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Éclairage à LED

Conseils de prévention

Depuis quelques années, l’éclairage à diodes électroluminescentes (LED) est devenu très courant dans les environnements de travail. Il suscite cependant certaines interrogations et parfois des inquiétudes. Voici quelques informations et quelques conseils pour une utilisation judicieuse de la technologie LED.

Quels avantages ? Quels risques ?

Les avantages des éclairages LED

Les LED (light emitting diodes ou diodes électroluminescentes) présentent de multiples avantages sur les autres dispositifs d’éclairage notamment les lampes à décharge (lampes à vapeur de sodium, lampe à vapeur de mercure, lampes aux halogénures métalliques) et les tubes fluorescents :

  • pas de risque d’explosions
  • pas de risque de bris de verre
  • peu de risque de brûlure au contact
  • pas d’émission de rayonnements  ultraviolets ou infrarouges
  • forte résistance aux chocs et aux secousses
  • possibilité de gradation et d’intermittence de l’éclairage
  • taille réduite qui permet de les intégrer dans de très petits espaces.
Exemples d’utilisation des LED

 

Ces qualités spécifiques expliquent le développement rapide de l’utilisation des LED. On les rencontre aujourd’hui dans l’éclairage domestique, professionnel et urbain. On les retrouve également dans l’éclairage scénographique, dans certains types d’écrans d’ordinateurs, de téléviseurs, tablettes et téléphones, certains phares automobiles, dans les éclairages « scialytiques » des blocs opératoires, les projecteurs, les lampes de luminothérapie...

Lumière : quelques définitions

Flux lumineux : puissance lumineuse d'un éclairage, telle qu'elle est perçue par l'œil humain. Il prend en compte la sensibilité de l’œil à la longueur d’onde de la lumière, nulle dans l’ultraviolet et l’infrarouge, faible dans le bleu et le rouge, maximale dans le jaune-vert. Un flux lumineux s’exprime en lumen.

Éclairement : flux de lumière incidente, par unité de surface. L’éclairement lumineux prend en compte la sensibilité de l’œil. Il s’exprime en lux (lumen/m²) et se mesure à l’aide d’un luxmètre.


luminanceLuminance : flux de lumière émise, par unité de surface, dans une direction et selon un angle limité. La luminance lumineuse s’exprime en candela par mètre carré (cd/m²) et se mesure à l’aide d’un luminancemètre. Elle exprime l’aspect lumineux ou sombre d’un objet. A éclairement identique, un objet clair (A) sera plus lumineux qu’un objet foncé (B)

Risques liés à l’utilisation des LED

 

En 2010, l’ANSES a considéré que deux risques devenaient préoccupants avec l’emploi généralisé des LED  : l’effet toxique de la lumière bleue sur la rétine et le risque d’éblouissement (Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des diodes électroluminescentes (LED), ANSES ; 2010)

Les effets de la lumière bleue

Les effets toxiques

Les LED émettent une lumière enrichie en bleu qui correspond à l’émission d’une proportion plus importante de rayonnements à des longueurs d’ondes courtes (de 350 à 500 nanomètres environ). Chez l’homme, la lumière bleue a des effets physiologiques qui, à des niveaux de luminance élevés, peuvent entraîner des atteintes de la rétine. L’exposition à la lumière bleue pourrait être un des facteurs à l’origine de certaines pathologies telles que la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA).

 

La norme NF62471 définit quatre groupes de dangerosité pour les sources de rayonnements optiques liés à la durée d’exposition maximale admissible de l’œil à la lumière :

  • GR0 - groupe de risque 0 : pas de risque quel que soit le temps d’observation de la source
  • GR1 - groupe de risque 1 (risque faible) : temps d’exposition maximal de 10 000 s (3 h)
  • GR2 - groupe de risque 2 (risque modéré) : temps d’exposition maximal de 100 s
  • GR3 - groupe de risque 3 (risque élevé) : temps d’exposition maximal de 0,25 s

Obligatoire à la vente, le marquage CE  des lampes et luminaires impose d’afficher leur classement en termes de risques photobiologiques s’il dépasse GR1.

 

Pour les dispositifs d’éclairage général des locaux appartenant aux groupes GR0 et GR1, il n’y a pas, a priori, de risque pour les yeux en conditions d’utilisation normale : pas de vision directe des lampes ou des LED, grâce notamment à l’utilisation de luminaires équipés de diffuseurs ou de grilles de défilement.

Des risques visuels semblent présents lors de l’utilisation de LED de groupe de risque supérieur à 1, dans certaines conditions d’utilisation, notamment en cas de vision directe. Cela peut être le cas, pour des opérateurs, lors de la fabrication des lampes à LED, de leur contrôle qualité ou des opérations de maintenance. De même, par exemple, dans le milieu du spectacle des expositions importantes peuvent survenir lors des opérations de mise en place et de réglage des spots par les éclairagistes, ainsi que pendant le spectacle, pour les artistes.

 

Les personnes aphakes (absence de cristallin), pseudophakes (cristallin artificiel), atteintes de DMLA et les consommateurs de substances photosensibilisantes (médicaments, cosmétiques…) peuvent montrer une sensibilité  accrue à cette lumière bleue. Des études sont en cours pour évaluer précisément ces cas, ainsi que l’effet d’une exposition chronique à des doses plus faibles de lumière bleue.

 

Le risque « Lumière bleue » est évalué vis-à-vis d’une valeur limite d’exposition journalière admissible (VLE). Lorsqu’il n’y a pas de gêne visuelle (moins de 10.000 cd/m² perçus, équivalents à un tube fluorescent T8 à nu), la proportion de lumière bleue émise par une LED blanche ne suffit pas à dépasser cette VLE (CEI/TR 62778, AFNOR 2014)

 

Effets sur l’horloge biologique

La lumière bleue émise par les LED peut avoir un effet important sur l’horloge biologique qui régule de nombreuses fonctions de l’organisme telles que l’appétit, la vigilance ou la température corporelle.

L’horloge biologique est particulièrement sensible aux niveaux d’éclairement lumineux faibles (entre 30 et 100 lux) et de luminance faible tels ceux émis par un écran d’ordinateur ou une tablette (moins de 150 cd/m²). Une exposition pendant 2-3 heures inhibe partiellement la sécrétion de mélatonine. Les effets et les risques dépendent de l’heure à laquelle la lumière est perçue. En fin de journée, une exposition aux sources de lumière enrichies en bleu peut entrainer un décalage de l’horloge biologique et retarder l’endormissement. En revanche, une exposition en début de journée à ce type de lumière ne posera pas de problème et pourra même être bénéfique en facilitant l’éveil.

Écrans à LED, pas de risque pour la rétine

Les LED présentes en rétroéclairage, dans les écrans d’ordinateur, de tablette ou de téléphone, présentent des luminances très faibles. Dans ces conditions, au vu des données scientifiques existantes actuelles, elles ne représentent pas de risque pour la rétine. Selon la Société française d’ophtalmologie, la lumière émise par les écrans à LED serait inoffensive dans la vie quotidienne d’un point de vue du « risque toxique lié à lumière bleue ».

Il est cependant à noter que l’utilisation des écrans à LED, particulièrement en fin de journée, peut perturber l’horloge biologique et avoir des effets négatifs sur le sommeil (voir ci-dessus).

Les risques d’éblouissement

En termes de confort visuel, la luminance d’un tube fluorescent (10.000 à 15.000 cd/m²) est couramment admise en éclairage comme suffisante pour éblouir. Or, les LED peuvent présenter des luminances 1 000 fois plus élevées. Implantées dans le champ visuel des travailleurs, les LED peuvent être à l’origine d’éblouissements qui diminuent le confort de travail et peuvent favoriser la survenue d’accidents.

Les risques liés au papillotement

Des risques d’accidents du travail peuvent être liés au papillotement (flicker)  des LED. Très variable d’un produit à l’autre, le papillotement peut donner l’illusion, par effet stroboscopique, qu’un objet en mouvement rapide (exemple : machine-outil) est lent ou immobile. La mauvaise perception de l’environnement peut alors devenir source de danger. Il n’y a actuellement aucune norme ni réglementation à ce sujet en Europe.

 

Mesures de prévention

Choisir des dispositifs adaptés

 

Quelle que soit la technologie d’éclairage, les normes NF EN 12464 et NF X 35-103 font office de bonnes pratiques qu’il convient de respecter. Celles-ci s’appliquent également aux éclairages LED.

 

Afin de limiter les risques de lésions de l’œil, il est recommandé d’utiliser des LED ou des luminaires à LED classés GR0 ou GR1 selon la norme EN 62471.

 

Un rapport complémentaire (CEI/TR 62778, AFNOR 2014) distingue des cas où l’éclairage à LED ne dépasse pas le classement GR1. Ils sont fonction de la température de couleur de l’éclairage (blanc chaud, neutre ou froid) et de l’éclairement

Température de couleur (en °K) Éclairement (lux)
Blanc chaud ≤ 2 350 4 000
2 350 à 2 850 1 850
2 850 à 3 250 1 450
Blanc neutre 3 250 à 3 750 1 100
3 750 à 4 500 850
Blanc froid 4 500 à 5 750 650
5 750 à 8 000 500

Ex : dans le cas d’un éclairage blanc neutre 4000 K, si l’éclairement ne dépasse pas 850 lux, l’éclairage à LED ne dépasse pas le classement GR1. Il peut donc être utilisé sans présenter de risque pour la rétine. Un ordre d’idée est que 500 lux représentent un éclairement suffisant et confortable sur un bureau.

Mettre en place des mesures de protection

De façon générale, en cas d’utilisation de LED de groupe supérieur à 1, s’il est impossible de les remplacer par des LED appartenant à un groupe de risque plus faible, il est souhaitable de prendre des mesures de prévention et de disposer de moyens de protection pour les yeux.

La protection collective est à privilégier. Il est recommandé d’intégrer la mise en place de moyens de protection collective dès la conception des lieux et des situations de travail, en fonction des expositions au niveau du poste de travail.

Dans les ateliers de fabrications de LED, cela peut consister par exemple en la mise en place d’écrans filtrants devant les rampes de LED lors du contrôle qualité.

 

Si les mesures de prévention collective se révèlent insuffisants pour réduire le risque, le recours à des équipements de protection individuelle, comme des lunettes filtrantes peut s’avérer nécessaire.

La brochure ED 6113 de l’INRS « Sensibilisation à l'exposition aux rayonnements optiques artificiels (ROA) sur les lieux de travail » permet de caractériser le type de risque en fonction de l’exposition en milieu professionnel.

Éviter les mauvaises conditions d’utilisation

Pour prévenir les risques d’éblouissement, il faut veiller à ce que les dispositifs susceptibles d’éblouir les opérateurs (LED nues directement visibles, plots lumineux en contremarches, LED dans le champ visuel lors du stockage en hauteur…) ne soient pas situés dans les zones de position habituelle du regard.

Il faut également être attentif aux risques d’éblouissement par réflexion sur des surfaces lisses (métal, verre, miroir…) Les LED doivent donc être implantées et orientées de façon à éviter des niveaux de luminances importants dans le champ visuel.

 

Pour prévenir les risques liés à l’effet de papillotement des LED, il convient de réaliser des essais in situ.

 

Veiller à la qualité de l’éclairage à LED 

La qualité d’un système d’éclairage dépend de plusieurs critères.

  • La température de couleur et le niveau d’éclairement : il est nécessaire d’adapter la température de couleur de l’éclairage au niveau d’éclairement. Le diagramme de Kruithof (cf. ci-dessous) définit les zones de meilleur confort visuel. On peut aussi se référer aux normes NF EN 12464 et NF X 35-103 pour identifier les éclairages les mieux adaptés aux activités de l’entreprise.  En général, il convient de favoriser des températures de couleur inférieures à 4000 K (blanc chaud à blanc neutre).

Diagramme de Kruithof - Éclairement et température de couleur

Le diagramme de Kruithof indique les plages d’équilibre visuel entre éclairement et température de couleur – et inversement.

  • L’indice de rendu des couleurs  (IRC ou Ra) : compris entre 20 et 100, l’indice de rendu des couleurs est fourni par les fabricants d’appareils d’éclairage.

Les valeurs conseillées varient selon les activités :

  • magasins, locaux scolaires, bureaux : Ra > 80
  • pour les plages colorées de surfaces réduites et temps d’observation court : Ra > 90
  • pour les tâches à haute exigence (ex : comparaison d’échantillons de couleur) : Ra > 95

 

Si l’éclairement est élevé, Ra doit être élevé pour éviter la désaturation des couleurs. Enfin, les couleurs de sécurité doivent toujours être identifiables.

Pour en savoir plus
Mis à jour le 06/06/2017
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