamètre de la pupille. Unité : mm |
| d | Distance entre le trouble et la rétine. Unité : mm |
| L | Distance entre la pupille et la rétine. Unité : mm |
| Distance pupille-rétine L | environ 20 mm |
| Diamètre de la pupille D, en pleine lumière | environ 2 mm |
| Diamètre de la pupille D, dans le noir | environ 6 mm |
| Distance trouble-rétine d (exemple) | 2 mm |
| Épaisseur du filament (exemple) | 0,2 mm |
| En pleine lumière : diamètre de la pupille × distance du trouble | 2 × 2 = 4 |
| Flou en pleine lumière (mm) | 4 ÷ 20 = 0,2 |
| Dans le noir : diamètre de la pupille × distance du trouble | 6 × 2 = 12 |
| Flou dans le noir (mm) | 12 ÷ 20 = 0,6 |
| Combien de fois plus flou dans le noir qu'en pleine lumière | 0,6 ÷ 0,2 = 3 |
| Avec un trou de 1 mm : diamètre du trou × distance du trouble | 1 × 2 = 2 |
| Flou avec le trou de 1 mm (mm) | 2 ÷ 20 = 0,1 |
En pleine lumière, la largeur du flou reste de l'ordre de l'épaisseur du filament, et l'ombre conserve un noyau dense. Dans le noir, cette largeur s'étale à trois fois l'épaisseur du filament : la densité de l'ombre se dilue sur une large zone, la rendant presque indiscernable de l'arrière-plan. En remplaçant la pupille par un trou de 1 mm, le flou se réduit à 0,1 mm, rendant l'ombre encore plus nette. Cette formule montre aussi que plus un trouble est proche de la rétine (d petit), plus il est net.
LycéeLycée+Propagation rectiligne de la lumière et « sa propre ombre » dans l'œil
LycéeLe noyau d'ombre et son flou s'expliquent uniquement par la propagation rectiligne de la lumière. C'est la même géométrie que l'ombre propre et la pénombre de la Lune lors d'une éclipse solaire. La « pupille » joue le rôle de la source, le « trouble » celui de l'obstacle, et la « rétine » celui de l'écran.
Lycée+L'ensemble des phénomènes où une structure interne à l'œil devient visible dans son propre champ visuel s'appelle entoptique. Outre l'ombre des filaments, l'ombre des vaisseaux sanguins de la rétine et le flux des globules blancs en font partie. Si l'ombre des vaisseaux sanguins de la rétine reste normalement invisible, c'est parce qu'elle occupe toujours le même endroit : le cerveau l'efface de la perception, pense-t-on.
UniversitéDécollement postérieur du vitré et point de vue de l'optique oculaire
Avec l'âge, la gelée du corps vitré se liquéfie et les fibres s'agglomèrent. Finit par survenir un décollement postérieur du vitré, où l'arrière de la gelée se détache de la rétine, le plus souvent observé entre 50 et 60 ans. À cette occasion, les zones fortement adhérentes à la rétine peuvent être tirées et se déchirer, provoquant une déhiscence rétinienne, qui peut évoluer, si elle n'est pas traitée, vers un décollement de la rétine. C'est pourquoi on recommande un examen du fond d'œil en cas d'augmentation brutale des myodésopsies. En optique oculaire, on modélise l'œil par des dimensions moyennes — un « œil-modèle » —, traitant la pupille comme une ouverture et le trouble comme un obstacle, pour analyser l'ombre propre et la pénombre.
📖 Pour la dérivation des formules et pour aller plus loin : Myodésopsies (Wikipédia, en japonais) ／ Ombre propre et pénombre (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui n'est pas encore complètement élucidé
- Pourquoi certaines personnes y sont sensibles et d'autres non. Pour un trouble de taille comparable, certains en souffrent beaucoup, d'autres s'y habituent vite. On pense que cela tient à la capacité du cerveau à traiter l'ombre comme une « information à ignorer », mais le mécanisme précis reste à l'étude.
- Efficacité du traitement au laser pour fragmenter les troubles. Une méthode consiste à viser le trouble au laser pour le réduire, mais son efficacité selon les patients fait encore débat.
- Ce qui déclenche la liquéfaction de la gelée. On sait que l'âge et une forte myopie y sont liés, mais l'ordre exact, au niveau moléculaire, du processus par lequel le réseau de fibres commence à se désagréger n'est pas totalement compris.
Autrement dit, le contenu de cet article reflète « l'état actuel des connaissances ». La géométrie de l'ombre est bien établie, mais la façon dont le cerveau la traite garde encore sa part de mystère.
Liens avec les manuels scolaires (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Partie correspondante de l'article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences, « propriétés de la lumière », « structure de l'œil » | Propagation rectiligne, rôle de la pupille et de la rétine |
| Lycée | Physique, « propagation rectiligne de la lumière » ; mathématiques, « similitude » | Formule de la largeur du flou de l'ombre |
| Lycée+ | Biologie, approfondissement « récepteurs et système nerveux » | Phénomènes entoptiques, ombre des vaisseaux sanguins invisible |
| Université | Optique oculaire, ophtalmologie | Décollement postérieur du vitré, déhiscence rétinienne, œil-modèle |
| Recherche | Neurosciences de la vision, recherche sur la rétine et le vitré | Différences individuelles d'accoutumance, évaluation des traitements |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Décider de consulter en cas d'augmentation soudaine |
- Wikipédia « Myodésopsies » (飛蚊症, en japonais)
- Wikipédia « Décollement de la rétine » (網膜剥離, en japonais)
- Wikipédia « Ombre propre » (本影, en japonais)
- Société japonaise d'ophtalmologie (日本眼科学会), « Maladies de l'œil : les myodésopsies » (fiche destinée au grand public)
- Sebag, J. (ed.) "Vitreous: in Health and Disease", Springer
※Cet article est une vulgarisation scientifique destinée au grand public. Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur destinés à faciliter la compréhension du phénomène. Si vous constatez un changement inquiétant de votre vision, ne vous fiez pas à votre seul jugement : consultez un ophtalmologiste.