Pourquoi les veines sont elles bleues sous la peau ?

La question

Bon, tout le monde sait que le sang est rouge, et tout le monde voit que les veines sous la peau sont bleues. Alors la question est simple (mais pas la réponse): pourquoi ?

Les idées reçues

Tout d'abord, pour ne pas changer, écartons les idées reçues. Les explications (fausses) rencontrées le plus souvent sont les suivantes:

1. Le sang dans les veines contient moins d'oxygène que dans les artères, ce qui expliquerait la couleur bleue
2. Le sang n'apparaitrait rouge qu'après oxydation à l'air libre

Il est vrai que le sang dans les veines contient moins d'oxygène que dans les artères (évidement) mais il est faux de dire que cela le rend bleu. En effet, le sang contenant très peu d'oxygène semble marron foncé (alors que la teinte rouge vif est due au mélange d'hémoglobine, de fer et d'oxygène), mais certainement pas bleu.

Par ailleurs, les chirurgiens savent bien que les veines ne sont pas bleues si on ne les regardent pas à travers la peau.

L'explication

Tout d'abord, précisons que nous ne parlons que des personnes ayant la peau blanche et claire. Si vous êtes noir, ou bronzé (présence de mélanine en grande quantité) l'effet optique est différent.

La peau semble blanche car elle n'absorbe pas beaucoup de lumière: elle réfléchie donc différentes longueurs d'ondes et nous la voyons blanche.

Le sang, quant à lui, absorbe toutes les longueurs d'onde, mais un peu moins le rouge, qui nous est donc renvoyé. Cependant, la lumière bleue pénètre la peau plus difficilement que la rouge.

Si un vaisseau est situé juste sous la peau, quasiment toute la lumière bleue est absorbée par ce dernier, et même si seul un quart de la lumière rouge est réfléchi, il y a 10 fois plus de lumière rouge réfléchie que de lumière bleue (ratio lumière rouge/bleue réfléchie = 10/1). Ainsi, le vaisseau apparait rouge.

Mais, si le vaisseau sanguin est un peu moins superficiel (0.5 mm ou plus sous la peau), alors moins de lumière est absorbée (bleue et rouge). Mais comme la lumière bleue pénètre plus difficilement la peau (le ratio lumière rouge/bleue réfléchie est de 3/2, contre 10/1), il y a proportionnellement moins de lumière bleue que de lumière rouge absorbé. Ainsi, à cette profondeur, les vaisseaux sanguins apparaissent "un peu moins rouge".

Mais, vous demandez vous certainement, un peu moins rouge d'accord, mais étant donné que le rapport lumière rouge/lumière bleue est de 3/2 (certes c'est moins que 10/1), on devrait les voir rouge quand même ?

En fait, cela s'explique par la perception relative que nous avons de la couleur (voir cette illusion d'optique). La peau réfléchie plus de lumière rouge que de lumière bleue (ratio 5/3) et son absorption des différentes longueurs d'ondes est différente de celles des vaisseaux sanguins. Aussi, un objet pourpre placé sur un fond rouge parait bleu, et c'est exactement ce qui se passe pour les vaisseaux sanguins: sur un fond blanc, ils paraitraient pourpre, mais sur le fond légèrement teinté de rouge de la peau, ils semblent bleus.

Question complémentaire

Pourquoi les veines et pas les artères ? Parce que ce sont les seuls vaisseaux sanguins que nous voyons ! En effet elles sont:

• plus grosses. Le rôle principal des veines est de ramener le sang au cœur mais elles constituent aussi un réservoir de sang: à chaque instant, deux tiers du
  volume total du sang dans notre corps se trouve dans les veines, ce qui
  explique leur taille plus importante.
  
• ont des parois plus fines. La pression est plus importante dans les artères, où les parois sont donc plus épaisses.
  
• sont situés moins profondément sous la peau. Ainsi, elles permettent un échange de chaleur plus facile avec l'environnement et un refroidissement du corps plus efficace. Les artères sont plus en sécurité (blessures) en profondeur...
  

Mais si nous pouvions les voir, les artères sembleraient aussi bleues que les veines ... à travers la peau !

La publication scientifique (il s'agit d'optique) est disponible ici (en anglais)
plus d'infos (en anglais)