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Les sources LED – santé

Dans le dossier : LED

Il est intéressant d’approfondir les 3 sous chapitres qui font débat encore aujourd’hui


Il est intéressant d’approfondir les 3 sous chapitres qui font débat encore aujourd’hui :

  • Facteur circadien,

Il en ressort que les LED qui présentent une température de couleur de 3000 K ont un facteur circadien semblable à celui des lampes à incandescence et des lampes à économie d’énergie émettant une lumière blanc chaud. Pour des températures de couleur de 6000 K et plus, les facteurs circadiens se rapprochent de ceux de la lumière du jour.

La composante bleue de la lumière émise par une LED peut, selon son importance et l’utilisation de la LED en question, influencer le rythme circadien. La température de couleur indiquée sur la lampe constitue un élément d’information : les LED qui ont des températures de couleur de 3000 K ont des propriétés analogues à celle des lampes à incandescence ou des lampes à économie d’énergie émettant une lumière blanc chaud. Elles sont adaptées à l’éclairage des locaux dans lesquels séjournent des personnes avant l’heure du coucher. Les LED qui émettent une lumière blanc froid ou blanc bleuté, avec une température de couleur plus élevée de l’ordre de 4000 à 8000 K, sont mieux adaptées à l’éclairage de pièces dans lesquelles des personnes se tiennent durant la journée et mènent des activités. Les températures de couleur sont indiquées sur les LED (Commission européenne 2012).

 

  • LED bleue,

L’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) a publié en octobre 2010 un rapport mettant en garde sur deux risques sanitaires pouvant être générés par les LED :

– le déséquilibre spectral des LED (forte proportion de lumière bleue dans les LED blanches) est une première dans l’histoire humaine et aucune donnée n’est disponible quant aux conséquences d’une exposition de longue durée sur la santé d’une telle lumière bleue.

– les très fortes luminances des LED qui peuvent provoquer des éblouissements et qui doit être traité très sérieusement par les fabricants de luminaires, voir le chapitre sur l’optique, la norme d’éclairage intérieur et l’UGR.

 

Pour autant, le Syndicat de l’éclairage nuance le risque : « ne sont concernées que certaines sources LED de forte puissance réservées à des applications professionnelles (éclairage extérieur de grande hauteur par exemple). Elles ne sont pas disponibles à la vente pour des usages d’éclairage normal à l’intérieur des bâtiments, et des dispositions de sécurité sont prises pour leur utilisation. »

De plus, « l’ensemble des fabricants de luminaires et d’ampoules LED doit vérifier que leurs produits n’émettent pas trop de lumière bleue, pour cela ils utilisent des méthodes définies dans les normes européennes NF EN 62471, et IEC/TR 62778 au niveau mondial. Le marquage CE apposé sur ces produits engage le fabricant dans le respect de la réglementation ». explique le Syndicat.

 

Il existe également un risque d’éblouissement. Par conséquent, l’Anses recommande de diminuer les luminances des LED, notamment par des dispositifs optiques ou des luminaires adaptés.

 

La norme européenne NF EN 62 471 relative à la sécurité photobiologique des lampes propose une classification des LED en fonction de leur danger photobiologique pour l’œil (thermique et photochimique), elle utilise la valeur limite pour le risque lié à la lumière bleue pour classer les lampes en quatre groupes : un groupe sans risque et trois groupes de risque. Une lampe est assignée à un groupe de risque sur la base de son rayonnement, en fonction de la durée d’exposition à laquelle la valeur limite est atteinte. Cette norme distingue les lampes qui ne présentent aucun risque du fait de leur faible rayonnement, même en cas d’utilisation sans restriction de durée, de celles qui ne sont sans danger que pour une durée limitée, voire extrêmement courte, en raison de leur rayonnement plus élevé, voire très élevé. Elle définit ces groupes comme suit :

 

Groupe sans risque : sans risque, même pour une exposition très longue de la rétine jusqu’à 10 000 secondes (166,6 minutes) ;

Groupe de risque 1 : sans risque pour une durée d’exposition comprise jusqu’à 100 secondes (« risque faible ») ;

Groupe de risque 2 : sans risque pour une durée d’exposition comprise jusqu’à 0,25 secondes (« risque modéré ») ;

Groupe de risque 3 : peut présenter un risque même en cas d’exposition très courte (« risque élevé »).

 

L’éventail des durées d’exposition admises au sein des groupes de risque est tellement large que ces derniers ne reflètent que grossièrement la dangerosité potentielle des lampes. Pour évaluer une lampe, il est plus utile d’indiquer la durée d’exposition de la rétine à laquelle la valeur limite est dépassée.

 

Enfin, il est recommandé de se tenir à plus de 20 cm d’une source lumineuse LED. En effet, selon une étude de l’Université de Madrid, les lampes à LED de couleur bleue pourraient endommager de manière irréversible les cellules de l’œil. Toutefois, les conditions qui ont mené à ces résultats ont peu de risques d’être réunies : être exposé à des lampes LED bleues d’une luminosité équivalente à une lampe à incandescence de 100 W, à 20 cm de distance et ce pendant 12 heures…

Il en est de même pour des études faites en Suisse :

Un échantillon de lampes et de luminaires à LED de diverses factures qui se trouvaient sur le marché en 2015 a été évalué sur mandat de l’Office fédéral de la santé publique (OFSP) et de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) par l’Institut fédéral de métrologie (METAS) (Rinderer et Thalmann 2015). Cette étude a déterminé à partir de quelle durée d’exposition la valeur limite pour le risque lié à la lumière bleue était dépassée.

 

Pour les lampes d’éclairage courant, la norme européenne relative à la sécurité photobiologique des lampes prévoit une évaluation du risque à la distance à laquelle elles produisent un éclairement de 500 lux. Comme cette exigence peut conduire à des distances qui seraient peu réalistes dans certaines circonstances (p. ex. des lumières posées près du sol, à la portée d’enfants en bas âge), elle a été contournée pour cette étude et les mesures ont été conduites à des distances de 20 cm et de 10 cm. Un éloignement de 20 cm correspond à la distance à partir de laquelle un adulte distingue nettement un objet. La distance de 10 cm est son pendant pour les enfants (Duane 1908). Par ailleurs, les deux types de populations déjà décrits plus haut ont été considérés : (1) les personnes dont les yeux sont dotés d’un cristallin normal et qui ont donc une sensibilité normale à la lumière bleue et (2) les personnes dont le cristallin est très clair ou qui en sont dépourvues et qui présentent de ce fait une sensibilité accrue à la lumière bleue. La durée maximale d’exposition pour différents types de lampes à LED est présentée dans le tableau 1 en fonction de la distance de la lampe à l’œil et de la sensibilité de l’œil à la lumière bleue.

 

Durée d’exposition en minutes à laquelle peut apparaître un risque lié à la lumière bleue en cas d’observation directe de la LED. La durée d’exposition la plus courte et la plus longue sont fournies pour chaque type de fabrication, à une distance de 10 cm et de 20 cm.

Cette étude ayant porté sur un échantillon de LED disponibles dans le commerce, ses résultats ne sont pas généralisables. On peut toutefois en tirer quelques indications sur le risque lié à la lumière bleue et sur les durées d’exposition correspondantes :

La plupart des LED évaluées relèvent du groupe sans risque ou du groupe de risque 1.

Les LED en forme de lampe à incandescence dépolies et les LED tubulaires répondent aux exigences du groupe sans risque. Un risque lié à la lumière bleue apparaît parfois autour de 400 minutes, mais dans la plupart des cas, il ne survient qu’après 500 minutes.

Pour les autres formes de lampes, comme les spots ou les LED avec réflecteur, les produits relèvent du groupe sans risque ou du groupe de risque 1, ainsi que, dans un cas, du groupe de risque 2.

Dans le cas des lampes à poser, parfois placées très près des yeux, la durée à laquelle apparaît un risque lié à la lumière bleue est extrêmement variable d’un modèle à l’autre.

Les LED relevant du groupe de risque 1 peuvent présenter un risque lié à la lumière bleue dès 2 minutes d’exposition environ. Pour celles du groupe 2, ce temps tombe à 90 secondes.

Le fait que l’œil se trouve à 10 cm de la lampe plutôt qu’à 20 cm peut réduire la durée d’exposition à laquelle le risque lié à la lumière bleue apparaît. Mais cet effet est peu marqué dans le cas des lampes présentant une durée d’exposition courte.

Pour les yeux présentant une sensibilité accrue à la lumière bleue, c.-à-d. dont le cristallin est très clair ou sans cristallin, le risque lié à la lumière bleue a tendance à apparaître plus tôt que pour les yeux normaux, mais sans que cette différence ne soit très marquée.

Évaluation des effets sur la santé

En l’état des connaissances, il semblerait que la lumière bleue émise par les LED ne présente pas de risque pour les yeux. Ce constat vaut également pour les enfants et les personnes dotées d’un cristallin très clair ou sans cristallin. Il convient toutefois de faire preuve de prudence lorsqu’une LED est utilisée à proximité des yeux. Comme la classification actuelle des produits ne fournit que des informations relativement grossières sur le risque lié à la lumière bleue, on recommande, en cas de forte exposition des yeux, d’utiliser des lampes ou des tubes à LED appartenant au groupe sans risque. Il n’est pour l’heure pas possible d’évaluer les effets à long terme de la lumière bleue des LED.

 

  • Flickering, ou papillotement

La lumière des lampes à LED peut présenter des fluctuations rapides si le courant qui alimente la lampe n’est pas continu. Le réseau électrique distribue un courant alternatif de 50 hertz (Hz), c’est-à-dire qu’il effectue 50 alternances par seconde, ou encore qu’il change 100 fois de sens par seconde. Si le transformateur électronique d’une lampe à LED ne compense pas ces variations, la lumière émise par la puce ne sera pas constante. Un papillotement peut également apparaître lorsqu’une lampe à LED est tamisée : soit des papillotements déjà présents sont accrus, soit des papillotements qui n’existent pas en fonctionnement normal apparaissent.

Chez la plupart des gens, les variations d’intensité lumineuse sont perceptibles par l’œil jusqu’à une fréquence de 60 Hz. Si cette fluctuation n’est plus perceptible visuellement au-delà de 100 Hz, fréquences souvent présentées par les lampes à LED, la rétine continue toutefois à détecter des papillotements jusqu’à 200 Hz, sans que l’on en ait conscience.

 

Des effets sanitaires de ces vacillations reste très limitée et le peu que l’on sait provient d’études menées sur des tubes fluorescents avec ballast conventionnel. On sait toutefois que les vacillations peuvent provoquer des effets sanitaires immédiats ou à plus long terme. Les effets immédiats touchent principalement les personnes souffrant d’épilepsie photosensible. Des fréquences de papillotement comprises entre 3 et 70 Hz présentent un risque pour elles. Etre longtemps exposé à des vacillations de la lumière peut provoquer des maux de tête, des migraines et des douleurs oculaires.

Cela peut également limiter l’acuité visuelle, la concentration ou les performances intellectuelles (Wilkins et al. 2010 ; Karanovic et al. 2011 ; Shepherd 2010). En règle générale, les papillotements de sources lumineuses larges, telles que les lampes mates, sont plus gênants que ceux de sources lumineuses ponctuelles, car elles stimulent une plus grande surface de la rétine.

 

Selon leur fabrication, les LED peuvent émettre une lumière ne vacillant pas ou vacillant fortement. Il n’est pour l’heure pas possible de déterminer si ce papillotement présente un risque sanitaire (SCENIHR 2012). Par mesure de prévention, il est recommandé :

  • d’utiliser des LED ne vacillant pas pour éclairer les locaux dans lesquels se tiennent des gens pendant longtemps. Il est possible de déterminer si une LED papillote à l’aide de l’appareil photo d’un téléphone portable ou d’un appareil photo numérique : placer la LED près de l’objectif et faire le point. Si des stries apparaissent sur l’image qui se forme à l’écran, c’est que la lumière vacille ;
  • de ne pas tamiser les lampes à LED dans les lieux où se tiennent des personnes qui souffrent d’épilepsie, de migraines ou de maux de tête

S’appuyer sur les nouvelles recommandations – IEEE Std 1789-2015 liées aux alimentations utilisées afin d’éviter ce phénomène.

Un fonctionnement dans la zone grisée offre un niveau d’inconfort visuel minimal et réduit le risque de migraine et de déclenchement d’épilepsie photosensibles.

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