Les cils des mammifères protègent l'œil des particules en suspension dans l'air en redirigeant le flux d'air.
Introduction
Les yeux ont des surfaces sensibles qui doivent être protégées des particules en suspension dans l'air potentiellement irritantes comme le pollen, la poussière et les agents pathogènes. Pour les mammifères, les larmes humides sont une stratégie qui aide à protéger l'œil des particules étrangères, mais ils ont aussi une autre stratégie : les cils. Malgré leur aspect poilu semblable à un filtre, les cils ne fonctionnent pas comme des filtres typiques qui retiennent les débris. Au lieu de cela, ils projettent loin de la surface sensible de l'œil et modifient le flux d'air entrant qui peut transporter des particules étrangères.
La stratégie
Des simulations de flux d'air autour des yeux sans cils, longs cils et cils de longueur intermédiaire montrent que les surfaces oculaires avec des cils de longueur intermédiaire devraient connaître des flux plus faibles.
Sans cils, rien ne protège l'œil des flux d'air entrants qui peuvent déposer des particules étrangères sur l'œil.
Au fur et à mesure que les cils sont ajoutés, ils redirigent le flux d'air entrant pour créer une zone d'air stagnant juste au-dessus de la surface de l'œil. Cette couche d'air stagnant a des débits plus faibles, ce qui réduit le nombre de particules en suspension dans l'air qui atterrissent à la surface de l'œil.
Cependant, les cils très longs se projettent si loin dans le flux d'air entrant qu'ils commencent à diriger des flux à grande vitesse vers la surface de l'œil. Le résultat de ces effets opposés est que les cils d'une longueur qui est d'environ un tiers de la largeur de l'œil semblent produire les flux d'air les plus faibles. Ce rapport entre la longueur et la largeur des cils semble correspondre aux mesures des cils chez de nombreuses espèces différentes de mammifères.
Les cils redirigeant les flux d'air autour des yeux constituent un mécanisme passif pour aider à garder la surface de l'œil propre. Ce mécanisme peut également fonctionner chez les insectes, où les poils oculaires qui se projettent entre les facettes oculaires semblent réduire le flux d'air à la surface de l'œil. Chez les mammifères, une autre façon possible pour les cils de protéger les yeux est de fonctionner comme un déclencheur, faisant clignoter l'œil lorsqu'ils sont touchés.
Adapté d'Amador GJ; Mao W; DeMercurio P; Montero C; Clewis J; Alexeev A; Hou DL. Les cils détournent le flux d'air pour protéger l'œil. JR Soc. Interface. 2015. 12(105): 20141294, avec l'autorisation de la Royal Society.
Le potentiel
Les surfaces ou objets sensibles et délicats sont tout autour de nous dans des environnements construits par l'homme. L'utilisation d'un réseau de fibres pour créer une barrière protectrice contre le flux d'air autour d'elles pourrait fournir une alternative plus efficace ou durable aux formes de protection actuelles. Cela pourrait également permettre de protéger des objets ou des surfaces qui ne sont généralement pas protégés du tout, en augmentant leur durée de vie fonctionnelle et en diminuant la quantité de ressources nécessaires pour les réparer ou les remplacer.
