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Anses - Agence nationale de sécurité sanitaire
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Mis à jour le 21/09/2016

LED - Diodes électroluminescentes

Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des diodes électroluminescentes

Mots-clés : Lumière, LED (diodes électroluminescentes), Eclairage

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des sources d’éclairage en plein développement technologique et économique. Utilisées depuis de nombreuses années dans l’électronique, elles trouvent aujourd’hui une utilisation dans des systèmes d’éclairage à part entière. À ce jour, la méthode la plus rentable économiquement pour fabriquer des LED consiste à combiner une diode émettant une longueur d'onde courte (dans le bleu) avec un luminophore jaune, pour produire de la lumière blanche. Des composantes intenses dans la partie bleue du spectre de la lumière émise par les LED, ainsi que les intensités de rayonnement associées posent la question de nouveaux risques sanitaires liés à ces sources d’éclairage. Dans ce contexte, l’Anses a publié en octobre 2010 un rapport sur les effets sanitaires des systèmes d'éclairage utilisant des LED, assorti de recommandations visant notamment à mieux encadrer la mise sur le marché de ces produits.

En application de la Directive européenne EuP qui prévoit l’amélioration des performances énergétiques de certains produits de consommation courante, la Commission européenne, par décision du 18 mars 2009, a prévu une interdiction progressive de la commercialisation des lampes les plus consommatrices d’énergie, suivant un calendrier s’étalant de 2009 à 2017. Les ampoules fluo-compactes, dites « basse consommation », ou d’autres sources d’éclairage comme les diodes électroluminescentes (LED) plus économes en énergie, ont pour vocation, à terme, à les remplacer.

 

Les diodes électroluminescentes (LED)

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des sources d’éclairage en plein développement technologique et économique. Utilisées depuis de nombreuses années dans l’électronique comme sources de lumière monochromatiques de faible intensité pour des applications de témoins lumineux, elles trouvent aujourd’hui leur place dans des systèmes d’éclairage à part entière.

La première LED à spectre visible, émettant une intensité lumineuse extrêmement faible, a été créée en 1962. La diode bleue a été inventée en 1990, suivie par la mise au point de la diode blanche, ouvrant la voie à de nouvelles applications majeures, notamment dans le domaine de l’éclairage et des écrans de télévisions et d'ordinateurs. Les premières LED blanches sont peu à peu apparues sur le marché et sont maintenant de plus en plus puissantes (de quelques watts à quelques dizaines de watts). Pour produire de la lumière blanche, le procédé le plus répandu couple une LED bleue à un phosphore jaune.

L’éclairage représente en France 10 % de la consommation électrique totale, soit 350 kWh par an et par ménage[1]. Les LED sont des systèmes d’éclairage beaucoup moins consommateurs d’énergie que d’autres types d’éclairage et ont des durées de vie beaucoup plus longues.

La technologie des LED, qui présente certains avantages par rapport aux autres types d’éclairage (efficacité énergétique, durée de vie), est en pleine évolution. Ses domaines d’application sont larges : éclairage public, domestique et professionnel, installations sportives, voyants lumineux (jouets, signalétique, etc.), éclairage des véhicules, produits à visée thérapeutique (luminothérapie). Néanmoins, la qualité de la lumière (température de couleur[2], indice de rendu decouleur[3]) émise par ces lampes ne présente pas toujours le même niveau de performance que pour les autres sources d’éclairage.

Des composantes intenses dans la partie bleue du spectre de la lumière émise par certaines LED, ainsi que les intensités de rayonnement associées posent la question de nouveaux risques sanitaires liés à ces sources d’éclairage.

Dans ce contexte, l’Agence a souhaité s’auto-saisir afin d’évaluer les effets sanitaires des systèmes d'éclairage utilisant des LED

 

Le travail de l’Anses

Dans le cadre de l’expertise réalisée par l’Anses, les risques identifiés comme les plus préoccupants, tant par la gravité des dangers associés que par la probabilité d’occurrence dans le cadre d’une généralisation de l’emploi des LED, sont liés aux effets photochimiques de la lumière bleue et à l’éblouissement. Ils résultent :

  • du déséquilibre spectral des LED (forte proportion de lumière bleue dans les LED blanches) ; 
  • des très fortes luminances4 des LED (fortes densités surfaciques d’intensité lumineuse émises par ces sources de taille très faible).

Le risque d’effet photochimique est associé à la lumière bleue et son niveau dépend de la dose cumulée de lumière bleue à laquelle la personne a été exposée. Il résulte généralement d’expositions peu intenses répétées sur de longues durées. Le niveau de preuve associé à ce risque est important.

Des populations plus particulièrement sensibles au risque ou particulièrement exposées à la lumière bleue ont été identifiées, comme les enfants, les personnes atteintes de certaines maladies oculaires ou encore certaines populations de professionnels soumis à des éclairages de forte intensité.

Il existe actuellement peu de données d’exposition des personnes relatives à un éclairage, qu’il s’agisse des systèmes utilisant des LED ou d’autres types de sources lumineuses. L’Anses n’a ainsi pu présenter des évaluations des risques chiffrées que dans le cas de l’exposition à la lumière bleue, selon les principes développés par la norme NF EN 62471. Cette norme relative à la sécurité photobiologique des lampes propose un classement en groupes de risque liés à la durée d’exposition maximale admissible de l’œil à la lumière.

Les mesures de luminance5 effectuées font apparaître que certaines LED accessibles à l’achat pour le grand public et potentiellement utilisées en éclairagedomestique, pour des applications de signalisation et de balisage, appartiennent à des groupes de risque plus élevés que ceux des éclairages traditionnels.

Par ailleurs, il apparaît que la norme NF EN 62 471 n’est pas tout à fait adaptée à des éclairages utilisant des LED (valeurs limites d’exposition non adaptées, protocoles de mesures ambigus, certaines populations sensibles ne sont pas prises en compte).

Risque lié à l’éblouissement

En éclairage d’intérieur, il est admis qu'une luminance supérieure à 10 000 cd / m2 6 est visuellement gênante quelle que soit la position du luminaire dans le champ visuel. En raison notamment du caractère ponctuel de leur surface d’émission, les LED peuvent présenter des luminances 1 000 fois plus élevées. Le niveau de rayonnement direct de ce type de source peut ainsi largement dépasser le niveau d’inconfort visuel, bien plus qu’avec les éclairages dits « classiques » (halogènes, lampes basses consommation).

S’agissant des risques liés à l’éblouissement, il existe des références normatives7 en matière d’ergonomie visuelle et de sécurité. Dans les systèmes d'éclairage à LED disponibles sur le marché, les LED sont souvent directement apparentes afin de ne pas atténuer le niveau d'éclairement produit. Ceci pourrait conduire à un non respect de ces exigences normatives.

 

Recommandations

Sur la base de ces différents constats, l’Anses, a considéré qu’il est nécessaire de restreindre la mise sur le marché « grand public » des systèmes d’éclairage à LED pour n’autoriser que des LED ne présentant pas plus de risques liés à la lumière bleue que les éclairages traditionnels. Par ailleurs, l’Anses recommande d’adapter la norme NF EN 62 471 relative à la sécurité photobiologique des lampes aux spécificités des LED et de prendre en compte les populations sensibles et les personnes particulièrement exposées (certaines populations de travailleurs : installateurs éclairagistes, métiers du spectacle, etc.).

L’Anses recommande également que les normes relatives au confort et à l’ergonomie visuelle soient respectées sur les lieux de travail et dans les foyers domestiques. Dans ce sens, l’Anses recommande de diminuer les luminances des LED, notamment par des dispositifs optiques ou des luminaires adaptés, pour limiter les risques d’éblouissement.

Afin de mieux informer le consommateur, l’Anses recommande également que l’étiquetage informatif des systèmes d’éclairage présente clairement des informations concernant la qualité de la lumière et le niveau de sécurité photobiologique selon la norme NF EN 62 471.

 

[1] - Source ADEME 2010.

[2] - La température de couleur d’une lumière blanche permet de définir sa teinte, plus ou moins chaude ou froide ; les lumières de teintes chaudes « tirent » sur le jaune-orangé et ont une température de couleur inférieure à 3 000 K. Plus la température de couleur augmente et plus la teinte est dite « froide ».

[3] - L’Indice de Rendu des Couleurs (IRC) est un indice compris entre 0 et 100 qui définit l'aptitude d'une source lumineuse à restituer les différentes couleurs des objets qu'elle éclaire, par rapport à une source de référence. La lumière solaire a un IRC de 100, tandis que certaines lampes à vapeur de sodium basse pression (utilisées dans les tunnels routiers par exemple) ont un IRC de 20. Dans les magasins, les locaux scolaires ou les bureaux, l'IRC devrait toujours être supérieur à 80.

[4] - La luminance (en cd / m2) quantifie la lumière émise par une source étendue, par unité de surface. Elle définit l’impression lumineuse perçue par un observateur qui regarde la source. Elle permet donc d'évaluer l'éblouissement.

[5] - Les mesures effectuées consistaient en la mesure de la luminance énergétique (c'est-à-dire dépendant de la longueur d’onde) pondérée par la fonction de phototoxicité de la lumière bleue.

[6] - Il s’agit d’une valeur couramment citée au-delà de laquelle on subit un éblouissement d’inconfort en éclairage intérieur. La norme NF X 35 103 : « Principes ergonomiques visuels applicables à l'éclairage des lieux de travail » évoque une luminance admissible de 2000 cd / m ² pour une petite source présente dans le plan de travail.

[7]- Les normes auxquelles le texte fait référence sont : les normes NF X 35-103 « Ergonomie : Principes d´ergonomie visuelle applicables à l´éclairage des lieux de travail » ; NF EN 12464-1 « Éclairage des lieux de travail – Partie 1 : Lieux de travail intérieurs » ; NF EN 12464-2 « Éclairage des lieux de travail – Partie 2 : Lieux de travail extérieurs » ; série de normes NF EN 13201 « Éclairage public » ; et NF EN 12193 « Éclairage des installations sportives ».