lumiere artificielle

Description

Nous ne traiterons ici que la nuisance lumière artificielle produite par les lampes électriques utilisées pour l’éclairage des locaux de travail.
 
1.    Descriptif

Les lampes électriques utilisées pour l’éclairage des locaux émettent principalement des rayonnements optiques de longueur d’onde comprise entre 400 et 780 nm visibles par l’œil humain.
On ne peut pas définir de façon absolue les limites en longueur d'onde des rayonnements visibles par l’œil humain ; la sensibilité de l'œil diminue progressivement, et varie selon les individus. La Commission internationale de l'éclairage définit la vision de l'observateur de référence entre une longueur d'onde dans le vide de 380 nanomètres (nm), perçue comme un violet, et celle de 780 nm correspondant à un rouge.
Toutefois l’émission électromagnétique d’une source lumineuse qu’elle soit naturelle comme le soleil, ou artificielle, ne se limite pas le plus souvent à des longueurs d’onde du spectre visible : il y a souvent des émissions d’ultraviolet (UV) et ou d’Infra Rouge (IR) en fonction de la nature de la source.
Dans son projet « Eclairer mieux et dépenser moins d’énergie » l’UE accélère les mutations des technologies d’éclairage et favorise l’émergence de produits dont les effets sanitaires sont mal évalués notamment en ce qui concerne l’énergie lumineuse et le rayonnement ultraviolet.

Rappel :
Le lumen (lm) est une unité de puissance lumineuse qui indique la quantité de lumière émise par une ampoule ou une lampe. "Un lumen est le flux lumineux capté par une surface de 1m² située à 1m d'une source lumineuse ayant une intensité lumineuse d'une candela (=flamme d'une bougie)".
 

Les différents types de lampes électriques pour l’éclairage :


1.1 Lampe à incandescence


Les Etats de l'Union européenne ont approuvé le 8 décembre 2008 l'arrêt progressif de la vente des lampes à incandescence, leur abandon est définitif depuis le 1er septembre 2012.

La lampe à incandescence est constituée d'un filament, généralement en tungstène, qui émet de la lumière lorsqu'il est porté à très haute température grâce au passage d'un courant électrique. A l'intérieur de l'ampoule se trouve du vide ou un gaz inerte.

1.2 Lampe à halogène


                         
Petit à petit les lampes à halogène sont retirées du marché car trop consommatrices d’énergie.

Actuellement, certaines lampes halogènes dites de type amélioré (classe énergétique C au minimum) échappent au retrait du marché, notamment les lampes halogènes au xénon (classe C) et les lampes halogènes à revêtement infrarouge (classe B).

La lampe halogène fonctionne sur le même principe qu’une lampe à incandescence, elle produit de la lumière visible à partir d’un filament de tungstène porté à incandescence. Pour éviter une dégradation très rapide du filament, celui-ci est placé dans une ampoule à verre de quartz (pour les hautes températures) renfermant des gaz halogénés à haute pression comme l’iode et le brome. A la différence de la lampe à incandescence, les atomes de tungstène expulsés du filament par sublimation sont captés par le gaz halogène évitant le dépôt du tungstène sur la paroi intérieure de l’ampoule. En effet, les atomes de tungstène et les halogènes forment directement des halogénures de tungstène qui par convection naturelle se déplacent librement et migrent vers le filament plutôt que vers le point froid que constitue la paroi intérieure de l’ampoule de verre.
Sous l’effet de la chaleur, les halogénures de tungstène se dissocient permettant aux atomes de tungstène de se fixer sur le filament et les halogènes d’être libres pour le cycle suivant. Cette caractéristique de la lampe halogène lui permet de travailler avec une surface d’ampoule beaucoup plus petite.


1.3 Lampe à LED (Light Emitting Diode ou diode électroluminescente)



                                              
Il existe trois méthodes LED pour créer une lumière blanche ; la plus répandue est celle qui consiste à utiliser la LED émettant dans le bleu, associé à une couche luminophore jaune, permettant de passer à la couleur blanche.


1.4 Lampe à décharge

Une lampe à décharge est une lampe électrique constituée d'un tube ou d'une ampoule en verre remplie de gaz ou de vapeur métallique, sous haute ou basse pression, au travers duquel on fait passer un courant électrique ; il s'ensuit une conversion en photons donc de la lumière.

On distingue les lampes à décharge basse pression et les lampes à décharge haute pression :

1.4.1 Lampes à décharge basse pression

Les tubes fluorescents


                                            
Les tubes fluorescents sont communément, mais faussement, encore appelés lampes néon.
C’est une lampe électrique de forme tubulaire de la famille des lampes à décharge à basse pression. Elle contient du mercure sous forme de gaz. Si un flux d'électrons passe d'une extrémité du tube vers l'autre, ces électrons vont percuter des atomes de ce gaz, dont les atomes ionisés sous l'effet d'un courant électrique appliqué entre les électrodes placées à chaque extrémité ; les atomes de mercure émettent alors un rayonnement essentiellement ultraviolet par luminescence, qui est converti en lumière visible par la poudre fluorescente déposée sur les parois du tube.
La couleur de la lumière émise dépend de la nature de la poudre fluorescente utilisée.
Le tube est interchangeable et ne constitue qu’une partie du système (ballast, starter, support, réflecteur). Le rôle du ballast est d'assurer un courant adapté à un éclairage continu.


Lampe fluoro-compacte


                                         
 
Ces lampes sont compactes grâce au pliage en deux, trois, quatre ou six d'un tube fluorescent dont le diamètre est compris entre 7 et 20 mm. En raison du faible diamètre du tube, seules des poudres fluorescentes à trois bandes sont employées. La forme compacte du tube à décharge pose aussi un problème de dissipation thermique et plusieurs moyens sont employés pour limiter la pression de vapeur saturante de mercure afin de rester au régime optimum de fonctionnement. Certaines lampes emploient des amalgames de mercure-étain ou mercure-bismuth, alors que d'autres sont pourvues d'appendices froids où le mercure se condense.
A la base de l’ampoule se situe le culot qui renferme un ballast électronique.


1.4.2 Lampes à décharge haute pression

• Les lampes aux halogénures métalliques
• Les lampes à vapeur de sodium haute pression
• Les lampes à vapeur de mercure interdites à la vente.

 

 

Type de lampe	Avantages	Inconvénients
Incandescence Abandon définitif depuis 2012	• la moins chère • excellent Indice de Rendu des Couleurs (IRC) • pleine puissance instantanément • ne pollue pas	• rendement lumineux faible : produit beaucoup de chaleur • durée de vie courte
Halogène Les lampes de classe énergétique B et C échappent actuellement au retrait : lampes au xénon et lampes à revêtement IR	• existe en très basse tension et en tension du réseau • quantité et qualité de lumière identique toute sa vie • très bon IRC • grand choix de température de couleur • ne pollue pas	• rendement lumineux faible mais supérieur de 30% par rapport aux incandescences • durée de vie limitée • supporte mal les allumages /arrêts répétés • résiste peu aux chocs et vibrations • prix d’achat supérieur à l’incandescence • risque de brûlures ; doit être munie de verre protecteur • émission d’UV
LED	• existe en très basse tension et en tension du réseau • rendement lumineux élevé : faible consommation électrique et faible émission de chaleur • durée de vie longue • grand choix de température de couleur • possibilité de produire une grande variété de couleurs • les allumages/arrêts répétés n’endommagent pas la lampe • pleine puissance instantanément • ne produit ni UV ni IR	• prix de la lampe très élevé • éblouit • production de lumière bleue moins bonne • qualité de lumière (IRC et Température de couleur) • présence possible d’indium toxique pour l’homme
Lampe à décharge : le tube fluorescent	• rendement lumineux élevé : faible consommation électrique et faible émission de chaleur • grande durée de vie • coût de maintenance faible • certaines lampes dites à trois bandes ont un très bon IRC	• couteux à l’investissement • la durée de vie dépend du nombre d’allumage • nécessite un délai à l’allumage • déconseillé pour des hauteurs supérieures à 4,5m • IRC médiocre sauf lampes trois bandes
Lampe à décharge : lfluorocompacte	• produisent une lumière diffuse et uniforme ce qui limite les ombres trop marquées • surtout utilisé dans les bureaux • bonne efficacité,  • grande durée de vie.  • sa luminosité diffuse évitant les éblouissements	• effet stroboscopique : nécessité de 2 tubes montés en opposition de phase • émet des radiofréquences nuisibles pour l’électronique • émet des UV et de la lumière bleue • pollue contient du mercure • déconseillé pour des hauteurs supérieures à 4,5m
Autre lampe à décharge : lampe à vapeur de sodium basse pression	• la lampe la plus efficace produit jusqu’à 200 lumens par W • grande durée de vie • économique	• IRC très bas • lumière jaune quasi monochromatique • éblouit • ne convient que pour l’éclairage public et les utilisations similaires • pollution lumineuse
Autre lampe à décharge : lampe aux halogénures métalliques	• lampe très efficace produit jusqu’à 100 lumens par W • grande durée de vie • économique	• lumière presque blanche • ne convient que pour l’éclairage de parkings, de magasins de salles de sport • éblouit • pollution lumineuse
Autre lampe à décharge : lampe à vapeur de sodium haute pression	• lampe très efficace produit jusqu’à 150 lumens par W • grande durée de vie • économique • spectre de lumière plus large que la lampe à vapeur de sodium basse pression	• utilisée pour l’éclairage public et pour  la photo-assimilation artificielle dans la culture des plantes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 



 






 

  2.     Périmètre réglementaire

L’éclairage artificiel est évoqué dans les articles suivants du Code du Travail :

• R.4223-1 à 11 relatifs à l’éclairage des locaux de travail

• R.4224-17 relatif à l’entretien et la vérification des installations d’éclairage

• R.4452-1 à R.4452-31 relatifs à l’exposition aux  rayonnements optiques artificiel

Ces dernières dispositions portent notamment sur :

• les valeurs limites d’exposition professionnelle,

• l’évaluation des risques,

• les mesures et moyens de prévention,

• l’information, la formation et la surveillance médicale des salariés exposés. 

3. Evaluation des risques résultant de l'exposition aux rayonnements optiques émis par les lampes

Elle est réalisée à partir des données documentaires techniques disponibles et de toutes sources d'information telles que les données des fabricants, les normes, les guides pratiques et publications scientifiques reconnus et validés par un organisme de référence.

La norme sur la sécurité photobiologique des lampes NF EN 62471 : 2008 apporte une méthodologie de mesures et de classification du risque dû à l’émission de lumière bleue, d’UVe et  d’IR sur l’œil et la peau.

Les groupes de risque sont les suivants :

• Groupe de risque 0 : sans risque

• Groupe de risque 1 : risque faible. Le produit ne présente pas de risque lié aux limites d'exposition en condition d'utilisation normale.

• Groupe de risque 2 : risque modéré. Le réflexe de détourner le regard de la lampe suffit à limiter le risque.

• Groupe de risque 3 : risque élevé. Le produit peut présenter un risque même pour une exposition momentanée ou courte.

En fonction du groupe de risque, le fabricant se doit de réaliser un marquage et/ou une information  par une notice spécifique.

Il est important de souligner que le niveau de risque est en partie lié à la distance entre la source lumineuse et l’œil. Ainsi, en s’éloignant de la source lumineuse, le niveau de risque diminue. Le niveau de risque est aussi lié à un temps d’exposition.
La puissance lumineuse et la forme du faisceau sont d’autres facteurs influant sur le niveau de risque.
 
4. Effets sur la santé des rayonnements optiques émis par l’éclairage artificiel

Toute forme de lumière qu’elle soit naturelle ou artificielle est perçue par des récepteurs de la rétine qui régulent les rythmes biologiques par l’intermédiaire de la sécrétion de mélatonine. La lumière favorise l’éveil mais en soirée elle peut interférer avec la sécrétion de mélatonine et entrainer des troubles du sommeil.
La lumière influence l’état psychologique : le trouble affectif saisonnier en est l’expression le plus fréquent. Elle est essentielle à la synthèse de la vitamine D.
Si l'exposition de courte durée à des rayonnements optiques de faible intensité a des effets bénéfiques pour l'organisme, l'exposition prolongée à des rayonnements optiques de forte intensité peut présenter des dangers. Les rayonnements optiques sont susceptibles d'affecter la peau et les yeux ; les effets sont aigus ou chroniques et sont liés à la longueur d'onde, à l'intensité du rayonnement et à la durée d'exposition.
Les atteintes de la peau peuvent se manifester sous forme d'érythème, de vieillissement de la peau et de cancer. Ils sont surtout le fait des UV A et UV B.
Pour l'œil, les effets directs immédiats se traduisent par des lésions de la cornée (UV ou IR), de la conjonctive (UV), voire de la rétine (visible et ou proche IR). A long terme l'exposition chronique peut entraîner une opacification du cristallin ou cataracte, surtout du fait des IR ou des UV.

Cas particulier des LED et de la lumière bleue
Dans le cadre de l'expertise réalisée par l'ANSES, deux principaux risques de santé liés à la mauvaise utilisation de LED ont été identifiés : les effets photochimiques de la lumière bleue et l'éblouissement. Il existe trois méthodes LED pour créer une lumière blanche ; la plus répandue est celle qui consiste à utiliser la LED émettant dans le bleu, associé à une couche luminophore jaune, permettant de passer à la couleur blanche. Seuls les risques liés à ce type de production sont analysés par l’ANSES.

• Risque photochimique
  
  A des niveaux de luminance élevée, on constate un stress oxydatif des cellules de la rétine ; cet effet aigu est décrit sur des modèles animaux et est pris en compte par la règlementation pour déterminer des VLE. En revanche, les conséquences d’une exposition chronique à la lumière bleue à des doses plus faibles sont moins connues et font encore l’objet d’études.
  Le risque d'effet photochimique dépend de la dose cumulée de lumière bleue. Il résulte généralement d'expositions peu intenses répétées sur de longues durées et pourrait être à l’origine d’une pathologie rétinienne telle que la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Certaines populations sont particulièrement sensibles comme les enfants car leur cristallin transparent ne filtre pas la lumière bleue (avec l’âge le cristallin s’opacifie), les personnes atteintes de certaines maladies (cristallin, DMLA, rétinite pigmentaire..) et les professionnels soumis à des éclairages de forte luminosité (installateurs éclairagistes,  professionnels du spectacle...).
  Les LEDs n’atteignent pas le groupe de risque 3 qui concerne des lampes qui émettent dans l’IR et l’UV.
  
  Pour des dispositifs d’éclairage général de locaux, appartenant aux groupes 0 et 1, il n’y a pas à priori de risque pour les yeux dans les conditions d’utilisation normale c’est à dire pas de vision directe des lampes, notamment par l’utilisation de luminaires équipés de diffuseurs ou de grilles de défilement.
  Pour les LEDs présentes en rétroéclairage dans les écrans d’ordinateur et les tablettes et téléphones les niveaux d’émissions sont faibles et il ne semble pas y avoir de risque pour la rétine.
  En revanche les risques pour la rétine sont présents pour l’utilisation de LEDs de groupe de risque supérieur à 1, notamment en cas de vision directe. Ce peut être le cas pour les opérateurs lors de la fabrication des lampes à LEDs, de leur contrôle qualité, lors de la maintenance, et dans le milieu du spectacle.
  Remarques : la lumière bleue est naturellement produite par le soleil ; elle représente 24 à 30 % de la lumière du jour contre 6 à10 % pour les UV A et B. La proportion de lumière bleue est de 26 % pour les lampes fluorescentes et de 35 % pour les LEDs blanches froides. De plus les LEDs peuvent avoir une luminance 1000 fois supérieure à une source d'émission traditionnelle.
   

• Risque lié à l'éblouissement
  
  Il existe deux types d'éblouissement : l'éblouissement d'inconfort avec sensation désagréable associée à une baisse transitoire des performances visuelles, et l'éblouissement d'incapacité avec troubles de la vision des objets susceptibles d'entraîner des accidents (chute, accident de la route...). En éclairage d'intérieur une luminance supérieure à 10 000 cd par m² est considérée comme gênante ; les LED peuvent présenter des luminances 1000 fois plus élevées.
   

• Autres risques évoqués : perturbation de l’horloge biologique et effet stroboscopique
  
  Le Rapport 2014 "Potential Health Issues of SSL" par le IEA 4E SSL Annex IEA E4 SSL Annex (International Energy Agency, Energy Efficient End-use Equipment, Solid State Lighting, Annex) souligne explicitement :
  - que seuls les risques aigus de phototoxicité sont couverts dans les normes actuelles l'exposition chronique n'est pas prise en compte ;
  - qu'il y a pas mal de limitations dans les normes de sécurité photobiologique existantes ;
  - qu'il faudrait distinguer des populations à risque (enfants, personnes âgées, installateurs d'éclairage..., yeux pseudophaques et aphaques).

5. Principes de prévention

Pour l'éclairage des lieux de travail, choisir des lampes des groupes de risque 0 (sans risque) ou du groupe de risque 1 (risque faible : le produit ne présente pas de risque lié aux limites d’exposition en condition d’utilisation normale) et protéger les lampes par des luminaires équipés de diffuseurs ou de grilles de défilement.

Pour les LEDs, l'ANSES recommande :

• de n'autoriser sur le marché "grand public" que les systèmes d'éclairage à LED des groupes de risque 0 ou 1 ;

• d'adapter la norme NF EN 62471 (prise en compte des travailleurs particulièrement exposés et des populations sensibles) ;

• de respecter sur les lieux de travail les normes relartives au confort et à l'ergonomie visuelle, et de diminuer la luminance des LED par des dispositifs optiques ou des luminaires adaptés pour diminuer le risque d'éblouissement ;

• un étiquetage informatif clair concernant la qualité de la lumière et le niveau de sécurité photobiologique.

6.  Nuisance ne donnant pas  lieu à un Suivi Individuel Renforcé

7.  Nuisance non classée comme Facteur de pénibilité

 

Références bibliographiques

BIBLIOGRAPHIE

• Crepy . Photosensibilisation, cancers cutanés et exposition aux UV. Documents pour le Médecin du travail n°97, 2004, p 112

• ANSES.  Effets sanitaires des systèmes d'éclairage utilisant des diodes électroluminescentes (LED). Octobre 2010.

• Barlier-Salsi A., Salsi S. Evaluation de l’exposition aux rayonnements optiques dans les locaux de travail et détermination des moyens de protection avec CatRayon 3.Hygiène et sécurité au travail. 2007. ND 2270 :43-57.

• Salsi S., Barlier-Salsi A.. Exposition aux dispositifs d’éclairage scénique : risque pour la santé des professionnels du spectacle vivant ou enregistré. Radioprotection 48, 2013, pp 391-410.

• Barlier-Salsi A., Deniel M., Gautier M.A., Morélot Q..Exposition à la lumière bleue. Quels sont les risques ? Quel serait l’intérêt de lunettes à filtres anti- lumière bleue ? Références en santé au travail. 2016 ;147 :121-123.

• Gatinel D.. Les frottements oculaires répétés sont ils la cause nécessaire et suffisante du kératocône ? Réalités ophtalmologiques. 2016 ;234:1-8.

• INRS. Hygiène et sécurité du travail. Hors série. Rayonnements optiques et électromagnétiques. Paris;2016. 159 pages.

DOCUMENTS INRS

• INRS. Les dossiers de travail et sécurité, TS 677 : « S’éclairer mieux en consommant moins »
• INRS. ED 773 : conception des lieux de travail, obligation des maîtres d’ouvrage.04/2016 ; 86p. 
• INRS. ED 950 : Conception des lieux et situations de travail. 09/2011 ; 152p.
• INRS. ED 923 : « le travail sur écran en 50 questions
• INRS. Eclairage des locaux de travail. Aide mémoire juridique. INRS. TJ 13. 11/2011 ;18p.
• INRS. Eclairage artificiel au poste de travail. Fiche pratique de sécurité .ED 85. 09/2013 ; 4p.
• INRS.L'éclairage naturel. Fiche pratique de sécurité. ED 82. 01/1999 ; 4p.

 

REGLEMENTATION
           
Décret n°2010-750 du 2 Juillet 2010 relatif à la protection des travailleurs contre les risques dus aux rayonnements optiques artificiels

• Code du Travail : articles R. 4452-1 à R. 4452-31 relatifs aux risques résultant de l'exposition aux rayonnements optiques artificiels en milieu de travail
• Code du Travail : articles R. 4211-1 à 5 concernent les obligations des maitres d’ouvrage en matière de conception des locaux
• Décret n° 83-721 du 2 août 1983 complétant le Code du Travail en ce qui concerne l'éclairage des lieux de Travail, et destiné aux chefs d'entreprises.
• Décret n° 83-722 du 2 août 1983 complétant le Code du Travail et fixant les règles relatives à l'éclairage des lieux de travail auxquelles doivent se conformer les maîtres d'ouvrage entreprenant la construction ou l'aménagement de bâtiments destinés à l'exercice d'une activité industrielle, commerciale ou agricole.
• Décret n°2010-750 du 2 Juillet 201 0 relatif à la protection des travailleurs contre les risques dus aux rayonnements optiques artificiels
• Arrêté du 23 octobre 1984 relatif aux relevés photométriques sur les lieux de travail et aux conditions d'agrément des personnes et organismes pouvant procéder à ces contrôles
• Arrêté du 1er mars 2016 relatif aux modalités de l'évaluation des risques résultant de l'exposition aux rayonnements optiques artificiels en milieu de travail
• Arrêté du 14 décembre 2011 relatif aux installations d'éclairage de sécurité
• Arrêté du 23 octobre 1984 relatif aux relevés photométriques sur les lieux de travail et aux conditions d'agrément des personnes et organismes pouvant procédés à ces contrôles
• Circulaire du 11 avril 1984 relative aux commentaires techniques des décrets n° 83-721 et 83-722 du 2 août 1983 relatifs à l'éclairage des lieux de travail.
• Lettre circulaire DRT n° 90/11 du 28 juin 1990 relative à l'éclairage naturel et à la vue vers l'extérieur.

RECOMMANDATIONS DE LA CNAMTS

R 287 Travaux devant écran de visualisation. Protection du personnel 

NORMES

• AFNOR. Luminaires-Partie 1 : exigences générales et essais. Norme française NF EN 60598-1, avril 2015
• AFNOR. Luminaires-Partie 2 : Règles particulières. Norme française NF EN 60598-2, avril 2015
• AFNOR. Lumière et éclairage - Éclairage des lieux de travail partie 1 lieux de travail intérieurs. Norme française NF EN 12464-1 (NF X 90-003-1), juillet  2011
• AFNOR. Lumière et éclairage - Éclairage des lieux de travail partie 2 lieux de travail extérieurs. Norme française NF EN 12464-2 (NF X 90-003-2), mars 2014
  AFNOR. Conception ergonomique des espaces de travail en bureau.Norme française NF X 35-102 – Décembre 1998
• AFNOR. Principes d’ergonomie visuelle applicable à l’éclairage des lieux de travail. Norme française NF X 35-103 – Octobre 1990
• AFNOR. Sécurité photo-biologique des lampes et  des appareils utilisant des lampes. Norme française NF EN 62471.Paris. 2008. 46 P.
• AFNOR. NF EN 14255-1 « Mesurage et évaluation de l'exposition des personnes aux rayonnements optiques incohérents - Partie 1 : rayonnements UV émis par des sources artificielles sur les lieux de travail » (mai 2005) ;
• AFNOR. NF EN 14255-2 « Mesurage et évaluation de l'exposition des personnes aux rayonnements optiques incohérents - Partie 2 : rayonnements visibles et IR émis par des sources artificielles sur les lieux de travail » (février 2006) ;
• AFNOR. NF EN 14255-4 « Mesurage et évaluation de l'exposition des personnes aux rayonnements optiques incohérents - Partie 4 : terminologie et grandeurs utilisées pour le mesurage de l'exposition au rayonnement ultraviolet, visible et infrarouge » (décembre 2006).