Ultraviolet

Le rayonnement ultraviolet est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.


Catégories :

Spectre électromagnétique

Définitions :

  • ultra-violet - Variante orthographique d'ultraviolet; Variante orthographique d'ultraviolet (source : fr.wiktionary)
  • Les rayons ultraviolets sont des radiations émises naturellement par le soleil ou artificiellement par certaines lampes. On peut distinguer les UV A et les UV B. Les UV B, de courte longueur d'onde, sont arrêtés dans les couches les plus externes de la peau.... (source : eurekasante)
Le soleil vu dans les ultraviolets par le télescope EIT de SoHO.

Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.

Le nom veut dire «au-delà du violet» (du latin ultra : «au-delà de»), le violet étant la couleur de fréquence la plus élevée (et par conséquent de longueur d'onde la plus courte) de la lumière visible.

Les ultraviolets ont été découverts en 1801 par le physicien allemand Johann Wilhelm Ritter selon leur action chimique sur le chlorure d'argent.

Les ultraviolets peuvent être subdivisés en UV proches (380-200 nm de longueur d'onde) et ultraviolets extrêmes (200-10 nm). La gamme des rayons UV est fréquemment subdivisée en UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) et UV-C (280-10 nm).

Les ultraviolets sont la cause du bronzage ainsi qu'à haute dose sont nocifs pour la santé humaine. Ils peuvent provoquer des cancers cutanés tel que le mélanome, provoquer un vieillissement prématuré de la peau (rides), des brûlures (coup de soleil), des cataractes...

Généralités sur les ultraviolets

Cette plante de l'espèce Rheum nobile peut pousser à particulièrement haute altitude grâce à un capuchon de feuilles translucides qui fait effet de serre et la protège du froid et des UV-B qui sont les principaux facteurs limitants de la vie à cette altitude.

Près de 5 % de l'énergie du Soleil est émise sous forme de rayonnement UV. Ces rayons UV sont classés dans trois catégories selon leur longueur d'onde : les UV-A, UV-B et UV-C. Cependant, à cause de l'absorption des UV par la couche d'ozone de l'atmosphère, 99 % de la lumière UV qui atteint la surface de la Terre appartient à la gamme des UV-A.

Les UV traversent l'atmosphère même par temps froid ou nuageux (ils n'ont rien à voir avec la sensation de chaleur procurée par le Soleil, qui est due aux infrarouges). Ils sont plus nombreux entre 12h et 16h ainsi qu'à haute altitude (car en traversant une plus petite distance dans l'atmosphère, ils ont moins de chances d'être interceptés par des molécules d'ozone). Les UV sont réfléchis par l'eau (5 % des UV réfléchis), le sable (20 % des UV réfléchis), l'herbe (5 % des UV réfléchis) et en particulier la neige (85 % des UV réfléchis). Le trou dans la couche d'ozone est potentiellement dangereux à cause de la nocivité importante des ultraviolets.

Dans la majorité de l'Europe, le soleil de midi, le plus agressif, est en été vers 14h, c'est pourquoi il est déconseillé de s'exposer entre 12h et 16h, tout spécifiquement à proximité de l'eau ou de la neige qui réverbèrent une partie des UV ou en montagne où les taux d'UV sont plus importants.

Effets sur la santé

En faible quantité le rayonnement UV est bénéfique et indispensable à la synthèse de vitamine D. Les UV servent aussi à traiter plusieurs maladies, dont le rachitisme, le psoriasis, l'eczéma et l'ictère.

En plus haute quantité (lors d'expositions prolongées au soleil), ils peuvent provoquer des cancers cutanés, un vieillissement prématuré de la peau mais aussi des cataractes.

L'indice UV

L'indice UV (ou Index UV) est une échelle de mesure de l'intensité du rayonnement UV du Soleil, et du risque qu'il représente pour la santé.

L'indice UV se décline en 5 catégories, correspondant à un niveau de risque :

Interactions UV-atmosphère

La différence entre UV-A, UV-B et UV-C

Ces trois types de rayonnements UV sont classés selon leur activité biologique et de leur pouvoir de pénétration de la peau. Ils correspondent à trois plages de longueurs d'onde. Plus le rayonnement UV a une longueur d'onde longue, moins il est nocif (il se rapproche de la lumière visible) mais il a un pouvoir de pénétration cutanée plus important. Lorsque sa longueur d'onde diminue, il possède plus d'énergie, se rapproche des rayons X et par conséquent est plus destructeur.

Les UV-A (400-315 nm)

Les UV-A, dont la longueur d'onde est assez longue, représentent près de 95 % du rayonnement UV qui atteint la surface de la Terre. Ils peuvent pénétrer dans les couches profondes de la peau.

Ils sont responsables de l'effet de bronzage immédiat. En outre, ils facilitent aussi le vieillissement de la peau et la naissance de rides, en perturbant l'équilibre des synthèses de protéines (en particulier la dégradation du collagène) et dans les cellules ils sont à l'origine de la production de radicaux libres, particulièrement dommageables pour celles-ci. Pendant longtemps, on a pensé que les UV-A ne pouvaient être à l'origine de lésions durables. Des études récentes laissent fortement à penser qu'ils pourraient aussi faciliter le développement des cancers cutanés (ils affectent l'ADN de la cellule) [1].

Les UVA sont dangereux pour les yeux des enfants dont le cristallin ne joue que partiellement son rôle de filtre. 90 % des UV-A atteignent la rétine chez le nourrisson et toujours 60 % avant l'âge de 13 ans. Chez l'adulte de plus de 20 ans, le cristallin arrête les UV-A presque à 100 %.

Les UV-B (315-280 nm)

Les UV-B, de longueur d'onde moyenne, ont une activité biologique importante, mais ne pénètrent pas au-delà des couches superficielles de la peau, ils sont assez absorbés par la couche cornée de l'épiderme (mélanine). Une partie des UV-B solaires sont filtrés par l'atmosphère.

Ils sont responsables du bronzage et des brûlures à retardement. Ils sont capables de produire de très fortes quantités de radicaux libres oxygénés dans les cellules de la peau, responsables à court terme des coups de soleil et de l'inflammation. Outre ces effets à court terme, ils facilitent le vieillissement de la peau (en abimant les fibres de collagène) et la naissance de cancers cutanés.

De fortes intensités d'UV-B sont dangereuses pour les yeux et peuvent causer le «flash du soudeur» ou photokératite, car ils ne sont arrêtés qu'à 80 % par le cristallin de l'adulte. Chez l'enfant, la moitié des UV-B atteignent la rétine des nourrissons et 25 % avant l'âge de 10 ans.

En revanche, ils peuvent être bénéfiques pour certains types de pathologies de la peau tel que le psoriasis. Ils sont aussi importants pour la synthèse de vitamine D. Certaines études indiquent en outre que les bénéfices des courtes expositions aux UV-B (10 minutes quelques fois par semaine) seraient plus grands que les risques (voir bronzage).

Les UV-C (280-100 nm)

Les UV-C, de courte longueur d'onde, sont les UV les plus nocifs, mais ils sont totalement filtrés par la couche d'ozone de l'atmosphère et n'atteignent par conséquent pas théoriquement la surface de la Terre.

Cependant, des lampes UV-C sont utilisées en laboratoire de biologie pour les effets germicides, pour stériliser des pièces ou des appareils (hotte à flux laminaire, par exemple).

La bande spectrale des UV-C est constituée de trois sous-bandes :

Protection

Pour se défendre contre la lumière UV, le corps, selon le type de peau, réagit aux expositions en libérant le pigment brun de mélanine. Ce pigment absorbe les UV, ce qui sert à bloquer leur pénétration et d'empêcher des dommages aux couches plus profondes et plus vulnérables de la peau. Des antioxydants (vitamines E et C, β-carotène... ) peuvent neutraliser les radicaux libres constitués par les UV.

Les vêtements et lunettes de soleil arrêtent une partie des UV. Il existe des lotions qui contiennent des filtres ultraviolets bloquant en partie les UV, néanmoins, la majorité des dermatologues recommandent de ne pas prendre de bain de soleil prolongé.

Astronomie

En astronomie, les objets particulièrement chauds émettent préférentiellement de la lumière UV (loi de Wien). Cependant, la même couche d'ozone qui nous protège des UV intenses provenant du Soleil cause des difficultés aux astronomes observant à partir de la Terre. C'est pourquoi la majorité des observations UV sont faites à partir de l'espace.

Utilisation

Les lampes fluorescentes produisent de la lumière UV dans leur tube contenant un gaz à basse pression ; un enduit fluorescent sur l'intérieur des tubes absorbe les UV qui sont ensuite réémis sous forme de lumière visible.

Les lampes halogènes produisent aussi des UV et ne doivent pas être utilisées sans leur verre de protection.

Des lampes UV sont aussi utilisées pour analyser des minerais ou des gemmes ou pour identifier toute sorte de choses, par exemple des billets de banque. Des objets peuvent paraitre identiques sous la lumière visible et différents sous la lumière UV. Des colorants fluorescents UV sont employés dans de nombreuses applications (par exemple en biochimie ou dans certains effets spéciaux).

Des lampes UV de longueur d'onde 253, 7 nm (lampe à décharge à vapeur de mercure) sont utilisées pour stériliser des zones de travail et des outils utilisés dans des laboratoires de biologie et des équipements médicaux. Puisque les micro-organismes peuvent être protégés de la lumière UV par de petites fissures présentes dans le support, ces lampes sont utilisées uniquement comme supplément à d'autres techniques de stérilisation.

La lumière UV est employée pour la photolithographie à particulièrement haute résolution, comme cela est exigé pour la fabrication des semi-conducteurs.

Les UV sont aussi utilisés pour le séchage des encres, la synthèse de polymère par photopolymérisation, le durcissement de certaines colles par photoréticulation et en spectroscopie ultraviolet-visible.

Il est recommandé d'employer des protections pour les yeux quand on travaille avec de la lumière UV, en particulier pour les UV de courte longueur d'onde. Des lunettes solaires ordinaires peuvent offrir une certaine protection, mais elles sont fréquemment insuffisantes.

La vision des insectes, telle celle des abeilles, couvre dans le spectre de l'ultraviolet proche (UV-A), et les fleurs ont fréquemment des marques visibles par de tels pollinisateurs. Certains pièges à insectes utilisent ce phénomène.

Bandes spectrales des radiations UV

Les rayonnements UV sont des ondes électromagnétiques localisées entre la lumière visible et les rayons X. Cette catégorie de rayonnement marque le début de la zone ionisante du spectre électromagnétique qui couvre lui de 0 Hz à 300 millions de THz. Voici la classification des UV qui est aujourd'hui la plus universellement admise :

Notes et références

  1. Soleil et cancer : UVA, les risques démasqués, CNRS, 12/06/1996. Consulté le 16/07/2008

Voir aussi

Liens externes


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"Le nom ultraviolet signifie"

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 30/11/2010.
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