Etude et modélisation du dopage des équipements de protection optique par absorption

Pour aider les entreprises à prévenir les risques liés à l’exposition aux rayonnements optiques, l’INRS a développé et met à disposition CatRayon. Cette application calcule les valeurs d’exposition au rayonnement de sources qu’elle compare aux valeurs limites d’exposition définies par le code du travail. En cas de surexposition, l'application propose une liste de protecteurs efficaces (lunettes, écrans) issus d’une base de données constituée par l’INRS. La versatilité du marché rend difficile le maintien à jour de cette base de données.
De nombreux protecteurs sont constitués de matériaux comprenant des dopants incorporés à une matrice choisie pour ses propriétés optiques, thermiques, mécaniques ou chimiques. Cette étude avait pour objectif d’investiguer la possibilité de modéliser les courbes de transmission optique de ces protecteurs. Un premier modèle de la transmission optique du polycarbonate non dopé avait été étudié. Ce modèle relie la composition chimique et l’épaisseur du matériau aux propriétés optiques via l’utilisation d’un indice qui rend compte de la propagation et de l’atténuation des rayonnements. Ce modèle a été complété au cours de l’étude rapportée ici pour prendre en compte l’effet des dopants sur les propriétés optiques de la matrice via ce même indice. L’étude s’est articulée autour de trois axes : 1) identification de l’indice des principales matrices utilisées, 2) recherche des principaux dopants et 3) modélisation de leurs effets.
Pour l’axe 1, les mesures réalisées confirment et complètent les valeurs partielles d’indice disponibles dans la littérature. Avec le polycarbonate, l’identification de l’indice du verre et du polyméthacrylate de méthyle acrylique réalisées couvrent plus de 85 % des équipements disponibles. Les difficultés rencontrées dans l’axe 2 pour l’identification chimique des principaux dopants montrent que ce niveau de détail est inaccessible. Cependant, les travaux réalisés dans le cadre du 3ème axe pour modéliser l’effet des dopants ont permis d’identifier des vecteurs d’actions qui déterminent leurs effets : le modèle reproduit fidèlement les courbes de transmission pour les différentes concentrations de dopants testées. Les gammes spectrales des transmissions optiques des différents matériaux disponibles peuvent donc être modélisées pour correspondre aux sources de rayonnement à risque. Le calcul des courbes de transmission correspondantes définit alors les caractéristiques de l’équipement de protection optimum à rechercher.
Les résultats obtenus ont été intégrés aux réponses formulées lors d’assistances récentes : préconisation du polycarbonate comme protecteur vis-à-vis des UV, recherche d’épaisseurs minimales, choix de lunettes avec une coloration spécifique. Les indices du polycarbonate ont été publiés dans une revue scientifique et la publication du modèle permettant de prendre en compte l’effet des dopants est également prévue.