Les illusions d'optique

(Un glossaire est mis à votre disposition, 
il suffit de cliquer sur les mots en couleur ou cliquer ici.)  
     

                Les illusions d'optique sont des erreurs de perception de la forme, de la couleur, des dimensions ou du mouvement de certains objets. 

    La multitude d'informations perçues par nos yeux est transmise à notre cerveau qui va les trier et les analyser. Si les informations qui arrivent au cerveau sont contradictoires, il ne parvient pas à les interpréter. 

    On peut ainsi distinguer plusieurs types d'illusions d'optique : les illusions artistiques, les illusions géométriques ou encore les images rémanentes.

    Les illusions d'optique montrent que notre vision du monde est toujours une question d'interprétation personnelle.

1- Les illusions géométriques

          

       Dans ces illusions, des éléments secondaires conduisent le cerveau à sous-estimer ou surestimer des dimensions ou à fausser des directions.

On considère généralement qu’une illusion géométrique comporte deux éléments :
    - un élément "inducteur" qui provoque la déformation

    - un élément "test" qui la subit.

Quelques illusions célèbres et leurs explications :

Illusion de Müller-Lyer

     En comparant la taille des trois flèches, la première (en partant de la gauche) semble plus grande que la deuxième qui, elle, paraît plus grande que la troisième.

    Les traits verticaux constituent l'élément test et les pointes des flèches sont les éléments inducteurs qui tendent à allonger ou raccourcir les lignes.

    Dans cette illusion, les pointes des flèches forment des angles qui permettent d'expliquer pourquoi ces lignes ne nous paraissent pas de la même taille alors qu'elles sont identiques.

 

     En réalité, le cerveau a tendance à surestimer les côtés d’un angle obtus (angle supérieur à 90°) et à sous-estimer ceux d’un angle aigu (angle inférieur à 90°). Cette illusion est donc due aux effets des angles.

 

 

                                              La Grille d'Hermann

                                                

          

 Dans cette illusion, des taches illusoires grises apparaissent aux intersections des allées blanches, mais disparaissent lorsqu'on les fixe. 

  
      Cette illusion est liée aux effets de contraste de luminance. En réalité, le cerveau adapte l'information concernant la luminosité d'une zone en fonction des zones voisines.  Ainsi, on observe le blanc des intersections gris car il est entouré de plus de noir que les morceaux de bandes blanches qui ne se trouvent pas aux intersections. 

      En revanche, lorsque l'on fixe une intersection, celle-ci paraît blanche. On peut expliquer ce phénomène par l'utilisation des cellules de la fovéa, zone centrale de la rétine, où chaque photorécepteur est relié à une seule fibre nerveuse : l’image perçue à ce niveau est très nette.


2-Les images rémanentes (ou résiduelles)


  Une image rémanente est une image qui persiste après la disparition de l'objet réel ou virtuel ayant produit l'image. Cela s'explique par le phénomène de la persistance rétinienne.

  La persistance rétinienne est la capacité de l'œil (et du cerveau) à superposer une image déjà vue aux images que l'on est en train de voir. Elle résulte du temps de traitement biochimique des signaux optiques par la rétine et le cerveau. Elle est plus forte et plus longue si l'image observée est lumineuse.


  Il existe deux types de persistance rétinienne :

  -La persistance positive, rapide (durée d'environ 50 ms) de la couleur de l'image qui persiste.

  -La persistance négative plus longue due à une exposition prolongée à une forte intensité lumineuse. Une trace sombre de l'image persiste durant plusieurs secondes.


  Cette propriété de l'œil est utilisée par le cinéma et la télévision pour donner l'impression d'un mouvement continu à partir d'une séquence d'images.

  Comme vous le voyez, sur la pellicule on observe des images fixes séparées par des bandes noires...

Pourtant, dans la salle de cinéma pendant la projection, on peut voir ceci:

Un exemple d'image résiduelle :

            Fixez la bouche de la femme sur fond rouge pendant environ 20 secondes. Puis, regardez la femme en-dessous. Quelle couleur voyez-vous apparaître autour du visage ?

      Cette image résiduelle permet d'illustrer le phénomène de la persistance rétinienne. Après avoir fixé la femme sur fond rouge, son visage sur fond blanc semble entourer d'une couleur bleutée.

  En fait, lorsque l’image se forme sur la rétine, elle ne disparaît pas immédiatement et reste “imprimée” environ un dixième de seconde. 

De plus, on sait déjà que la rétine est constituée de milliards de cellules. Certaines de ces cellules sont sensibles à la luminosité, tandis que d’autres sont sensibles aux couleurs primaires : le rouge, le vert et le bleu.

Lorsque l'on fixe l’image de la femme sur fond rouge un certain temps, les cellules sensibles à cette couleur saturent. En regardant la femme sur fond blanc juste après, seules les cellules sensibles aux couleurs verte et bleue continuent de “travailler” et recréent alors la couleur complémentaire du rouge : le cyan, qui est un mélange de bleu et de vert.

3- Les illusions d'optique artistiques :

   Ces illusions ne sont pas des manifestations d'erreurs d’interprétations du système visuel humain mais plutôt la conception de l’œuvre qui induit notre œil en erreur.

   En fait, en voyant une image inconnue qui ressemble à une image que l'on a déjà en mémoire, le cerveau n'arrive pas à l'interpréter ou l'interprète mal et ne la comprend pas.
   De plus, l'interprétation qu'en fait le cerveau peut-être ambiguë. En effet, certaines illusions peuvent être interprétées de deux manières différentes. 
Nous pouvons  passer d'une interprétation à l'autre, autrement dit, voir successivement chacune de ces interprétations ; cependant, notre cerveau est dans l'incapacité complète de saisir les deux images en même temps.

  Enfin, ces illusions ne sont pas perçues de la même façon par chacun d'entre nous car nous n'avons pas le même "vécu", ni les mêmes images en mémoire.

"Ma belle-mère/Ma femme" de William Hill

   Ce célèbre dessin représente une jeune fille et une vieille dame. Certaines personnes ne voient que la vieille femme ou que la jeune fille. Cette dernière est vue de trois quart en arrière et son regard est dirigé vers le fond.

La vieille femme, elle, regarde vers le bas avec un nez crochu et un menton pointu. Sa bouche rouge est un ruban autour du cou de la jeune fille.

"Paranoiac picture" de Salvador Dali

Dans "Paranoiac figure", un groupe d'africains se trouve devant une case. Mais si l'on penche la tête à gauche, on peut aussi distinguer un visage. 


  Par ailleurs, le trompe-l'œil fait partie des illusions artistiques. En effet, il désigne une technique qui se joue de la perception du spectateur, qui s'attend à une représentation plane d'un objet, pour donner une illusion de relief à un objet qui n'en possède pas.
  Ce genre pictural, revenu à la mode, est aujourd'hui utilisé en guise de décoration, pour orner un mur par exemple. En voici un :

        Pour aller plus loin dans le monde des illusions d'optique, cliquez sur le lien suivant où une vidéo vous présentera l'explication d'illusions d'optique par le neurologue Laurent Cohen. 

http://www.allodocteurs.fr/actualite-sante-le-phenomene-de-l-illusion-d-optique-5145.asp?1=1

Nos sources :
http://www.1001experiences.com/

http://matoumatheux.ac-rennes.fr/
Les illusions d'optique de Daniel Picon, 2004, Mango jeunesse.
http://www.gralon.net/articles/sante-et-beaute/medecine/article-les-illusions-d-optique
http://www.wikipaintings.org/
http://www.voyagesaucoeurdelascience.fr
http://www.illusions-optique.fr/
http://ophtasurf.free.fr/
http://perception-visuelle.e-monsite.com/
http://ressources.univ-lemans.fr/