Pourquoi les yeux piquent-ils le soir si l'on a skié sans lunettes de soleil ?
― La cécité des neiges est un « coup de soleil » à la surface de l'œil
Tout allait bien en journée, puis, le soir, les yeux se mettent soudain à faire mal. C'est la cécité des neiges, un coup de soleil à la surface de l'œil. La neige renvoie les UV vers les yeux par en dessous. Et la douleur n'arrive qu'environ une demi-journée après l'exposition. Impossible de la sentir pendant qu'on y est exposé.
Par une belle journée d'hiver, vous avez skié ou fait du snowboard en montagne. Le masque s'embuait, alors vous l'avez enlevé en cours de route. Il y avait beaucoup de lumière, mais rien ne piquait.
Puis, de retour au refuge, vers la fin du dîner, vos yeux se mettent à gratter. Comme du sable. Les larmes coulent sans s'arrêter, et même regarder une lampe devient pénible.
Rien n'est entré dans l'œil. En journée, les UV renvoyés par la neige ont lentement abîmé la surface de vos yeux.
La cécité des neiges tient à deux raisons seulement
L'herbe et la terre ne renvoient presque pas les UV. La neige fraîche, elle, en renvoie jusqu'à 80 % environ. Les yeux reçoivent donc les UV du ciel et ceux du sol.
Même abîmée, la surface de l'œil ne fait pas mal pendant l'exposition. Les symptômes apparaissent environ 6 à 12 heures après. Le « ça ne fait pas mal, donc ça va » ne marche pas ici.
Prenons-les dans l'ordre. Dans les deux cas, ce qui protège d'habitude nos yeux cesse de fonctionner, mais seulement sur la neige.
L'œil résiste à la lumière venue d'en haut, pas à celle d'en bas
L'œil est naturellement protégé de la lumière d'en haut. L'os du sourcil avance un peu et fait office de visière. Les paupières couvrent aussi l'œil par le haut. En général, nous ne fixons pas le soleil éclatant de midi.
Mais pour la lumière qui monte du sol, il n'y a pas de visière. D'habitude, le sol est sombre et ne renvoie presque pas d'UV : cela ne posait pas de problème. Sur la neige, tout change. Le sol, d'un blanc éclatant, envoie les UV droit vers les yeux.
De plus, en altitude, l'air est plus mince et les UV plus forts. Ils augmentent d'environ 10 % tous les 1000 mètres. Regardez la figure 1. Avec le curseur, vous changez l'altitude et voyez de combien les UV qui atteignent l'œil, sur une montagne enneigée, dépassent ceux d'une prairie en plaine.
À 2000 mètres, sur la neige, on reçoit à peu près le double d'une prairie en plaine. Et ce « double » est plutôt une estimation basse. Pour l'œil, c'est surtout la part venue d'en bas, que le sourcil et les paupières ne bloquent pas, qui compte. C'est pourquoi on peut attraper la cécité des neiges même avec une casquette.
Pourquoi la douleur n'arrive-t-elle que le soir ?
Tout à l'extérieur de l'œil se trouve une membrane transparente, la cornée. Les UV de courte longueur d'onde y sont presque tous absorbés, à sa surface. Le fond de l'œil est ainsi protégé, mais les cellules de la surface de la cornée, elles, sont abîmées.
Ces cellules abîmées ne cassent pas tout de suite. C'est comme une peau brûlée par le soleil, qui ne rougit et ne picote qu'une fois le soir venu. Pendant plusieurs heures, les cellules de surface se détachent, puis les nerfs mis à nu transmettent la douleur. Regardez la figure 2.
La surface de la cornée se renouvelle très vite, plus vite que presque tout le reste du corps. C'est pourquoi, le plus souvent, elle guérit seule en 1 à 3 jours. Mais s'exposer encore et encore pourrait mener à d'autres maladies de l'œil. Ce n'est pas parce que cela guérit qu'on peut laisser faire.
Dans l'Arctique, les Inuits utilisent depuis longtemps des lunettes de neige taillées dans le bois ou l'os. Pas de verre : juste une fine fente horizontale. La fente étant étroite, elle bloque l'essentiel de la lumière venue d'en haut et d'en bas. C'est une astuce qui garde la vue vers l'avant tout en réduisant fortement la lumière qui entre dans l'œil.
La lumière blanc-bleu de la soudure des métaux contient aussi de forts UV. Si on la regarde sans masque de protection, les mêmes symptômes que ceux de la cécité des neiges apparaissent la nuit. Dans les ateliers de soudure, on l'appelle « kératite des soudeurs » (ophtalmie électrique), un risque professionnel connu de longue date.
Alors, que faire ?
- Porter un masque ou des lunettes qui bloquent les UVChoisissez-les bien ajustées au visage, avec peu d'espace sur les côtés et en bas.
- Les porter aussi par temps couvert, comme par beau tempsLes nuages laissent passer beaucoup d'UV, qui rebondissent entre la neige et les nuages.
- Si les yeux font mal le soir, ne pas les frotter et consulter un ophtalmologueRetirez les lentilles de contact, fermez les yeux et appliquez du froid.
Des verres colorés qui ne filtrent pas les UV ne font qu'assombrir la vue. Dans le noir, la pupille s'ouvre davantage : on pourrait alors recevoir plus d'UV, pas moins. Vérifiez l'indication de protection UV sur les verres. Si la douleur forte persiste ou si votre vision est anormale, ne restez pas à attendre : consultez tout de suite un ophtalmologue. Et en montagne, mal voir rend la descente elle-même dangereuse.
En résumé
La cécité des neiges est un coup de soleil de la cornée, la surface de l'œil, causé par les UV. La neige les renvoie par en dessous, et en altitude ils sont en plus plus intenses. La douleur arrive une demi-journée plus tard : on ne la sent donc pas pendant l'exposition.
Sur la neige, il y a deux soleils : un dans le ciel, un à vos pieds.
Quand ça fait mal, l'exposition est déjà terminée.
Pour la peau, voir « Pourquoi attrape-t-on des coups de soleil même par temps couvert ? », et pour savoir pourquoi la neige paraît blanche, « Pourquoi la glace est-elle transparente et la neige blanche ? ».
- Par beau temps, posez une feuille blanche et une feuille noire au sol, et tenez-vous debout près d'elles, sans baisser le visage.
- Avec un petit miroir, comparez la luminosité sous votre menton et sur votre cou quand vous êtes sur la feuille blanche, puis sur la noire.
- Sur la feuille blanche, même le dessous du menton doit être bien éclairé. Sur la neige, cela se produit partout autour de vous.
Cette expérience utilise la lumière visible, mais la neige renvoie aussi très bien les UV. Ne regardez jamais le soleil directement.
Pour aller plus loin ― termes, formules et liens avec les manuelsDu collège à l'université : le niveau de chaque passage est indiqué
- CollègeAu programme de sciences du collège
- LycéeAu programme de physique ou de biologie du lycée
- Lycée+Approfondissement du lycée, ou encadré de manuel
- Univ.Cours spécialisés de l'université (photobiologie, ophtalmologie), hors programme du lycée
- RechercheSujets que les chercheurs étudient en ce moment, qui ne sont pas encore enseignés comme acquis
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Cécité des neiges (ophtalmie des neiges) : atteinte de la surface de la cornée par les UV renvoyés par la neige. En médecine, c'est une forme de lésion de la cornée due aux UV (photokératite).
- Cornée : membrane transparente qui recouvre l'avant de l'œil. Fenêtre par laquelle la lumière entre, elle absorbe ici une grande partie des UV de courte longueur d'onde.
- Réflectivité (albédo) : part de la lumière reçue par le sol qui est renvoyée. La neige fraîche en renvoie beaucoup, même pour les UV : jusqu'à environ 0,8.
CollègeLycéeVérifier par la formule : combien de fois plus d'UV en montagne enneigée qu'en plaine ?
On considère les UV qui atteignent l'œil comme la somme de « ceux qui viennent du ciel » et de « ceux que le sol renvoie ». On prend pour 1 la part venue du ciel en plaine, et on calcule des quantités relatives.
| En symboles | U ＝ k × ( 1 ＋ R ) |
| En mots | UV reçus par l'œil ＝ facteur d'altitude × (part du ciel ＋ réflectivité × part qui atteint le sol) |
| D'où vient-elle ? | Les quantités de lumière s'additionnent (superposition). Parmi la lumière arrivée au sol, seule la fraction égale à la réflectivité repart vers le haut : c'est bien bilan de lumière |
| U | UV reçus par l'œil (quantité relative, la part du ciel en plaine valant 1) |
| k | Facteur d'altitude (augmentation des UV avec l'altitude, sans unité) |
| R | Réflectivité du sol (de 0 à 1, sans unité) |
| Augmentation avec l'altitude | Environ 0,1 (environ 10 %) tous les 1000 mètres |
| Réflectivité de la neige fraîche | Environ 0,8 au maximum |
| Réflectivité de l'herbe ou de la terre | Moins de 0,1 (ici, on prend 0,1 par excès) |
| Altitude de la montagne comparée | 2000 mètres |
| Prairie en plaine (k＝1) | 1 ＋ 0,1 ＝ 1,1 |
| Augmentation à 2000 mètres | 0,1 × 2 ＝ 0,2 |
| Facteur d'altitude k | 1 ＋ 0,2 ＝ 1,2 |
| (1 ＋ R) sur la neige | 1 ＋ 0,8 ＝ 1,8 |
| UV reçus par l'œil en montagne U | 1,2 × 1,8 ＝ 2,16 |
| Comparé à la prairie | 2,16 ÷ 1,1 ≒ 2,0 |
| Temps pour atteindre la dose reçue en 1 heure sur la prairie | 60 ÷ 2,0 ＝ 30 (min) |
Sur une montagne enneigée à 2000 mètres, les UV qui atteignent l'œil font à peu près le double de ceux d'une prairie en plaine. La dose reçue en une heure sur la prairie est donc atteinte en une demi-heure environ. En réalité, le sourcil et les paupières bloquent beaucoup la part venue du ciel : pour l'œil, la part venue du sol pèse donc encore plus lourd.
LycéeLycée+Selon la longueur d'onde, l'absorption se fait à des endroits différents de l'œil
LycéeOn range les UV, de la plus grande à la plus petite longueur d'onde, en UVA, UVB et UVC. Les UVC sont presque entièrement absorbés par l'ozone de l'atmosphère et n'atteignent pas le sol. Les UVB qui arrivent au sol, de courte longueur d'onde et plus énergétiques, sont presque tous absorbés à la surface de la cornée. La cause principale de la cécité des neiges, ce sont ces UVB.
Lycée+Les UVA qui traversent la cornée sont en grande partie absorbés par le cristallin, juste derrière. C'est pourquoi, chez l'adulte, très peu d'UV atteignent la rétine. Cornée et cristallin forment ainsi une série de filtres qui se partagent les longueurs d'onde. En contrepartie, les tissus qui absorbent accumulent la fatigue.
Univ.Photokératite et spectre d'action
En médecine, la cécité des neiges s'appelle photokératite (kératite aux UV). La nocivité de chaque longueur d'onde est décrite par une courbe de poids, le spectre d'action. On multiplie l'intensité des UV qui atteignent l'œil par ce poids et on additionne : cela donne la « dose efficace ». Les lignes directrices de la Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants (ICNIRP) fixent, pour cette dose efficace, une limite d'exposition admissible pour l'œil et la peau. L'albédo de la neige diffère entre lumière visible et UV ; il est d'autant plus élevé que la neige est fraîche, et baisse quand elle est sale ou fond.
📖 Dérivation de la formule et suite : Wikipédia (japonais) : « Cornée » ／ Wikipédia (japonais) : « Albédo »
RechercheCe qu'on ne sait pas encore bien
- Comment mesurer ce qui atteint réellement l'œil. La forme du visage, la hauteur du sourcil et la direction du regard changent beaucoup les UV qui entrent dans l'œil. Des recherches mesurent cela avec des capteurs placés sur une tête de mannequin, mais estimer précisément la dose de chaque personne reste difficile.
- Les effets à long terme d'expositions répétées. On soupçonne un lien entre les UV et une maladie où le blanc de l'œil envahit la cornée (ptérygion), ainsi que la cataracte. Quelle dose, pendant combien d'années, devient dangereuse : aucun seuil net n'est encore tracé.
- Le mécanisme précis du retard de la douleur. Que se passe-t-il, et dans quel ordre, entre le moment où les cellules sont abîmées et celui où elles se détachent ? On étudie par exemple le lien avec le « programme » par lequel les cellules se détruisent elles-mêmes.
Le contenu de cet article est donc, lui aussi, « l'explication dans l'état actuel des connaissances ». Mais la conclusion, « sur la neige, il faut protéger ses yeux », ne change dans aucune étude.
Liens avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière · chapitre | Où dans l'article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences, 1re année « Réflexion de la lumière », 2e année « Organes des sens » | La neige renvoie la lumière / structure de l'œil |
| Lycée | Physique « Longueur d'onde de la lumière », biologie « Récepteurs » | UVA, UVB, UVC et lieux d'absorption |
| Lycée+ | Encadrés de physique et de sciences de la Terre (couche d'ozone, UV) | Cornée et cristallin comme filtres en série |
| Univ. | Photobiologie, ophtalmologie, rayonnement environnemental | Photokératite, spectre d'action, albédo |
| Recherche | Épidémiologie environnementale, recherche ophtalmologique | Estimation de la dose reçue, effets à long terme |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Masques de ski et d'alpinisme, précautions par temps couvert, masque de soudeur |
- Organisation mondiale de la santé (OMS) et al., « Global Solar UV Index: A Practical Guide » (réflectivité des UV selon le type de sol, augmentation avec l'altitude).
- Ministère de l'Environnement du Japon (環境省), « Manuel de santé et d'environnement face aux UV » (紫外線環境保健マニュアル) (réflexion de la neige, effets sur les yeux, choix des lunettes de soleil).
- Agence météorologique du Japon (気象庁), « Propriétés des UV » (紫外線の性質) (transmission par les nuages, réflexion du sol, variation avec l'altitude).
- Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants (ICNIRP), « Guidelines on limits of exposure to ultraviolet radiation » (spectre d'action et limites d'exposition de l'œil).
- Wikipédia (japonais) : « 角膜 » (cornée)
※ Cet article est une explication scientifique pour le grand public. Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur et des estimations pour comprendre le mécanisme. En cas de douleur aux yeux ou d'anomalie de la vue, ne décidez pas seul : consultez un ophtalmologue. En randonnée ou au ski, suivez les consignes des installations, des collectivités locales ou des autorités compétentes.