Laboiteamouche

Pêche à la mouche naturelle

Les rayons lumineux que nous échangeons avec les poissons se propagent dans l'air et dans l'eau de façon différente, et leurs passages d'un milieu à l'autre les modifient.
A l'instant où il pénètre dans l'eau, le rayon subit une réfraction, ce que l'on observe en trempant dans l'eau un bâton dont la partie immergée présente alors une "cassure" par rapport à la partie émergée, ce qui détermine le champ de vision de la truite
Lorsqu'un poisson sous l'eau dirige son regard vers le haut, si la surface est calme, il voit le monde extérieur par la base de son cône de vision qui est en surface une fenêtre ronde d'un diamètre de plus du double (x 2,26) de la profondeur à laquelle il se trouve et à travers laquelle lui parviennent les rayons lumineux : ceux des objets passant à la verticale, oiseau en vol par exemple, lui parviennent avec une concordance parfaite avec le réel (la truite voit l'oiseau tel qu'il est), mais plus les objets sont situés près du sol et de la berge, plus les images qu'ils véhiculent sont décalées par rapport à la réalité( = "cassure du bâton" en raison de la réfraction), et les objets situés au bord qui se trouvent le plus près de la surface de l'eau apparaissent de plus en plus flous(par diffusion)et plus bas s'estompent progressivement jusqu'à disparaitre(angle mort)au profit de l'image du fond réfléchi tout autour de la fenêtre par la surface qui fait miroir !(réflexion).
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- Conséquence : un pêcheur rampant sur la berge aura toutes les chances d'observer sans être vu, d'autant plus que le poisson est proche de la surface avec un champ de vision étroit

La vision de la truite est différente de celle de l'homme à plusieurs égards:
Un poisson profondément immergé, comme l'est habituellement l'ombre, dispose donc sur le monde extérieur d'une "fenêtre" plus large qu'un poisson posté en surface comme habituellement la truite.
Il peut percevoir, (du fait de la réfraction,) des objets plus bas situés près de la surface car son angle mort est également plus bas situé mais
-il est alors plus loin de la fenêtre et tous les objets extérieurs semblent plus petits.
- L'ensemble de la fenêtre devient plus floue et plus sombre car plus d'eau, sauf si elle est parfaitement cristalline, elle absorbe plus de lumière (absorption et diffusion).
-Champ visuel
Les yeux du poisson ne possèdent pas de paupières, ils sont placés latéralement ce qui leurs confèrent un très large champ de vision de 330°: le poisson voit quasiment tout autour de lui grâce à un champ monoculaire:

-Chaque œil peut observer latéralement une demi-sphère, soit 180° (150° vers l'avant pour l’homme) et le poisson peut donc percevoir les images de deux objets différents, que le cerveau a la capacité d'analyser toutes deux simultanément. L’œil peut voir ainsi un objet assez éloigné (de 15 mètres) en fonction de la clarté de l'eau. Cette vision monoculaire "en deux dimensions " ne permet pas d'apprécier le relief, l'épaisseur ni la profondeur ou la distance de l'objet détecté, mais est très sensible à ses mouvements!
-Champ binoculaire étroit restreint à 30° de largeur par chevauchement de 30° des 2 demi sphères des champs monoculaires vers l'avant et vers le haut, mais cette vision envisagée et schématisée "in vitro" est bien difficile à objectiver, notamment en hauteur, "in vivo", elle représente pourtant la fenêtre favorite pour l'attaque qui permet au poisson de percevoir simultanément par les deux yeux et un même objet avec netteté à une distance variant de 10 à 60 cm et il faut donc que l’appât se présente dans cet espace "binoculaire" pour qu'il le gobe...ou le refuse!!.
Premièrement, son attention est attirée dans son large champ monoculaire par le mouvement de la mouche dont la vitesse de déplacement est capitale, ensuite se précisent sa forme et sa couleur et il peut se déplacer alors pour la capter dans son cône binoculaire et en préciser les détails, la distance et le volume pour éventuellement, la gober!
- un angle mort de 30°, rançon du chevauchement vers l'avant, subsiste vers l'arrière si le poisson est totalement immobile, mais le mouvement déplace cet angle mort et le poisson qui bouge peut être difficile à approcher même par l'arrière
Comparaison de l'étendue du champ visuel entre le poisson et l'homme.
En surface
Le diamètre de la fenêtre de vision est réduit de par les lois de l'optique à un peu plus du double de la profondeur du poisson et
la largeur de sa fenêtre de vision binoculaire uniquement antérieure est égale au quart de ce diamètre
A 80cm de profondeur, la fenêtre de vision a un diamètre de 1,80m environ( il est de 45cm si le poisson est à une profondeur de 20cm)....soit un rayon de plus de 90cm au-delà desquels il vaut mieux poser la mouche avant qu'elle traverse, sans s'y poser d'emblée, cette fenêtre "interdite à la soie" et aux plus gros brins du bas de ligne, (d'où les lancers plutôt 3/4 amont que amont) représentée en avant par la très étroite surface de vision binoculaire qui préside au gobage, encore qu'alerté plus latéralement par sa vision monoculaire quatre fois plus large et si sensible aux mouvements, il soit susceptible de se déplacer pour capter la mouche dans son cône binoculaire et l'examiner de près!
-Mise au point: accommodation
- L'œil du poisson fonctionne dans l'eau, piètre conducteur de la lumière qui en pénétrant en profondeur est rapidement absorbée à commencer par les plus grandes longueurs d'ondes (rouge), le violet en dernier
-Or, dans l'eau, si nous ouvrons les yeux, notre vue est trouble...alors que celle du poisson est claire, mais elle serait trouble dans l'air!
La différence réside dans les caractéristiques physiques de la cornée
-chez le poisson dans l'eau son coefficient de réfraction à 1,37 proche des 1,33 de l'eau et une courbure plus faible que celle de l'homme font qu'elle ne dévie pratiquement pas les rayons que seul le cristallin sphérique va dévier fortement pour les faire converger sur la rétine, mais dans l'air de n = 1 la cornée dévierait bien plus les rayons qui après passage dans le cristallin convergeraient trop induisant alors une myopie importante!






-chez l'homme dans l'air ce coefficient de 1,37 alors que celui de l'air est de 1 et sa courbure plus prononcée en font la première et la plus puissante lentille de l'œil qui dévie les rayons lumineux avant de les transmettre au cristallin moins puissant qui ne fait alors que compléter la convergence sur la rétine pour une vision maximale.
Mais dans l'eau l'œil de l'homme est pénalisé car la nouvelle interface œil-eau entraîne des modifications importantes de la puissance réfractive de l'œil. (La puissance réfractive est déterminée par la formule (N2-N1/r) ou N1 est l'indice de réfraction de l'eau ou de l'air, N2 l'indice de réfraction de la cornée et r le rayon de courbure de la cornée, en mètres. Dans l'air (N2=1.37, N1=1.00, r=0.0008) le résultat donne 46 dioptries et dans l'eau (N1=1.33) 5 dioptries.) Cette perte de pouvoir réfractif que le cristallin est incapable de compenser donne une hypermétropie importante avec une image formée très en arrière de la rétine expliquant la mauvaise vision sous-marine, que le matelas d'air derrière la vitre du masque de plongée corrige mais, en raison du passage eau air, les objets paraissent plus près de 25% et plus gros de 30, qu'ils ne sont en réalité.
-la pupille du poisson ne peut se contracter d'où la fixité du regard mais surtout cette absence de possibilité de diaphragmer est compensée par la structure de la rétine qui la protège en cas de lumière excessive.
- son cristallin, non déformable a l’inverse du nôtre, est pratiquement sphérique et fait protrusion à travers la pupille pour venir quasiment au contact de la cornée: il concentre les rayons visuels au maximum et les images ne sont "au point" que pour des objets très rapprochés à moins d'un mètre qui lui envoient des rayons divergents, sinon, au-delà, les images des objets qui de loin lui envoient des rayons parallèles se forment en avant de la rétine et sont floues comme chez le myope : le poisson est bien un myope


Il est cependant capable d'une très faible accommodation qui se fait exactement comme dans un appareil de photographie où la mise au point résulte du déplacement de l'objectif. Le cristallin pour cela est tiré en arrière et rapproché de la rétine par un muscle spécial, le muscle lenticulaire, quand ce muscle se relâche, la lentille revient en avant sous l'action de son ligament suspenseur

L'œil du poisson avec son muscle lenticulaire permet une petite accommodation par déplacement du cristallin plus arrondi que celui de l'homme et
incapable de modifier sa courbure
-Lumière et couleurs

La truite détaille les insectes, les mouches artificielles dans des longueurs d'onde que nous ne pouvons percevoir et avec une grande capacité d'adaptation à la vision nocturne par très faible luminosité. Elle a également une excellente perception du mouvement qui dépend de la richesse de la rétine en photorécepteurs et de la persistance dans le temps de la vision qui conditionne le haut degré de sensibilité au mouvement.
Avec plus de 300° en vision totale, elle distingue tout ce qui bouge autour d'elle sans tourner la tête ! Cette vision monoculaire large est complétée par une vision binoculaire de face où la truite évalue la distance des objets. Elle peut en même temps viser notre “artificielle“ tout en guettant nos moindres mouvements sur la berge!
-La rétine du poisson, .comme celle de l'homme, comporte deux types de structures sensibles à la lumière: les bâtonnets et les cônes, mais sa structure est moins fine que celle de notre rétine, dont elle diffère de par la disposition plus étalée de ses cônes et bâtonnets; elle est propre d'abord à la vision du mouvement des objets, ensuite, à la perception de leur forme.
- Les bâtonnets sont sensibles à la lumière (alors qu'un bâtonnet peut être sensible à un seul photon, il en faut 100 pour activer un cône) et particulièrement aux contrastes et aux mouvements et permettent une vision "en noir et blanc“ utilisant un minimum de source lumineuse. Plus nombreux chez la truite que chez l'homme chez qui ils restent localisés, ils sont répartis sur toute la surface de la rétine et ainsi chaque œil qui est capable de détecter les mouvements sur un champ de vision de 180°, conserve cet avantage lorsqu'il fait sombre alors que les couleurs s'estompent : la truite voit mieux que nous dans la pénombre, que ce soit dans les profondeurs aquatiques ou au coup du soir, mais alors en "noir et blanc" d'où l'indication de mouches noires ou blanches au coup du soir!
- Les cônes permettent de différencier les couleurs QUI en tant que telles n’existent pas dans le monde réel : elles ne sont qu’une interprétation cérébrale des vibrations lumineuses perçues par les organes visuels et la vision des couleurs par les poissons est maintenant démontrée. Chose peu étonnante lorsque l'on sait que bon nombre d'entre eux communique par des codes couleurs lors de parades nuptiales ou d'intimidation devant un assaillant par exemple.
Dans l'œil humain, les cônes sont concentrés sur un tout petit emplacement de la rétine. Chez la truite, les cônes sont également répartis sur toute la surface de la rétine, avec cependant une concentration plus prononcée sur la partie correspondant à la vision supérieure et antérieure, ce qui lui permet quand même une vision plus précise des objets qui se présentent immédiatement en avant et au-dessus de son nez comme lors d'un gobage !
Ces cônes permettent en fait la perception des différentes longueurs d’onde du spectre lumineux.
Chez l’homme, trois types de cônes sont présents :
-cône « rouge », avec un pic de perception à 565 nm
-cône « vert », avec un pic de perception à 535 nm
-cône « bleu », avec un pic de perception à 440 nm

Ils permettent de percevoir les vibrations lumineuses dans une fourchette comprise globalement entre 400 et 700 nm Les combinaisons de stimulation vibratoires de ces différents capteurs génèrent des signaux que notre cerveau interprète comme des couleurs. En fonction de la variation individuelle dans le nombre des cônes et dans l’interprétation cérébrale des données, chacun a au final une perception différente des couleurs. Par exemple, pour un spectre de longueur d’onde situé entre le pic bleu (440 nm) et le pic vert (535nm), l’un définira un vert, l’autre un bleu ou un bleu-vert, un vert tirant sur le bleu, etc… L’homme ne peut percevoir les longueurs d’ondes extrêmes du spectre : infra rouges et ultraviolets.

Chez la truite, on a quatre types de cônes :
- cône « rouge », avec un pic à 600 nm
- cône vert, avec un pic à 535 nm, le même que nous
- cône bleu, avec un pic à 440 nm, le même que nous
- cône « ultraviolet » à 355 nm

Ainsi si la perception par la truite des bleus et des verts peut être considérée très comparable à la nôtre, les travaux de laboratoire ont confirmé que certains poissons, en particulier la truite, sont particulièrement sensibles aux radiations rouges ou orangées, moins au bleu et que les poissons peuvent distinguer un spectre lumineux plus large que l'homme notamment dans les longueur d'onde de l'infrarouge et de l'ultraviolet. Certains poissons comme le silure sont plus actifs au crépuscule du fait qu’ils sont très sensibles aux infrarouges.

Le pic de perception du cône rouge est décalé chez la truite vers les infra rouges. Ainsi un rouge qui nous paraîtrait sombre serait perçu plus lumineux par une truite et ainsi visible dans des conditions de moindre luminosité.
Les cônes ultra-violets semblent disparaître chez le poisson adulte, possiblement en relation avec la réflexion UV marquée de certaines petites proies animales consommées par les alevins dont ces cônes permettraient une détection plus aisée.
La vision tétra chromate des oiseaux diurnes (passereaux, canards, pigeons…) existe chez certains poissons (truite, carpe, poisson rouge…) qui peuvent distinguer deux objets qui nous paraissent à nous de couleur identique. En revanche, il est difficile de s'imaginer comment ils perçoivent le monde.
Bien entendu, il faut extrapoler ces données au milieu aquatique, particulièrement freinant pour les ondes vibratoires lumineuses (les rouges disparaissent en premier, puis les verts, les bleus, les UV).
Dans la lumière atténuée, la vision des couleurs diminue rapidement et en expérience les poissons ne discernent plus le rouge, par exemple, des diverses teintes de gris. On sait que la pénétration des diverses radiations dans l’eau est très différente. Le rouge est absorbé le premier, c’est le violet qui pénètre le plus profondément. Cette pénétration des rayons varie considérablement, elle est très faible dans les eaux troubles ou chargées d’un abondant plancton
-Une couche de cellules pigmentaires remplies de mélanine recouvre la rétine et la protège d'autant que le poisson n'a pas de paupière ni d'iris pour diaphragmer. Le mouvement rétino-moteur observé chez le poisson comme chez certains oiseaux renforce cette protection :
-Si l'intensité lumineuse est forte(1), les bâtonnets de la rétine migrent en profondeur vers cette couche pigmentaire très opaque, et les cônes restés dans le plan focal, permettent d'obtenir une image mieux définie ;
- En condition de faible éclairement(2), le mouvement s'inverse, et les faibles changements d'intensité sont alors perceptibles en noir et blanc grâce aux bâtonnets qui viennent en avant pour recevoir toute la lumière disponible .
Réfraction, réflexion, diffusion absorption
-L'absorption Il s'agit en fait de l'absorption de l'énergie des photons par des molécules constituant l'eau. La pénétration des diverses radiations dans l'eau varie en fonction de la longueur d'onde et on a vu que les plus longues comme le rouge sont absorbées en premier, alors que les plus courtes, comme le violet pénètrent le plus profondément:
-l' ’eau transmet très bien le bleu : il faut environ 50m pour que le bleu soit complètement absorbé par l’eau.
-pour le rouge il suffit de 2 m d’eau pour que cette couleur disparaisse complètement !
-Le phénomène est encore plus prononcé pour les rayons infra-rouges puisqu’ils sont filtrés (ou réfléchis) par le premier centimètre à la surface de l’eau.
-alors que la pénétration des UV dans l’eau est excellente puisqu’il faut plus de 10m d’eau pour les filtrer complètement.
En gros, si nous allons profondément dans l’eau, seuls le bleu-violet et les UV vont pénétrer d’où la vision bleue très "monochrome" dont témoignent les plongeurs.
-La diffusion de la lumière est le phénomène physique, dû à la présence de particules en suspension ou de particules constituées de molécules d'eau de densité différente du milieu environnant, résultat de la réflexion, de la réfraction et de la diffraction par ces particules: tous les rayons sont renvoyés dans toutes les directions.
-Réflexion et réfraction: Lorsqu'un rayon lumineux arrive obliquement sur la surface de séparation entre 2 milieux transparents, une partie subit une réflexion, le reste pénètre et subit une :

-Réfraction en étant dévié (tout cela dans le même plan), mais pourquoi cette déviation??
- La lumière rencontre une " résistance " lorsqu'elle se propage de l'air dans un autre milieu, car tout milieu a une " densité optique " plus grande que le vide, (ou l'air que l'on assimile au vide pour faciliter les calculs!) Donc elle est ralentie, mais quel lien entre ce ralentissement et sa déviation?? Un exemple concret l'objective très simplement:
Lançons obliquement à la surface de l'eau une barre qui reste perpendiculaire à la direction de son déplacement: son extrémité basse touchera l'eau en premier et ralentira alors que l'autre plus rapide pivotera jusqu'à ce qu'elle touche l'eau à son tour et alors la barre
Applications pratiques
Il est possible désormais avec ces données de tracer à l'échelle le schéma complet du trajet des rayons lumineux échangés entre le pêcheur et le poisson et de comprendre pourquoi leur image est vue par l'autre décalée par rapport à la réalité physique, et ce qu'il en est exactement de cet angle dit" aveugle" en fonction de la profondeur du poisson!
Les illustrations habituellement proposées exagèrent considérablement les conséquences de la réfraction en ne respectant pas les proportions réelles ni l'échelle, (comme dans le schéma ci-dessus où le poisson est à 5m de profondeur et à 10m du pêcheur assis de 1,50m, et ci-dessous où le pêcheur de 1,75m est à 8,50m du bord, 15 mètres du poisson immergé à 3,5m de profondeur......toutes situations irréalistes) sans doute pour mieux frapper les esprits !
Bien moins spectaculaire que la fiction, la réalité est plus proche du schéma ci-dessous, avec illustration de l'angle mort J-I-K amputant le pêcheur aux genoux pour un angle incident de 80° sur un poisson à 80cm de profondeur(1) que le pêcheur le voit moins profond (2) qu'il ne l'est en réalité!!
On constate que si pour un angle incident de 70°, la transmission de la lumière n'est déjà plus que de 5%, pour 80°,(10° à la surface) elle tombe à 1%....: sur le schéma ci-dessous toute la partie du pêcheur située au-dessous de la ligne 10° ne transmet donc par réfraction que 1% de la lumière qu'elle envoie à la surface qui en réfléchit 99%, c'est dire que ces 1% ont peu de
chances de parvenir au poisson pour lequel ces 10° seront "aveugles et dans les conditions d'une rivière à la surface agitée qui n'ont rien à voir avec les conditions "idéales" d'un laboratoire, l'angle aveugle est évidemment augmenté d'autant, jusqu'à 30° si l'on admet que ce sont alors17% des rayons transmis qui peuvent ne pas parvenir au poisson....!!

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C' est en raison de cet angle mort dit "aveugle" dans la nature, mais pas en laboratoire, que le pêcheur qui veut en profiter pour ne pas être vu se doit de se faire "petit" au bord de l'eau d'autant plus que le poisson et plus profondément posté!
En fait, même dans la nature il n'y a pas vraiment d'angle "aveugle" car la truite voit superposées l'image de l'extérieur et l'image du fond réfléchie par la surface. À mesure que l'angle passe de la verticale à 48,75° l'image du fond se renforce et celle de l'extérieur s'atténue au prorata du pourcentage de rayons transmis et ce d'autant plus rapidement que le fond est clair avec alors un angle dit "aveugle" plus effectif qu'avec un fond sombre qui "allonge la durée de vie" de l'image extérieure!!
Compte tenu que dans la nature
-l'eau de la rivière n'a pas la limpidité ni le calme de l'eau du laboratoire où la réfraction s'effectue jusqu'à une incidence de 90°, et alors à 48,5°,
- que sa surface n'est pas parfaitement calme et lisse mais agitée par le courant et les vaguelettes dues au vent éventuel...,
- et que les conditions d'éclairage sont très variables contrairement à celles du labo,

Il parait évident qu'à 1% de transmission , la "nature" se chargeait sans aucun doute de faire disparaitre ces malheureux "1%" rescapés , d'où le tracé du rayon incident à 80°...et pour faire "bonne mesure", et surtout avoir un second terrain d'analyse, les 5% transmis pour une incidence à 70° ont également été considérés comme susceptibles d'être "digérés" avant de parvenir au poisson...ce qui justifie le tracé correspondant à cette incidence de 70°!
Ces chiffres sur lesquels se basent nos exemples représentent encore sans aucun doute un "minimum" car il est très vraisemblable que la nature est susceptible de "digérer" plus de 5%, et sans doute les 17% correspondant cette fois à un angle incident à la normale de 60°, soit 30° à la surface qui représentera alors réelle la dimension, bien plus grande, de l'angle dit "aveugle"

- Le tableau ci-dessus est parfaitement explicite, quoiqu' à priori assez rébarbatif bien que je l'aie agrémenté de mon meilleur profil de l'époque où j'étais encore "jeune et beau", mais je vais quand même vous aider à l'interpréter, après que vous ayez bien lu les explications qui y sont inscrites!
-Ce qui nous intéresse au premier chef est ce fameux angle mort selon lequel le poisson ne peut nous voir, et il est bien objectivé que le poisson nous voit "plus" quand il est posté à 80cm de profondeur qu'à 20cm.