Colorimétrie

Anatomie de la rétine

La rétine qui tapisse le fond de l'oeil contient à la fois les cellules sensibles à la lumière et celles qui transmettent l'information au cerveau. Son épaisseur est d'environ 250µm sauf au niveau de la fovea où elle s'amincit. Sur une surface totale d'environ 1100mm2, il y a à peu près 150 millions de cellules nerveuses réparties schématiquement en 3 couches principales (figure 3) qui sont :

1. La couche qui contient les photorécepteurs rétiniens (100 millions de bâtonnets et 5 millions de cônes). Ils se présentent sous la forme de cellules très allongées, disposées perpendiculairement à la surface de la rétine et répartis de façon dense et régulière.

2. La couche granuleuse interne qui contient les cellules bipolaires.

3. La couche contenant les cellules ganglionnaires dont les prolongements (axones) se rassemblent pour former le nerf optique et s'étendent jusqu'au corps genouillé latéral.

Figure 3 : Structure schématique des cellules nerveuses de la rétine
Figure 3 : Structure schématique des cellules nerveuses de la rétine [zoom...]

Photorécepteurs-Cônes-bâtonnets

Il existe quatre sortes de photorécepteurs rétiniens, trois sortes de cônes et une seule sorte de bâtonnets. Leurs différences résident dans leur sensibilité spectrale qui est toujours large mais avec des maxima qui les différencient. Ces maxima se situent à :

  • 495 nm pour les bâtonnets

  • 420 nm pour les cônes S (Short wavelength ou B (blue))

  • 530 nm pour les cônes M (Medium wavelength ou G (green))

  • 560 nm pour les cônes L (Long wavelenth ou R (red))

Les courbes de sensibilité spectrale de ces photorécepteurs (figure 4) sont de forme comparable avec un fort chevauchement.

Figure 4 : Courbe de sensibilité spectrale des cônes rétiniens (en tirets noirs la courbe de sensibilité spectrale moyenne de l'oeil)
Figure 4 : Courbe de sensibilité spectrale des cônes rétiniens (en tirets noirs la courbe de sensibilité spectrale moyenne de l'oeil) [zoom...]

Aux faibles niveaux lumineux (domaine scotopique ; luminance<10-3cd/m2) les bâtonnets fonctionnent seuls. Aux niveaux moyens et élevés (vision photopique ; luminance>10cd/m2) les cônes sont seuls actifs. Pour des luminances intermédiaires (vision mésopique ; 10-3 à 10cd/m2) les deux catégories de photorécepteurs interviennent.

Le codage trivariant

Chacun des trois types de cônes ayant un spectre d'absorption spécifique, un rayonnement capté par l'oeil sera à l'origine de trois réponses physiologiques différentes mais simultanées. C'est ce qu'on appelle le codage trivariant (ou trichromatisme) de la vision des couleurs qui est à la base de la colorimétrie. L'hypothèse de la trivariance formulée en 1801 par Young, reprise en 1852 par Helmoltz a été confirmée par microspectrophotométrie [] et par des mesures électrophysiologiques [].

Cependant, l'existence des 3 sortes de cônes ne permet pas d'expliquer totalement les caractéristiques de la vision des couleurs, celle-ci se décompose en de nombreuses étapes dont seules celles concernant la rétine constituent le fondement de la colorimétrie. Seule une meilleure connaissance physiologique de la perception des couleurs permet petit à petit de mieux appréhender la science des couleurs.

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