Difficile d'admettre que nos yeux peuvent nous trahir… Et pourtant ! Les quelques exemples d’illusions optiques répertoriés ici prouvent que ceux-ci peuvent nous réserver bien des surprises.

Toute illusion qui trompe le système visuel humain, depuis l'œil jusqu'au cerveau, et aboutit à une perception déformée de la réalité, est appelée une illusion d'optique. Ces illusions peuvent survenir naturellement ou être créées par des astuces visuelles qui entraînent la perception d'un objet qui n'est pas présent, nous rendre aveugle à un objet présent ou nous donner une image faussée de la réalité. Mais regardez plutôt ces images : elles sont plus éloquentes que bien des explications. 


De l’Antiquité à... vous !
De tout temps les illusions ont fasciné. Les foules, les artistes, les architectes et, plus récemment, les scientifiques. Cette attirance pour l’apparemment inexplicable dure depuis des millénaires. Et ce n’est pas fini : gageons que vous vous laisserez prendre, vous aussi, par les exemples que nous vous proposons ! Quelques siècles avant J.-C. déjà, les constructeurs de temples grecs savaient tirer parti de la perception humaine et des illusions dont elle peut être victime.

Ainsi, le Parthénon a été conçu de manière à ce que certaines lignes de la construction, qui auraient semblé incurvées dans un sens, le soient dans l’autre, afin de corriger cet effet d’optique et de paraître parfaitement droites. À cette époque, il fallait le faire ! À partir de la Renaissance, que ce soit avec le trompe-l’œil, et plus tard l’impressionnisme, le pointillisme ou encore le surréalisme, l’art a lui aussi abondamment joué sur les illusions. Leonardo de Vinci, Picasso, Dali, Escher ou encore René Magritte sont parmi les plus célèbres à avoir donné à l’illusion picturale ses lettres de noblesse. Sans oublier les magiciens, les «illusionnistes» précisément, spécialistes dans l’art des trucages et des illusions d’optique ! Particulièrement intéressantes enfin : les illusions optico-géométriques.

Au milieu du 19ème siècle, des pionniers de la psychologie expérimentale en ont découvert une grande variété, plus de 200, auxquelles ils ont laissé leur nom. Ces dernières sont caractérisées par des figures géométriques qui entraînent, elles, des erreurs d’estimation, de dimension, d’interprétation ou de direction des éléments observés. Celles que nous vous présentons ici vous permettront d’en faire très simplement, mais de manière absolument convaincante, l’expérience. Même les esprits les plus rationnels ne peuvent que s’incliner devant la perplexité dans laquelle nous plonge ce phénomène ! Mais comment tant d’illusions sont-elles possibles ?


Le responsable ? Ce n’est pas l’oeil !
Pour mieux comprendre, il faut se rappeler que l’œil fonctionne un peu comme un appareil de photo dont l’avant de l’œil, formé de la cornée et du cristallin, serait l’objectif et la rétine la pellicule. L’œil, ce petit organe globulaire de 2,5 cm de diamètre et de 7 g. environ est rempli de substances transparentes qui laissent passer la lumière. Composé du corps vitré, une masse gélatineuse transparente, il est entouré de la sclère, membrane qui constitue le blanc de l’œil et se transforme sur le devant en cornée. A travers la cornée on distingue un diaphragme musculaire circulaire, l’iris, qui donne à l’œil sa couleur et au centre duquel se trouve la pupille. Juste derrière l’iris, le cristallin, en forme de lentille biconvexe, laisse passer les rayons lumineux et les fait converger sur la rétine.

Pour s’adapter aux conditions extérieures, tout comme l’appareil de photo, l’œil fait automatiquement certains réglages. Ainsi, en cas de forte luminosité la pupille se rétrécit, réduisant ainsi la quantité de lumière qui entre dans l’iris, tandis qu’en présence d’une faible lumière elle s’agrandit. Mais ce n’est pas tout : en fonction de la distance, l’œil fait également la mise au point pour que l’image soit nette sur la rétine, en changeant la courbure du cristallin. Corps solide légèrement élastique, ce dernier est littéralement suspendu par des fibres musculaires lisses qui sont capables, en le bombant plus ou moins, d’en modifier légèrement la forme et donc les qualités optiques.

Cette capacité à modifier les courbures permet à l’œil de s’adapter instantanément à la distance qui le sépare de l’objet, que ce dernier soit proche ou lointain. C’est grâce au cristallin et à sa faculté d’adaptation que l’on peut aussi bien lire un journal qu’observer une scène pourtant éloignée. L’image qui se forme sur la rétine fait ensuite réagir des cellules nerveuses, les cônes pour la perception des couleurs et les bâtonnets pour celle de la luminosité, qui vont transformer les ondes lumineuses en influx nerveux. Derrière la rétine, le nerf optique prend le relais et amène ces influx nerveux, tels des messages codés, jusqu’au cerveau.

Les illusions : des erreurs d’ interprétation ?
Tout ce processus, partiellement encore mystérieux, aboutit à la possibilité de voir en profondeur, de situer les objets, que ce soit dans l'espace ou les uns par rapport aux autres, et de percevoir l'ombre et la lumière. Or c'est justement dans cette perspective globale que le risque d'illusion peut se glisser. Et ce n?est pas l'oeil qui en est responsable, mais bien le cerveau ! Dans le champ visuel de tout oeil, il y a une petite lacune visuelle, un trou, le point aveugle appelé aussi tache de Mariotte. À l'endroit où se rencontrent le nerf optique et la rétine, là où toutes les branches terminales des fibres de la vue se rassemblent, il n'y a en effet pas de cellules visuelles sur un point rond d'environ

1,2 mm de rayon. Lorsqu’une partie d’une image disparaît, une retouche est faite par le cerveau qui comble ces failles à l’aide du contenu imagé le plus proche. Comme nos yeux sont continuellement en mouvement, le cerveau est presque toujours suffisamment informé sur l’ensemble de l’image, et donc il est en mesure de compenser ce qui n’est pas visible pour l’œil au moyen de mécanismes cérébraux automatiques.

Cela peut déjà donner lieu à un certain type d’illusions optiques. Quant aux autres illusions, elles ne prennent pas davantage naissance dans la rétine, mais dans le système visuel, au point où convergent pour la première fois les informations en provenance de chaque œil. Si la perception visuelle, la capacité de voir et de distinguer les formes, les couleurs et les mouvements proviennent bel et bien de l’œil, elles ne prennent réellement forme que dans le cerveau.

L’interprétation que ce dernier fait de toutes les informations reçues peut parfois être ambiguë. Eh oui, il arrive aussi que le cerveau se trompe et, du même coup, nous trompe, en nous faisant voir… autre chose que la réalité ! Cela provient-il de mécanismes propres aux organes des sens ou directement du cerveau ? Les illusions reflètent-elles une concurrence entre les deux hémisphères cérébraux ? Depuis le milieu du 19ème siècle les théories à ce sujet foisonnent, et les débats se poursuivent.

Ce qui est certain en revanche, c’est qu’elles sont du domaine de la perception, et qu’elles n’ont rien à voir avec la pensée ou le raisonnement. La preuve : vous avez beau savoir que les illustrations ci-dessous sont des illusions géométriques, cela ne vous empêchera pas de tomber dans le panneau, ou du moins d’en percevoir les déformations ! Amusez-vous bien !

Les images impossibles
Dans le domaine des arts visuels, divers effets ont été expérimentés afin d'induire des impressions ou illusions chez le spectateur. La première d’entre elles est bien sûr la perspective.

Dès le XXe siècle, de nombreux artistes ont cherché à aller au-delà et ont créé des figures étranges dont l'interprétation par le cerveau humain dans l'espace devient paradoxale. Certaines de ces figures, appelées «images impossibles», sont mondialement connues. Au premier coup d'œil, une figure impossible semble représenter un objet tridimensionnel habituel, mais son examen détaillé révèle une impossibilité : aucune interprétation du dessin entier ne semble concevable. La figure impossible tend un piège à notre système visuel.

Le cube de Necker Que percevez-vous de ce cube, la face avant ou arrière ? Dans cet exemple d’illusion ambiguë, deux images du cube apparaissent et le cerveau passe d'une représentation à l'autre. Les deux interprétations sont perçues comme valides mais ne confirment pas une seule représentation. Il peut aussi être considéré comme une figure impossible car, à des moments donnés, on peut percevoir la face arrière comme apparaissant à l’avant.

		L'escalier de Penrose Cet escalier monte-t-il ou descend-il ? Conçue elle aussi par le mathématicien Roger Penrose en 1958, cette figure impossible représente un escalier dont les deux extrémités se rejoignent en donnant l'impression d'une montée (ou descente) perpétuelle…
		Montée et descente Où vont les personnages ? Illustration sur google – taper : montée descente escher – sur 1ère page, en dernier article « sur la piste de JP Dessins et mosaïques d’Escher » - aller sur montée descente. Fasciné par les travaux de Penrose, l'artiste néerlandais Maurits Cornelis Escher s’en est beaucoup inspiré. Dans cette lithographie intitulée Montée et descente, on voit un édifice qui paraît normal au premier coup d’œil. En y regardant de plus près, on aperçoit des personnages descendant un escalier situé au sommet d'une tour qui en croisent d’autres en train de monter ce même escalier. Si nous suivons ceux qui montent, on constate qu'ils ne redescendent jamais et que l'escalier se boucle sur lui-même en ne faisant que monter… ou descendre