Chaque personne a ses horaires préférés. Aux extrêmes on distingue des gens du matin et des gens du soir qui représentent  quelques pourcents de la population. Entre ces 2 extrêmes  se trouve l’immense majorité de la population. Le sommeil peut cependant survenir n’importe quand, voire inopinément  si l’on se met en privation de sommeil, car au bout d’un certain temps d’absence de sommeil, le corps réclame impérativement du repos et le sommeil survient à l’insu de la personne. On peut retarder volontairement son coucher jusqu’à certaines limites. La tolérance à la privation de sommeil est très variable selon les individus. Certains ont du mal à tenir 24 heures complètes, d’autres ont une plus grande résistance au sommeil et résistent correctement 3 jours sans trop de souci.

Le record en ce domaine a été réalisé en 1964 par Randy Gardner, un étudiant de 17 ans ,  qui a pu tenir  11 jours et demi sans sommeil,  avec, comme le raconte William Dément, encore de bonnes performances physique et intellectuelles à la fin de la période de privation. Outre  le facteur de résistance au sommeil caractéristique individuelle indéniable, des facteurs motivationnels vont jouer un rôle fondamental. En particulier la notion de danger change considérablement les choses. Ainsi en situation de catastrophe ou lors de course en navigation solitaire, l’individu est capable de mobiliser des ressources et une énergie hors du commun pour lutter contre le sommeil car sa survie en dépend.

Néanmoins lorsqu’on fait des études systématiques sur les fenêtres horaires qui « autorisent » ou pas de s’endormir, plusieurs zones ont été identifiées.  En particulier Strogatz  a repris   un grand nombre d’ étude par manipulation des rythmes veille sommeil que ce soit par  simulations de rythmes ultradiens, d’augmentation de période (rythmes supérieur à 24h ) ou de diminution (rythmes inférieur à 24h) pour en tirer un modélisation intéressante .

Ainsi il a identifié des zones où le sommeil est facilité, voire quasi impératif. La première se situe vers 3h du matin, en fait vers le minimum thermique de l’individu , à cet horaire il est très difficile de lutter contre le sommeil et de rester éveiller. La seconde se situe en milieu de journée et correspond au rythme de la sieste qui est un rythme biologique fondamental même s’il n’est pas toujours exprimé du fait de la répression de la société industrielle. En revanche, il y a des zones d’éveils qui correspondent à des moments où très peu de personnes sont capables de s’endormir et qui se situent en fin de matinée et  peu avant l’heure du coucher habituel et qui peut expliquer le renforcement de difficultés d’endormissement que l’on voit chez certains insomniaques qui cherche à se coucher plus tôt pour « dormir plus ».

Perez Lavie en simulant des rythmes veille-sommeil à cycles courts de 20 minutes a identifié des « portes du sommeil » qui sont des moments de la journée (milieu de journée et milieu de nuit) où la propension du sommeil est la plus forte.

La rotation de la terre autour du soleil induit un rythme lumière-obscurité de 24h. Est-ce la raison de l’existence de l’alternance du l’éveil et du sommeil?

En 1729, Jean-Jacques Dortous de Mairan, un astronome français, constate les feuilles de sensitive présente un rythme d’ouverture et  de fermeture des feuilles en fonction du jour et de la nuit qui persiste lorsque cette plante est maintenue en obscurité constante. Avec cette observation, il est le premier à mettre en évidence le caractère endogène de la rythmicité d’une fonction biologique chez des êtres vivants.

Ces observations en milieu constant signifient   2 choses : tout d’abord il existe un horloge interne qui commande nos rythmes biologiques,  et que deuxièmement il y a nécessité d’une remise à l’heure de nos horloges internes pour s’adapter à notre environnement et à notre temps social. Cette remise à l’heure s’effectue grâce à la lumière.

L’intérêt d’avoir une horloge dans le cerveau est de pouvoir programmer certaines actions nécessaires et répétitives : manger, assimiler, se reposer, être attentif… La confrontation au rythme solaire et la particulière sensibilité de nos horloges à la lumière complète le système en adaptant l’horloge à notre environnement.

Il existe également des rythmes annuels. Se situer dans l’année est tout aussi important, tout au moins pour certaines espèces en particulier chez lesquelles la reproduction est annuelle ou biannuelle. La température extérieure  n’est pas un bon paramètre, le champ magnétique, testé et retesté, ne recale pas les rythmes, le seul signal qui est pertinent pour notre organisme,  est la présence de lumière naturelle.  Il apparaît une autre caractéristique fondamentale dans le rôle de la lumière, c’est le moment où elle est reçue plus que la durée totale de l’éclairement qui a un sens pour nos rythmes.

La lumière agit sur notre cerveau par des voies particulières. Elle arrive sur la rétine où son intensité est perçue par les cellules ganglionnaires de la rétine. De là les fibres nerveuses se rendent directement vers une toute petite région de l’hypothalamus, le noyau supra-chiasmatique, véritable horloge interne de notre organisme.

Une seconde structure joue un rôle important, l’épiphyse qui secrète la mélatonine. Des voies indirectes partent de noyau supra chiasmatique pour aller à l’épiphyse, via le ganglion  cervical supérieur. Ainsi la lumière inhibe la sécrétion de mélatonine.

Lorsque la mélatonine est libérée elle agit en retour sur le NSC, et diffuse à tous l’organisme où elle va agir sur les cellules  pour entrainer la synchronisation des rythmes.

Finalement les synchroniseurs, social ou lumineux, agissent sur les horloges hypothalamiques pour remettre les pendules à l’heure;