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Sécurité lumineuse et visuelle

Scintillement, risque de lumière bleue et éclairage centré sur l’homme

Chaque produit a des conséquences sur la sécurité et la santé, et une lumière artificielle n’est pas différente. Les organismes de normalisation et les agences gouvernementales du monde entier en ont pris note et mettent en œuvre des règlements. Nous explorons ici certains des défis de sécurité visuelle concernant l’éclairage artificiel et certaines des choses que nous pouvons faire pour atténuer ces situations.

Spectromètre MK350S Premium

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Sécurité de la lumière

Depuis les Lumières fluorescentes, nous sommes devenus prudents quant aux effets négatifs de l’éclairage artificiel. Les premières lampes fluorescentes présentaient un scintillement, qui avait été impliqué dans une série de problèmes de santé. Aujourd’hui, avec l’avènement de l’éclairage LED, des problèmes anciens et nouveaux apparaissent à nouveau et nous devons redoubler d’efforts pour y faire face.

  • Flicker
  • Danger de la lumière bleue
  • HCL(Human Centric Lighting)

Qu’est-ce que le Flicker ?

Le scintillement est l’effet subtil de pulsation ou de stroboscopie d’une lumière, à peine perceptible par l’œil humain. Et pourtant, elle a été impliquée dans une foule de problèmes, dont des migraines, de la fatigue et même des crises d’épilepsie. On lui a même reproché une diminution de la productivité au travail et une déficience visuelle autour d’équipements dangereux.

Toutes les lumières ont le potentiel de scintiller à cause de l’électricité du réseau électrique, qui produit du courant alternatif ou CA. Les lampes fluorescentes modernes ont plus ou moins résolu ce problème grâce à une technologie appelée ballast électronique.

Avec l’avènement des lumières LED, nous avons assisté à un renouveau du scintillement. Les fabricants de LED ont donc mis au point ce que l’on appelle un “pilote” qui atténue le scintillement. Mais toutes les lumières ne sont pas créées égales et leurs conducteurs non plus, et vous pouvez donc toujours faire l’expérience de lumières LED avec clignotement.

Un autre aspect du scintillement est la “gradation”. Lorsque vous réduisez l’intensité d’une lumière, il s’agit de placer des coupures (coupures de phase) dans l’onde lumineuse, c’est-à-dire essentiellement de “couper” des parties de la lumière pour la rendre plus faible. Même si vous ne pouvez pas voir les “coupures”, elles réintroduisent le spectre du scintillement.

MK550T Spectroradiometer

Comment vérifier la présence de Flicker ?

La meilleure façon de mesurer le scintillement est de se procurer un compteur de scintillement avec des mesures de scintillement. Les mesures du scintillement comprennent le pourcentage de scintillement et l’indice de scintillement. Le pourcentage de scintillement a été la première mesure jamais réalisée, et elle a mesuré la différence proportionnelle entre le creux de la vague et la hauteur maximale de la vague (aspect vertical). Mais il ne prenait pas en compte la hauteur et la largeur de la vague (c’est-à-dire la surface) qui est également un facteur de scintillement – et c’est ainsi qu’est né l’indice de scintillement qui prend en compte la hauteur et la largeur.

Pourcentage de scintillement par rapport à l'indice de scintillement

Fondamentalement, les valeurs plus élevées de ces deux mesures tendent à favoriser une plus grande sévérité du scintillement.

La quantité de scintillement indiquée par les mesures doit également être évaluée. La norme IEEE PAR 1789-2015 fournit des lignes directrices suggérant la gravité des métriques de scintillement. Des produits comme la MK350S Premium intègrent ces directives et produisent un graphique pour montrer la gravité du scintillement (voir le graphique ci-dessous, à l’extrême droite).

Pourcentage de scintillement par rapport à l'indice de scintillement

Il existe des organisations qui établissent des normes pour la mesure du scintillement, comme l’IEEE, Energy Star ou la CEI. Les agences gouvernementales des États prennent également le papillotement au sérieux, en fournissant leurs propres directives.

Effets stroboscopiques et MVC

L’effet stroboscopique peut être vu comme l’effet “roue de wagon” dans les films, où les rayons d’une roue d’un wagon en mouvement semblent ralentir, s’arrêter et même tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. On le voit aussi dans les pales d’hélicoptère.

L’effet stroboscopique s’applique également au scintillement de la lumière. Nous pouvons utiliser l’exemple d’une lumière vacillante qui brille sur une scie électrique. Lorsque la vitesse des dents en rotation sur la lame qui tourne se synchronise avec le taux de scintillement de la lumière, il peut sembler que les lames ne tournent pas, alors qu’en réalité, elles sont à des vitesses dangereuses. Comme vous pouvez l’imaginer, cela pourrait être catastrophique dans un environnement d’usine où de nombreux travailleurs effectuent leurs tâches dans et autour de la scie.

Il existe une mesure appelée SVM qui mesure l’effet stroboscopique. Il est fourni par les produits UPRtek qui permettent de mesurer le scintillement. À mesure que le MVC augmente la gravité ou la visibilité de l’effet stroboscopique, l’effet augmente.

 

MK550T Spectroradiometer

Pour une discussion complète sur Flicker, téléchargez le manuel Flicker

Qu’est-ce que le Blue Light Hazard ?

Vous avez probablement entendu parler de Blue Light. La lumière bleue est plus nuisible pour les yeux que la lumière rouge, ce qui peut sembler contre-intuitif car on associe généralement le bleu à “cool” et le rouge à “hot”. Cependant, la lumière bleue a une longueur d’onde plus courte et cela s’accompagne d’une énergie plus élevée. C’est pourquoi le terme de lumière à haute énergie visible (HEV) a été appliqué aux quantités dangereuses de lumière bleue. La lumière HEV a été impliquée dans des pathologies visuelles telles que la cataracte et la dégénérescence maculaire.

Le soleil émet beaucoup de lumière bleue, tout comme l’éclairage LED et les écrans plats. La distance et le temps d’exposition à la lumière bleue sont également des facteurs importants. Et bien sûr, il existe des produits sur le marché qui réduisent les risques liés aux VHE, tels que les lunettes anti-lumière bleue ou les housses d’écran anti-bleu pour les moniteurs.

Protection contre la lumière bleue

Voici l’écran uSpectrum du spectromètre MK350S Premium. L’écran utilise le mode de comparaison pour tester deux réglages différents, le mode “froid” et le mode “chaud”, sur le panneau d’affichage. Notez que la partie bleue du spectre a considérablement diminué

Comment mesurer le risque de lumière bleue (BLH) ?

Un spectromètre avec des mesures du risque de lumière bleue peut fournir des informations sur l’éclairage des VHE. Il existe des lignes directrices pour la sécurité des véhicules électriques hybrides, notamment les normes EIC 62778 et IEC 62471. La prime MK350S les utilise pour mesurer et évaluer la gravité du VHE.

MK350S Blue Light Hazard data (à gauche) – Les valeurs RG signifient “Risk Group”.

Eb, Kbv sont des mesures BLH (blue light hazard) utilisées par les chercheurs pour mesurer les quantités photométriques de lumière bleue qui présentent un risque photobiologique. Ils sont utilisés pour obtenir une évaluation du “groupe à risque”.

Les LED sont partout et nous sommes exposés sans le savoir à une lumière bleue de haute intensité tous les jours, que ce soit lors de concerts sur scène, assis dans le fauteuil d’un dentiste ou même en conduisant la nuit avec des feux de route à LED. Combien c’est trop, et est-ce que cela cause insidieusement des dommages à la rétine au fil du temps. C’est là que les organismes de normalisation, les mesures des HEV et les dispositifs de mesure spectrale sont des outils importants pour lutter contre la lumière bleue dangereuse.

Ressources :

https://www.ledsmagazine.com/smart-lighting-iot/smart-cities/article/16695906/risk-group-determination-characterizes-photobiological-safety-in-led-lighting-magazine

https://www.researchgate.net/publication/282437539_Blue_Light_Hazard_and_Risk_Group_Classification_of_8_W_LED_Tubes_Replacing_Fluorescent_Tubes_through_Optical_Radiation_Measurements

https://www.energex.com.au/__data/assets/pdf_file/0004/757174/Blue-light-hazards-report-March-2019.pdf

Qu’est-ce que le HCL (Human Centric Lighting) ?

Ces dernières années, on s’est de plus en plus intéressé à la manière dont la lumière du soleil peut influencer notre comportement. Au cours de millions d’années d’évolution, les humains se sont physiologiquement attachés aux couleurs de la lumière du soleil qui se lève et se couche chaque jour. Mais avec l’avènement de l’éclairage artificiel, des études montrent que ces couleurs sont perturbées, ce qui entraîne des problèmes de comportement tels que l’insomnie et la fatigue.

Nous pensions que les bâtonnets et les cônes étaient les seuls types de photorécepteurs (composants réactifs à la lumière) dans notre système visuel. Un troisième type de photorécepteur avait été découvert.

Ce photorécepteur, appelé ipRGC, est une caractéristique évolutive, qui est sensible aux couleurs de la lumière du soleil lorsqu’elles changent au cours de la journée.

Lorsque le soleil se lève, la lumière bleue plus froide fait que les récepteurs ipRGC déclenchent des mécanismes pour arrêter les hormones de repos/sommeil (c’est-à-dire la mélatonine) et encourager les hormones de réveil (c’est-à-dire la dopamine, le cortisol, la sérotonine). Lorsque le soleil se couche, les couleurs deviennent plus chaudes (orange/jaune), ce qui favorise la sécrétion de mélatonine pour le repos et le sommeil.

“Au début de ce millénaire, un troisième type de photorécepteurs, les cellules ganglionnaires intrinsèquement photosensibles de la rétine (ipRGC), a été découvert dans l’œil”.

▸Human Centric Lighting (HCL) by Lighting Manufacturer

Perturbation de nos rythmes circadiens

Lorsque ces schémas circadiens sont perturbés, il en va de même pour notre routine naturelle de veille et de sommeil. Avec l’avènement des lumières artificielles, la lumière bleue de l’après-midi/du soir provenant des plafonniers, des téléphones portables et des panneaux d’affichage peut déclencher par erreur un réveil, alors que nous devrions nous préparer à nous reposer et éventuellement à dormir. Ces perturbations peuvent provoquer de l’insomnie, de la fatigue et un malaise général, sans parler d’une foule d’autres troubles liés aux hormones.

Le HCL ou Human Centric Lighting (éclairage centré sur l’homme) veille à ce que l’éclairage soit adapté à nos schémas circadiens naturels. En effet, l’objectif de l’éclairage artificiel HCL est d’imiter les couleurs du Soleil tout au long de la journée.

 

Mesurer les LHC

Il existe des paramètres pour mesurer les HCL, tels que dérivés de la norme de construction WELL (V1) et de la norme CIE TN 003-2015. L’image ci-dessous montre les mesures de la MK350S Premium Blue Light et HCL.

 

Les mesures pour les HCL (en haut à droite), représentent les quantités de lumière pour certaines longueurs d’onde associées à un certain photopigment dans la rétine (voir ci-dessous). Lorsque la lumière est absorbée par un photopigment, elle produit un changement physiologique dans notre corps. La plus connue est le “Lux mélanopique”, qui représente les quantités photométriques de lumière à 480 nm, qui affecteront la mélanopsine, connue pour réguler nos cycles circadiens.

Le HCL est une avancée passionnante en matière d’éclairage et de physiologie. Nous avons découvert que la lumière peut avoir un effet négatif sur nos activités hormonales et comportementales. Inversement, c’est une nouvelle occasion d’utiliser ces nouvelles connaissances à notre avantage. Et cela consiste à utiliser la lumière comme une forme de thérapie. Et cela nécessite une évaluation spectrale appropriée et une mesure quantitative de la lumière.

Pour en savoir plus, lire “Mesurer et utiliser la lumière à l’ère de la mélanopsine”, Tendances dans les neurosciences

Un éclairage sain et sûr.

L’éclairage n’est pas sans poser de problèmes de sécurité, et peut causer une foule de problèmes au fil du temps, notamment une dégradation visuelle et des problèmes de comportement. Les organismes d’éclairage et même les agences gouvernementales combattent ces problèmes par des règlements et des directives. Les appareils de mesure de la lumière sont utilisés pour aider à éliminer le risque d’obtenir des lumières qui ne sont pas sûres à utiliser avec une évaluation et une appréciation précises.

Série de manuels

Le guide du scintillement

Un regard complet sur le Flicker, pourquoi nous l'avons, quels sont les problèmes qu'il pose, comment vous pouvez le mesurer et ce que vous pouvez faire pour l'éviter.

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A propos de l'UPRtek

United Power Research and Technology

UPRtek (est. 2010) est un fabricant d'instruments de mesure de la lumière portables et de haute précision ; spectromètres portatifs, appareils de mesure de la PAR, spectroradiomètres, solutions de calibrage de la lumière.

Le siège d'UPRtek, la R&D et la fabrication sont tous basés à Taiwan, avec une représentation mondiale par le biais de nos revendeurs certifiés.

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