Les yeux : interfaces entre ordinateur et cerveau

Ce qui est exigé de la vision s’est intensifié dans le domaine de la vie professionnelle. La mise à contribution du corps diminue continuellement. La capacité de transformer les informations lues à l’écran prend la place de la force musculaire. Les yeux et le cerveau portent désormais la responsabilité principale de la charge de travail.

Le système perceptif visuel est actif. Il recherche, explore, analyse les messages, en extrait de l’information qu’il stocke dans sa mémoire. La vision est un processus qui implique aussi bien des mécanismes moteurs que cognitifs.

Mécanismes physiologiques de la vision sur écran

Les postes de travail équipés de TEV sollicitent fortement le système visuel. L’opérateur qui passe la majorité de son temps devant un écran modifie quelque 30.000 fois par jour son angle d’observation. Ses yeux passent de l’écran au clavier ou à la lecture de ses documents. Dans la recherche d’informations interviennent des mouvements oculaires très complexes car une vision nette implique de nombreux réglages réflexes :

• Un travail musculaire réglant l’accommodation et la convergence pour la netteté sur le point à fixer.

• Un autre ajustant l’ouverture de la pupille qui permet d’adapter la sensibilité de l’œil au niveau de lumière ambiant pour prévenir l’éblouissement.

• Des processus neuronaux et biochimiques viennent compléter cette adaptation constante de la rétine à la luminance des écrans et des surfaces à regarder.

Rappels des principaux mécanismes qui permettent une vision nette :

• L accommodation : c’est par la modification des rayons de courbures du cristallin actionnée par les muscles ciliaires, muscles intrinsèques de l’œil, que la puissance de l’œil varie et permet une vision nette à différents points de fixation.

• La convergence : par une action réflexe, coordonnée à l accommodation mise en jeu, les axes visuels des deux yeux convergent sur le point à fixer. Ces mouvements oculaires sont « actionnés « par la contraction graduée des 6 muscles extrinsèques de l’œil.

• L’adaptation à la lumière : l’œil en passant de l’écran au texte et au clavier, subit des variations de luminance importantes. Il met en jeu son système d’adaptation à la lumière et à l’éblouissement. Lorsque la lumière est faible, la pupille se dilate (mydriase) pour augmenter la quantité de lumière parvenant à la rétine.

Rappel des différents types de vision en fonction du niveau lumineux

• Vision photopique = lumière du jour: les luminances sont supérieures à 10²  cd /m²). Les cônes de la rétine centrale sont stimulés. L’acuité visuelle sera maximum et la vision colorée existera.

• Vision mésopique = les luminances sont comprises entre 10² cd /m² et 10־ ² cd /m². Seuls certains cônes à seuil bas sont stimulés avec les bâtonnets de la rétine périphérique. Alors l’acuité visuelle fine diminue et la perception colorée aussi.

• Vision scotopique = vision nocturne : les luminances sont inférieures à 10־ ² cd/m2, Seules les cellules bâtonnets de la rétine périphérique sont stimulées. Alors il y a chute de l’acuité visuelle, perception colorée inexistante, mais vision périphérique possible.

La charge visuelle

Le travail sur TEV sollicite de manière très contraignante les capacités visuelles des opérateurs. Les facteurs de charge visuelle se traduisent pour eux, par la notion de fatigue visuelle. Les symptômes décrits ci-dessous sont les principaux indicateurs d’une surcharge visuelle :

1. symptômes sensitifs: irritation / assèchement / picotement / lourdeurs des globes oculaires

2. symptômes sensoriels: sensibilité à la lumière, altération de la vision des couleurs

3. symptômes visiomoteurs : motricité intrinsèque et extrinsèque de l’oeil perturbée / vision floue,  vision double

4. symptômes généraux: maux de tête, mal de nuque…

5. symptômes  comportementaux : attitudes volontaires ou involontaires adoptées pour combattre les conséquences des contraintes visuelles, adoption de postures peu physiologiques pour alléger la charge visuelle.

La fréquence des symptômes regroupés sous le terme de fatigue visuelle ou d’astreinte augmente avec la durée du travail sur écran. L’intensité des troubles visuels est en rapport direct avec le nombre d’heure de travail et le temps passé à consulter l’écran journellement.

Vision et âge: en quoi les changements qui s’opèrent avec l’âge influencent la vision et la façon de travailler ?

Il est important de favoriser à l’intérieur de l’entreprise, une meilleure compréhension des conséquences de la sénescence du système visuel. Car les informations que nous recevons par l’intermédiaire de nos sens, le sont à 80% par la vue.

La nécessité de maintenir plus longtemps les actifs au travail questionne le travail, son organisation, et les conditions de sa réalisation. En tant qu’ergonome, mon objectif est d’aider les entreprises à concevoir des conditions de travail favorables à tous, pour permettre de rester efficaces tout au long du parcours professionnel.

Quelles caractéristiques de travail renforcent ou atténuent les déficiences fonctionnelles du système visuel liées à l’avancée en âge? Et comment tenir compte de ces caractéristiques dans la conception des situations de travail (équipement, ambiance de travail, organisation de travail).

Les performances de la vision passent par un optimum entre 18 et 35 ans, puis le vieillissement de l’œil progresse. L’importance de la connaissance des changements dans la vision induits par le vieillissement est primordiale pour la prévention et l’adaptation des postes de travail.

Voici les principales modifications fonctionnelles visuelles liées à l’avancé en âge

• Modification de la cinétique pupillaire

La dynamique du réflexe photo moteur se modifie avec l’age. Le myosis, capacité de la pupille à se contracter, diminue d’environ 10% entre l’age de 20 ans et celui de 60 ans (Verriest.G.1971).  Le diamètre de repos est plus petit. La vitesses de contraction plus faibles. La latence de contraction et de dilatation plus longue.

→ Constat : l’adaptation aux variations de luminances est plus difficile

→ Recco : l’éclairage ambiant doit être stable, homogène, sans éblouissements, et avec un niveau d’éclairement général plus important.

• Modification de la transmission de la lumière dans l’œil en fonction de la longueur d’onde

La transparence des milieux internes de l’œil diminue et le sens chromatique s’altère avec les années. La transmission de la lumière dépend de  la longueur d’onde de la lumière utilisée. Pour les valeurs hautes du spectre lumineux, la couleur rouge par exemple, provoque peu de modification de transmission, par contre pour le bleu et le vert la transmission diminue de près de 50%.

→ Constat : Difficulté à la lecture des affichages ou des caractères de couleur bleu ou vert

→ Recco : Éviter les polices de coloris bleu ou vert, ou alors en augmentant fortement leur taille

• Rétrécissement du champ visuel périphérique

Toutes les zones du champ visuel, aire centrale, aire péri-centrale, périphérique, ont une diminution de leur sensibilité différentielle avec l’âge. Le champ visuel cinétique périphérique temporal  d’un sujet « normal » de 24 ans a une excentricité  de  70° par rapport au point central de fixation. Par contre celui du  sujet « normal » de 75 ans  se limitera à 25° d’excentricité (Egge 19884, Johnson1989, Williams 1983).

→ Recco : Favoriser les prises d’informations dans un champ visuel circonscrit

• Baisse de l’Acuité visuelle

L’acuité visuelle se définit comme la capacité de discriminer des détails fins dans le champ visuel. L’acuité visuelle photopique et mésopique n’évoluent pas de façon identique au cours de l’âge.

• Acuité visuelle photopique ( à lumière du jour) : à 20 ans elle est de 12/10 et à 60 ans de 8/10. Au-delà de quatre-vingts ans, une acuité de 5/10 peut-être considérée comme normale.
• Acuité visuelle mésopique (dans des condition d’éclairage faible) baisse dès l’âge de 30 ans ; elle est de 5/10 à 60 ans (Zonlonghi 2008).

→ Recco : Éviter les typographies trop petites car la grandeur  des détails caractéristiques d’une lettre ou d’un signe doit être telle qu’elle n’utilise pas  l’œil au maximum de ses performances

→ Recco : Éviter les écrans à fond sombre

• Diminution de la résistance à l éblouissement

La résistance à l’éblouissement  s’exprime par la vitesse de récupération  des fonctions visuelles par le sujet : acuité visuelle et sensibilité aux contrastes. Celle-ci est beaucoup plus faible chez le sujet âgé. (Verriest 1971). L’éblouissement  provoque un déficit plus ou moins intense et prolongé des performances visuelles photopique.

→ Recco :  Supprimer les sources de lumières éblouissantes parasites

• Augmentation de la sécheresse oculaire

La sécrétion lacrymale est liée au vieillissement. Elle est à son maximum entre 15 et 30 ans. Puis diminue progressivement, pour atteindre à 60 ans un plus faible débit. De plus, en mesurant les clignements par électromyogramme, on constate généralement une baisse de fréquence de clignement spécifique au travail sur écran de l’ordre de 6 à 7 fois par rapport au même travail effectué sur support papier (Vo Van Toï). Ces deux facteurs combinés auront des conséquences évidentes sur les symptômes oculaires d’œil sec chez les sujets plus âgés.

→ Recco : Alterner les taches visuelles afin retrouver un clignement naturel,

→ Recco :  Favoriser une ambiance thermique de qualité avec un degré d’hydrométrie stable de l’ordre de 55%.

Diminution d’amplitude des mouvements exploratoires

Il y a ralentissement et réduction d’amplitude des mouvements exploratoires avec l’âge. Les opérateurs âgés ont plus de difficulté à parcourir l’ensemble du champ de vision à disposition. N.Itoh, A.Yamashita(2004)

→ Recco : Installation des écrans de contrôle au centre du champ visuel, face à l’opérateur

• Diminution de la plasticité du cristallin

Les effets de l’âge étudiés précédemment s’observent surtout à partir de 50/55 ans, mais il existe un modification plus précoce : la presbytie. Ce phénomène est dû à la diminution de l’amplitude d’accommodation qui rend inapte à voir de près dès l’âge de 40 ans, si une  compensation optique n’est pas réalisée. La presbytie est due au vieillissement du cristallin qui se rigidifie et devient moins transparent.

La puissance accommodative est maximale à 15 ans. De l’ordre de 15 ∆ (dioptrie prismatique). Puis elle diminue progressivement pour arriver à 3 ∆  à  40 ans et 0.5 ∆  à  60 ans. Sans correction optique, l’œil ne peut plus faire la mise au point et la vision de près est floue. La correction devant un écran devra être aussi précise que possible et devra tenir compte des défauts de vision les plus légers (en cas d’astigmatisme, par exemple), ainsi que de la distance entre l’œil et l’écran.

→ Recco : Compensation optique adaptée aux besoins visuels spécifiques du poste de travail. Prise en compte de la distance et du champ de vision nécessaire à la réalisation de la tâche.

La perception visuelle

est les processus qui conduisent les êtres vivants dotés d’un cerveau à se construire une représentation mentale du monde qui les entoure.

La vision ne se réduit pas à une simple photographie du monde environnant car les traitements effectués durant le processus de perception visuelle, nous apportent des connaissances sur les objets et les les événements environnants que n’acquièrent pas les appareils photographiques. La vision est un mécanisme qui implique des fonctions supérieures, c’est un acte cognitif.

De la source lumineuse à la rétine. Les rayons lumineux du soleil se réfléchissent sur la surface d’un objet, pénètrent dans notre œil et atteignent les cellules visuelles de la rétine qui contiennent des photo pigments sensibles à la lumière. Ces pigments vont transformer les photons lumineux de la lumière en messages électriques.

Des voies optiques au cortex Les message sont transmis par les nerfs optiques qui se croisent à l’arrière des yeux sous le cerveau au niveau du chiasma.

Les messages nerveux venant des 2 yeux gagnent le cortex visuel occipital, à l’arrière du crane. Puis ces messages nerveux gagnent les aires visuelles voisines qui traitent de façon spécifique des aspects différents du message visuel (couleur, direction du mouvement, reconnaissance des formes). La partie commune des 2 champs visuels nous permet de voir en relief et d’évaluer les distances

D’autres aires corticales participent à l’élaboration de la perception visuelle :

• le cortex temporal permet la reconnaissance des objets
• le cortex pariétal localise les objets dans l’espace ce qui permet leur préhension.

L’importance d’un éclairage harmonieux, sans éblouissements. La rétine fonctionne par des transformations chimiques selon les variations de la lumière reçue. Des temps d’adaptation et de récupération, certes très courts, sont indispensables. Un excès d’intensité lumineuse entraîne une saturation avec un temps augmenté de récupération (éblouissement, trou noir).

Une sollicitation longue des yeux, sans pause, des variations fréquentes de l’intensité et des contrastes entraînent également une saturation ressentie comme une fatigue visuelle.

Les muscles des yeux sont en permanence en action pour régler la mise au point, le diaphragme (diamètre de la pupille), pour suivre les mouvements en distance et lors de déplacements des objets. Comme tous les muscles ils fatiguent après des efforts prolongés.