Octobre 2010 page 1 / 282Version finale Effets sanitaires des systmes dclairage utilisant des diodes lectroluminescentes (LED) Saisine n 2008-SA-0408 RAPPORTdexpertise collective Comit dExperts Spcialiss (CES) : Agents physiques, nouvelles technologies et grands amnagements

Octobre 2010 Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 2 / 282Version finale Mots clsDiode lectroluminescente (LED), clairage, nergie, rtine, lumire bleue, blouissement Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 3 / 282Version finalePrsentation des intervenantsGROUPE DE TRAVAILPrsidente MmeFrancineBEHAR-COHEN-DirecteurderecherchelInstitutNationaldelaSantetdela RechercheMdicale(Inserm),Physiopathologiedesmaladiesoculaires :innovations thrapeutiques MembresMmeAnnickBARLIER-SALSI-InstitutNationaldeRechercheetdeScurit(INRS),spcialiste des rayonnements optiques sur le lieu de travail M.Jean-PierreCESARINIAnatomo-pathologiste(AncienDirecteurdulaboratoirederecherche sur les tumeurs de la peau humaine, fondation A. de Rothschild et Inserm) Ultra-violets. Membre du CES agents physiques, nouvelles technologies et grands amnagements M.OlivierENOUF-Ingnieurenchargedesessaisdeconformitdesappareilslaseretde produits LED, Laboratoire National dEssais (LNE) M. Michel GARCIA - Ingnieur dans ple clairage, lectricit et lectromagntisme (3E), Centre Scientifique et Technique du Btiment (CSTB) M.ChristopheMARTINSONS-Chefdupleclairage,lectricitetlectromagntisme(3E), Centre Scientifique et Technique du Btiment (CSTB) M.SergePICAUD-Directeurderecherche,Institutdelavision,Inserm,Traitementde linformation visuelle dans la rtine, pharmacologie et pathologies MmeFranoiseVIENOT-ProfesseurauMusumNationaldHistoireNaturelle,Responsablede lquipe Vision,lumireetapparence auCentrederecherchesurlaconservationdes collections (CRCC) M. Georges ZISSIS - Directeur adjoint du Laboratoire Plasma et Conversion dnergie, LaPlaCE, Universit Toulouse 3 ADOPTION DU RAPPORT PAR LE(S) COMITE(S) DEXPERTS SPECIALISES Ce rapport a t soumis pour commentaires au CES : agents physiques, nouvelles technologies et grands amnagement le 23 mars 2010 et le 3 juin 2010. PrsidentM. Jean-Franois DOR Directeur de Recherche mrite lInstitut National de la Sant Et de la Recherche Mdicale (Inserm) - Champs lectromagntiques non ionisants Ultra-violets. MembresFabienneANFOSSO-LDEIngnieurderechercheauLaboratoireCentraldesPontset Chausses (LCPC) Bruit. Michel BRENGIER Adjoint au Chef de la division Entretien, Scurit et Acoustique des Routes au Laboratoire Central des Ponts et Chausses (LCPC) Bruit. Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 4 / 282Version finaleJean-PierreCSARINIRetrait(Directeurdulaboratoirederecherchesurlestumeursdela peau humaine, fondation A. de Rothschild et Inserm) Ultra-violets.Jean-Claude COHEN Coordinateur en biomtorologie Mto France Mtorologie et sant. DanielCOURANTChercheur,chefdeprojetauCommissariatl'nergieAtomique(CEA) Rayonnements non ionisants (lasers, ultra-violets). FrdricCOUTURIERResponsabledudpartement tudes lAgenceNationaledes Frquences (ANFR) Rayonnements non ionisants. Jean-ClaudeDEBOUZYDirecteurdudpartement effetsbiologiquesdesrayonnements-biophysique delinstitutderecherchesbiomdicalesduservicedesantdesarmes(IRBA-CRSSA) Champs lectromagntiques non ionisants. Acha EL KHATIB Charge de mission lAssistance Publique des Hpitaux de Paris - Hpital Avicenne Exposition et pathologies professionnelles. EmmanuelFLAHAUTChargderechercheauCentreNationaldeRechercheScientifique (CNRS) Nanomatriaux. EricGAFFETDirecteurderechercheNanomaterialsresearchGroupauCentreNationaldela Recherche Scientifique (CNRS) Nanomatriaux. Martine HOURS Charge de recherche lInstitut National de Recherche sur les Transports et leur Scurit (Inrets) Rayonnements non ionisants. AgnsJOBChercheurauCentredeRechercheduServicedeSantdesArmes(CRSSA) Bruit. Antoine LABEYRIE Professeur au Collge de France Environnement et sant. Jacques LAMBERT Directeur de recherche lInstitut National de Recherche sur les Transports et leur Scurit (Inrets) Bruit. DominiqueLAURIERAdjointauchefdelaboratoired'pidmiologielInstitutde Radioprotection et de Suret Nuclaire (IRSN) pidmiologie. Olivier LE BIHAN Ingnieur tudes et recherche lInstitut National de l'Environnement Industriel et des Risques (Ineris) Hygine industrielle et nanomatriaux. PhilippeLEPOUTREResponsabledupletechniqueauprsdelAutoritdeContrledes Nuisances Sonores Aroportuaires (Acnusa) Bruit. DidierMARCHALDirecteurHygineScuritEnvironnement(HSE)Europedeladivision Automotive Experience de Johnson Controls Inc. Sant au travail. Annie MOCH Professeur lUniversit Paris X Nanterre Bruit. PhilipePIRARDMdecinpidmiologisteauDpartementSantEnvironnementlInstitut national de Veille Sanitaire (IVS) pidmiologie. Serge PLANTON Ingnieur en chef Mto France Mtorologie et sant. Michel RUMEAU Ingnieur en chef de la section acoustique, adjoint au chef de dpartement de mesures physiques au Laboratoire Central de la Prfecture de Police (LCPP) Bruit. Ren DE SZE Directeur de recherche lInstitut National de l'Environnement Industriel et des Risques (Ineris) Rayonnements non ionisants. Franois TARDIF Chef de laboratoire au Commissariat l'nergie Atomique (CEA) Scurit au travail et nanomatriaux. MichelVALLETRetrait(DirecteurdeRecherchelInstitutNationaldeRecherchesurles Transports et leur Scurit (Inrets) Bruit Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 5 / 282Version finalePaoloVECCHIADirecteurderecherchelIstitutoSuperiorediSanit(ISS,Rome,Italie) Rayonnements non ionisants. Aprs prise en compte des commentaires, le rapport a t approuv par les membres du groupe de travail.Il a t adopt par le CES Agents physiques, nouvelles technologies et grands amnagements le 3 juin 2010. PARTICIPATION ANSES Coordination scientifique Mme Dina ATTIA Chefdeprojetsscientifiquesdanslunit Agentsphysiques, nouvelles technologies et grands amnagements AnsesM. Olivier MERCKEL Chef de lunit Agents physiques, nouvelles technologies et grands amnagements AnsesCollaboration scientifique Mme Johanna FITE Chargedeprojetsscientifiquesdanslunit Agentsphysiques, nouvelles technologies et grands amnagements Anses Mme Clara GALLANDChefdeprojetsscientifiquesdanslunit Agentsphysiques, nouvelles technologies et grands amnagements Anses Secrtariat administratif Mme Sophia SADDOKI Anses Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 6 / 282Version finaleAUDITION DE PERSONNALITES EXTERIEURES Audi ti onnsOrgani smeDate Jaouad ZemmouriSocit Osyris15/01/2009 Christian CorbAssociationFranaisede lclairage Prsident 25/06/2009 Bernard DuvalAssociationFranaisede lclairage Directeur gnral 06/07/2009 Frdric GuiraudPrsidentducomittechnique franaisTC34A(lampes)de laCEI(Commission lectrotechnique Internationale) 06/07/2009 David SlineyUSArmyCenterforhealth promotionandpreventive medecine 25/06/2009 Christian GrimmUniversitdeZrich Laboratoryofretinalcell biology 16/06/2009 Howard CooperInsermU846Dpartement de chronobiologie 16/09/2009 Claude GronfierInsermU846Dpartement de chronobiologie 16/09/2009 Gabriel CoscasHpitalIntercommunalde CrteilService ophtalmologie 06/07/2009 Serge MordonInserm U703 18/03/2010 Michel JeanmouginHpitalSaintLouis- Photodermatologie 18/03/2010 Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 7 / 282Version finaleSOMMAIRE Prsentation des intervenants .................................................................................................... 3 Expertise collective : synthse et conclusions ....................................................................... 11 Abrviations ............................................................................................................................... 28 Liste des tableaux ...................................................................................................................... 29 Liste des figures ........................................................................................................................ 31 1Prsentation de lauto-saisine .......................................................................................... 35 1.1Contexte ............................................................................................................................. 35 1.2Objet de lauto-saisine ...................................................................................................... 35 1.3Modalits et traitement de lauto-saisine ......................................................................... 37 1.3.1Droulement de la saisine .................................................................................................................... 37 1.3.2Critres de qualit de lexpertise .......................................................................................................... 37 2Gnralits sur lclairage et les LED .............................................................................. 38 Rsum du chapitre ................................................................................................................... 38 2.1Rappels physiques ............................................................................................................ 40 2.1.1La radiomtrie ....................................................................................................................................... 41 2.1.2La photomtrie ...................................................................................................................................... 42 2.1.3clairement nergtique rel sur la rtine ............................................................................................ 46 2.1.4La notion de temprature de couleur .................................................................................................... 47 2.1.5Indice de rendu de couleur ................................................................................................................... 47 2.2Les diffrents types de sources de lumire .................................................................... 47 2.2.1Les lampes incandescence ............................................................................................................... 49 2.2.2Les lampes dcharge ......................................................................................................................... 50 2.2.3Les diodes lectroluminescentes (LED) ............................................................................................... 52 2.2.4Les spectres mis par diffrentes sources de lumire ......................................................................... 63 2.3Systmes dclairage et confort visuel des utilisateurs ................................................. 65 2.3.1Systmes dclairage et matriels ........................................................................................................ 65 2.3.2Impact de lquilibre des luminances .................................................................................................... 66 2.3.3blouissement ...................................................................................................................................... 67 3Rayonnements optiques et pathologies .......................................................................... 73 Rsum du chapitre ................................................................................................................... 73 3.1Photodynamie Interaction de la lumire avec les systmes biologiques .................. 76 3.1.1Considrations gnrales ..................................................................................................................... 76 3.1.2Dsactivation des tats triplets avec des molcules, raction photodynamique.................................. 77 3.1.3Les espces oxygnes ractives et leur formation ............................................................................. 77 3.1.4Absorption des rayonnements UV et visibles ....................................................................................... 78 3.1.5Espces radicalaires ............................................................................................................................. 78 3.1.6Dfenses contre le stress oxydant ........................................................................................................ 79 Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 8 / 282Version finale3.1.7Mise en vidence de la formation de radicaux libres dans la peau humaine ....................................... 80 3.2Anatomie spcificits de lil ....................................................................................... 84 3.2.1Rappels sur lanatomie de lil humain ................................................................................................ 85 3.2.2Les photorcepteurs ............................................................................................................................. 88 3.2.3Le rseau neuronal ............................................................................................................................... 89 3.2.4Contrle rtinien du rythme circadien et de louverture pupillaire ........................................................ 89 3.3Rayonnements optiques et pathologies oculaires ......................................................... 91 3.3.2Arguments cliniques pour une toxicit de la lumire sur la rtine ........................................................ 92 3.3.3Mcanismes gnraux de toxicit de la lumire sur la rtine ............................................................... 94 3.4Anatomie - spcificits de la peau ................................................................................... 96 3.4.1Anatomie de la peau ............................................................................................................................. 96 3.4.2Optique du tgument ............................................................................................................................ 97 3.4.3Optique du stratum corneum et de lpiderme ..................................................................................... 98 3.4.4Optique du derme ................................................................................................................................. 98 3.5Rayonnements optiques et pathologies cutanes .......................................................... 99 3.5.1Les photodermatoses idiopathiques ..................................................................................................... 99 3.5.2Photosensibilit aux produits chimiques et aux mdicaments ........................................................... 100 3.5.3Photognodermatoses ........................................................................................................................ 100 3.5.4Les porphyries .................................................................................................................................... 100 3.5.5Les dermatoses photo aggraves ...................................................................................................... 101 3.5.6Lupus rythmateux ........................................................................................................................... 101 3.5.7Les cancers cutans ........................................................................................................................... 101 3.5.8Conclusions ........................................................................................................................................ 101 4Synthse de la normalisation europenne relative aux systmes dclairage LED 102 Rsum du chapitre ................................................................................................................. 102 4.1Introduction ..................................................................................................................... 103 4.2Normalisation, rglementation ou certification ? .......................................................... 104 4.2.1La normalisation, garante des bonnes pratiques ................................................................................ 104 4.2.2La rglementation et le marquage CE ................................................................................................ 105 4.2.3La certification ..................................................................................................................................... 105 4.3Exigences de scurit matrielle des systmes dclairage LED ............................. 106 4.3.1Terminologie ....................................................................................................................................... 106 4.3.2Cas des modules de LED ................................................................................................................... 107 4.3.3Cas des lampes LED ....................................................................................................................... 108 4.3.4Cas des luminaires LED .................................................................................................................. 109 4.3.5Normes de mesures photomtriques des dispositifs dclairage LED ............................................ 110 4.3.6Prsentation des certifications applicables aux dispositifs dclairage LED ................................... 111 4.4Exigences de scurit photobiologique des systmes dclairage LED .................. 111 4.4.1Rglementation ................................................................................................................................... 112 4.4.2Normes................................................................................................................................................ 113 4.4.3Recommandations .............................................................................................................................. 116 4.4.4Mthodes utilises pour dterminer les niveaux dexposition ............................................................ 119 4.4.5Commentaires sur les valeurs limites dexposition ............................................................................. 121 4.5Exigences de scurit sanitaire lies aux champs lectromagntiques mis par les systmes dclairage LED ........................................................................................... 122 Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 9 / 282Version finale4.6Conclusions ..................................................................................................................... 123 5Effets sanitaires lis aux LED......................................................................................... 124 Rsum du chapitre ................................................................................................................. 124 5.1Effets sur lil ................................................................................................................. 128 5.1.1Danger thermique ............................................................................................................................... 128 5.1.2Danger photochimique : lumire bleue ............................................................................................... 128 5.1.3blouissement .................................................................................................................................... 148 5.2Autres effets .................................................................................................................... 148 5.2.1Effet sur les rythmes circadiens .......................................................................................................... 148 5.2.2Effets sur la peau ................................................................................................................................ 149 5.2.3Effets indirects .................................................................................................................................... 150 6Conclusions et recommandations du groupe de travail .............................................. 151 6.1Risques lis une luminance trop leve ..................................................................... 151 6.2Risques lis la lumire bleue ....................................................................................... 151 6.3Risque de perturbation de lhorloge biologique et de la contraction pupillaire ......... 152 6.4Risque li au papillotement de la lumire mise par les LED ...................................... 154 6.5Populations sensibles .................................................................................................... 154 6.6volution du march ....................................................................................................... 154 6.7Valeurs limites dexposition, normes et valuation du risque ..................................... 154 6.8Recommandations pour la protection des populations ............................................... 155 6.9Recommandation pour des axes de recherche............................................................. 157 Bibliographie ............................................................................................................................ 158 Annexes du chapitre 2 : clairage et LED ........................................................................ 169 A-Lerledeloptiquedelildanslecalculdelclairementnergtiquerelsurla rtine ................................................................................................................................ 169 B - Analyse de Cycle de Vie .................................................................................................... 175 C - Le recyclage des lampes ................................................................................................... 180 D - Le march de lclairage franais et europen ................................................................ 183 E - Le futur de lclairage ........................................................................................................ 194 F - Les LED produisent une lumire sensiblement monochromatique ................................ 196 G - Principe de fonctionnement dune LED homo-jonction ............................................... 198 H-Prsentationdestroismthodespermettantdobtenirdelalumireblancheavec des LED ............................................................................................................................ 200 I - Lefficacit externe des LED ............................................................................................... 204 J - Facteurs dont dpend lefficacit des LED ....................................................................... 207 K - Mthodes dextrapolation utilises pour lestimation de la dure de vie des LED ........ 210 L Principaux facteurs influenant la dure de vie des LED ............................................... 211 M - Le cycle de vie des LED .................................................................................................... 212 N - Les dfis technologiques des LED ................................................................................... 215 Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 10 / 282Version finaleAnnexes du chapitre 3 : Lumire visible et pathologies ................................................. 220 A - lments supplmentaires concernant la corne............................................................ 220 B - lments supplmentaires concernant le cristallin ......................................................... 221 C - lments supplmentaires concernant la rtine.............................................................. 222 D - lments supplmentaires concernant les photorcepteurs ......................................... 226 E - lments supplmentaire concernant le rseau neuronal rtinien ................................ 231 F - lments supplmentaires sur les rythmes circadiens et la contraction pupillaire ...... 232 Annexes du chapitre 4 : Synthse de la normalisation europenne relative aux systmes dclairage LED ........................................................................................ 236 A - Compatibilit lectromagntique (CEM) ........................................................................... 236 B - Rglementation concernant la classe nergtique des lampes ..................................... 237 C - Normes relatives aux performances lumineuses de linstallation dclairage .............. 238 D-ComparaisondesnormesNF EN 62471(normesenvigueurpourlesLED)et NF EN 60825-1 (norme laser anciennement utilise pour les LED) ............................. 240 Annexe du chapitre 5 : Effets sanitaires des systmes dclairage LED .......................... 246 Annexe : Synthse des dclarations publiques dintrts des experts par rapport au champ de la saisine ........................................................................................................ 276 Octobre 2010 Expertise collective : synthEXPERTISE COLLECTIVESYNTHSE ET CONCLUSIONSRelatives la saisine Effets sanitaires des systmes dclairage utilisant des diodes lectroluminescentes (LED) Ce document synthtise les travaux du comit dexperts spcialiss et Prsentation de la question poseLa Directive europenne pour lcoprvoitlamliorationdesperformancesnergtiquesdecertainsproduitsdeconsommation courante. Cette directive a t transpose en 2007 par les tats membres de lUnion europenne et son entre en vigueur a t planifie entre 2008 et 2010. En application de la Directive EuP, la Commission europenne, par dcision du 18 mars 2009, a prvuuneinterdictionprogressivedelacommercialisationdeslampeslesplusconsommatrices dnergie,suivantuncalendrierstalantdu1ampoules fluo-compactes, dites les diodes lectroluminescentes (LED)les remplacer.Lesdiodeslectroluminescentessontdessourcesdclairageenpleindveloppement technologique et conomique. Utilises depuis de nombresources de lumires faibles et monochromatiques pour des applications de tmoins lumineux, elles trouvent aujourdhui leur place dans des systmes dclairage part entireclairage portatif, feux de vhicules et clairages domestiques dambiance, par exemple. LapremireLEDspectrevisibleatcreen1962,mettantuneintensitlumineuse extrmement faible. La diode bleueblanche,quiapermisdenouvellesapplicationsmajeures,notammentdansledomainede lclairage et des crans de tlvisions et d'ordinateurs. Les premires LED blanches sont peu peuapparuessurlemarchetsontmaintenantdeplusenpluspuissantplusieurs Watts). Pour produire de la lumire blanche, le procd le plus rpandu couple une LED bleue un phosphore jaune. LasocitOSYRIS3sestinquite,dansuncourrierdestinationdelInstitutdeveillesanitaire (InVS) datant du 27 dcembre 2007, des possibles impacts des LED sur la rtine. Dans ce courrier 1Nousutiliseronsleterme LED pourdsignerlesdiodeslectroluminescentes,pluttquelacronyme franais DEL, beaucoup moins usit.2SourceADEME : LesLEDdefaiblepuissavoyantlumineuxsurlesappareilslectromnagersparexemple.LesLEDdefortepuissasuprieure 1 Watt supportent des courantde lumire (135 lm / W) 3Socitfranaisespcialiseautourdeslasersetleursapplicationsdanslesdomainesmdicalet industriel. page 11 / 282 : synthse et conclusions EXPERTISE COLLECTIVE : SYNTHSE ET CONCLUSIONS Effets sanitaires des systmes dclairage utilisant des diodes lectroluminescentes (LED) Ce document synthtise les travaux du comit dexperts spcialiss et du groupe de travail Prsentation de la question pose La Directive europenne pour lco-conception (2005/32/CE) dite EuP (Energy using Productsprvoitlamliorationdesperformancesnergtiquesdecertainsproduitsdeconsommation tte directive a t transpose en 2007 par les tats membres de lUnion europenne et son entre en vigueur a t planifie entre 2008 et 2010.En application de la Directive EuP, la Commission europenne, par dcision du 18 mars 2009, a ctionprogressivedelacommercialisationdeslampeslesplusconsommatrices dnergie,suivantuncalendrierstalantdu1erseptembre2009au1erseptembre2016.Les compactes, dites basse consommation , ou dautres sources dclairage les diodes lectroluminescentes (LED)1 plus conomes en nergie, ont pour vocation, terme, Lesdiodeslectroluminescentessontdessourcesdclairageenpleindveloppement technologique et conomique. Utilises depuis de nombreuses annes dans llectronique comme sources de lumires faibles et monochromatiques pour des applications de tmoins lumineux, elles trouvent aujourdhui leur place dans des systmes dclairage part entire : feux de signalisation, feux de vhicules et clairages domestiques dambiance, par exemple. LapremireLEDspectrevisibleatcreen1962,mettantuneintensitlumineuse diode bleue a t invente en 1990, suivie par la mise au point de la ,quiapermisdenouvellesapplicationsmajeures,notammentdansledomainede lclairage et des crans de tlvisions et d'ordinateurs. Les premires LED blanches sont peu peuapparuessurlemarchetsontmaintenantdeplusenpluspuissantplusieurs Watts). Pour produire de la lumire blanche, le procd le plus rpandu couple une LED sestinquite,dansuncourrierdestinationdelInstitutdeveillesanitaire nt du 27 dcembre 2007, des possibles impacts des LED sur la rtine. Dans ce courrier pourdsignerlesdiodeslectroluminescentes,pluttquelacronyme franais DEL, beaucoup moins usit. LesLEDdefaiblepuissancec'est--direinfrieure1 Wattsontutilisescomme voyantlumineuxsurlesappareilslectromnagersparexemple.LesLEDdefortepuissaWatt supportent des courants plus importants (jusqu 1 500 mA) et fournissentSocitfranaisespcialiseautourdeslasersetleursapplicationsdanslesdomainesmdicalet Version finale Effets sanitaires des systmes dclairage utilisant des du groupe de travailEnergy using Products) prvoitlamliorationdesperformancesnergtiquesdecertainsproduitsdeconsommation tte directive a t transpose en 2007 par les tats membres de lUnion europenne En application de la Directive EuP, la Commission europenne, par dcision du 18 mars 2009, a ctionprogressivedelacommercialisationdeslampeslesplusconsommatrices septembre2016.Les , ou dautres sources dclairage comme plus conomes en nergie, ont pour vocation, terme, Lesdiodeslectroluminescentessontdessourcesdclairageenpleindveloppement uses annes dans llectronique comme sources de lumires faibles et monochromatiques pour des applications de tmoins lumineux, elles : feux de signalisation, feux de vhicules et clairages domestiques dambiance, par exemple.LapremireLEDspectrevisibleatcreen1962,mettantuneintensitlumineuse , suivie par la mise au point de la diode ,quiapermisdenouvellesapplicationsmajeures,notammentdansledomainede lclairage et des crans de tlvisions et d'ordinateurs. Les premires LED blanches sont peu peuapparuessurlemarchetsontmaintenantdeplusenpluspuissantes2(delordrede plusieurs Watts). Pour produire de la lumire blanche, le procd le plus rpandu couple une LED sestinquite,dansuncourrierdestinationdelInstitutdeveillesanitaire nt du 27 dcembre 2007, des possibles impacts des LED sur la rtine. Dans ce courrier pourdsignerlesdiodeslectroluminescentes,pluttquelacronyme Wattsontutilisescomme voyantlumineuxsurlesappareilslectromnagersparexemple.LesLEDdefortepuissancec'est--dire mA) et fournissent davantages Socitfranaisespcialiseautourdeslasersetleursapplicationsdanslesdomainesmdicalet Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 12 / 282Version finaletait soulign le lien possible entre lexposition de lil des rayonnements de longueurs dondes courtes,prochesdesultraviolets(caractristiquesdesspectreslumineuxdesLED)etlerisque dinduire une pathologie oculaire : la dgnrescence maculaire lie lge. LInVS a transfr la lettre de la socit OSYRIS lAfsset dans un courrier dat du 14 janvier 2008. Paralllement,laquestiondelimpactdesLEDsurlasantautravailatsoulevelorsde discussions informelles entre lAfsset et la Direction gnrale du travail (DGT), celle-ci tant alerte par les projets rcents dclairage intrieur de btiments au moyen de LED. Il est en effet probable que le dveloppement de ce type de solutions dclairage sacclre, notamment pour des raisons de cot conomique. Contexte scientifique et normatif LclairagereprsenteenFrance10 %delaconsommationlectrique totale,soit350 kW / hpar anetparmnage4.LesLEDsontdessystmesdclairagebeaucoupmoinsconsommateurs dnergie que dautres types dclairage et ont des dures de vie beaucoup plus longues.Les lampes incandescence ont une efficacit lumineuse de lordre de 10 15 lumens5 par Watt (lm / W), les lampes halognes de lordre de 15 30 lm / W, les lampes fluorescentes compactes delordrede50100 lm / W.Actuellement,certainesLEDatteignentdesrendementsallant jusqu 100 150 lm / W, avec des prvisions pour 2020 de lordre de 200 lm / W6. LadfinitiondeladuredevieduneLEDnestpascejournormalise.LesLEDont actuellement des dures de vie importantes (estimes jusqu 50 000 h7, soit cinquante fois celles des lampes incandescence, et 3 5 fois celles des lampes fluorescentes compactes). La technologie des LED, qui prsente certains avantages par rapport aux autres types dclairage (efficacitnergtique,duredevie),estenpleinevolutionmaislaqualitdelalumire (tempraturedecouleur8,indicederendudecouleur9)miseparceslampesneprsentepas toujoursle mmeniveaudeperformances quelesautressourcesdclairage.lheureactuelle, limpact environnemental des LED est nettement moins bon que les autres types dclairage. Des composantes intenses dans la partie bleue du spectre de la lumire mise par les LED, ainsi quedesintensitsderayonnementtrsimportantesmisesparcessourcesquasiment ponctuelles font craindre de nouveaux risques sanitaires lis ces sources dclairage. 4 Source ADEME 2010 5 Le lumen est lunit utilise pour quantifier le flux lumineux 6 La limite thorique de lefficacit lumineuse des sources lumineuses est fixe 683 lm / W. 7 Source ADEME 2010 8Latempraturedecouleurdunelumireblanchepermetdedfinirsateinte,plusoumoinschaudeou froide ;leslumiresdeteinteschaudes tirent surlejaune-orangetontunetempraturedecouleur infrieure 3 000 K. Plus la temprature de couleur augmente et plus la teinte est dite froide . 9LIndicedeRendudesCouleurs(IRC)estunindicecomprisentre0et100quidfinitl'aptituded'une source lumineuse restituer les diffrentes couleurs des objets qu'elle claire, par rapport une source de rfrence.LalumiresolaireaunIRCde100,tandisquecertaineslampesvapeurdesodiumbasse pression (utilises dans les tunnels routiers par exemple) ont un IRC de 20. Dans les magasins, les locaux scolaires ou les bureaux, l'IRC devrait toujours tre suprieur 80.Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 13 / 282Version finaleQuelquestravauxscientifiques[Dawsonetal.,200110,Uedaetal.,200911]sappuyantsurdes expriencesralisessurdessingesenlaboratoireavecdesLEDbleueslaissenteneffet suspecter un danger pour la rtine li lexposition des diodes lectroluminescentes. Pour sa part, Altkorn [Altkorn et al., 2005] sest intress limpact sanitaire des LED en dcrivant ledbatquiexistaitsurlepositionnementdesLEDdanslecontextenormatif :doivent-ellestre classes, en termes de risque photobiologique, selon les normes relatives aux lasers ou selon les normes relatives aux sources incohrentes ? Jusquen 2008, en effet, les LED taient traites de la mme manire que les sources laser. Depuis janvier 2008, la norme lasers NF EN 60825-1 recommandedutiliser,pourlesdispositifsLED,lanormedescuritphotobiologiquerelative aux sources incohrentes CIE12 S009:2002 Photobiological safety of lamps and lamp systems transcrite en norme franaise (NF EN 62471) en dcembre 2008. Organisation de lexpertise LesujetdelimpactsanitairedesLEDatdiscutparleComitdexpertsspcialiss(CES) agentsphysiques,nouvellestechnologiesetgrandsamnagements delAfssetle23 septembre 2008. Le CES a jug cette thmatique suffisamment proccupante et sest dclar prt traiter cette question sous la forme dune auto-saisine. LeConseilscientifiquedelAfssetadonnunavisfavorable,le29septembre2008,lauto-saisinedelAfsset surlaquestiondesimpactssanitaireslislusagedessystmesdclairage pardiodeslectroluminescentes.LAfssetaconfilaralisationdecetteexpertiseauCES agentsphysiques,nouvellestechnologiesetgrandsamnagements .SuravisduCES, lagence a mandat un groupe de travail pour instruire cette expertise. Ce groupe de travail a t constitu,lasuitedunappelcandidaturespublicouvertdu12dcembre2008au12mars 2009, dexperts en ophtalmologie, en dermatologie, en clairage et en physique des rayonnements optiques. Le groupe de travail coordonn par lAfsset sest runi 10 reprises en sessions plnires, du 13 mai2009au26mars2010.Legroupedetravailaparailleurssollicitlauditiondexperts scientifiques nationaux, internationaux et de reprsentants de lAssociation franaise de lclairage (AFE)afindobtenirtouteslesinformationspertinentespourrpondrecetteauto-saisine.Pour ralisercetteexpertise,legroupedetravailsestappuysurunelargerevuedelalittrature scientifiqueinternationalecompltepardesauditionsdepersonnalitsscientifiques.Une contribution crite portant sur le march de lclairage franais et europen et sur le recyclage des lampesatsolliciteauprsdelADEME(Agencedel'environnementetdelamatrisede l'nergie). Lanalysebibliographiqueentrepriseparlegroupedetravail LED ataussiexhaustiveque possible.Lestravauxscientifiquesprisencomptedanslerapportsontissusdepublications crites dans des revues internationales anglophones comit de lecture. LestravauxdexpertisedugroupedetravailonttsoumisrgulirementauCES,tantsurles aspects mthodologiques que scientifiques. Le rapport produit par le groupe de travail tient compte des observations et lments complmentaires transmis par les membres du CES. 10 Dawson, et al, Local fundus response to blue (LED and laser) and infrared (LED and laser) sources, Exp. Eye Res., 73(1):137-47200111 Ueda et al, Eye damage control by reduced blue illumination, Exp. Eye Res, 89(6):863-8. 2009 12 CIE : Commission Internationale de lEclairage Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 14 / 282Version finaleCestravauxdexpertisesontainsiissusduncollectifdexpertsauxcomptences complmentaires.IlsonttralissdanslerespectdelanormeNF X 50-110 qualiten expertise avecpourobjectifderespecterlescritresdecomptence,dindpendanceetde transparence tout en assurant la traabilit. Rsultat de lexpertise collective Lexpertise des membres du groupe de travail sest articule autour de diffrents axes : un tat des lieux de lclairage ; une prsentation de la technologie des LED ; une analyse de linteraction de la lumire avec les systmes biologiques (il, peau) ; une synthse de la normalisation applicable aujourdhui aux LED ; une analyse des effets sanitaires potentiels des LED. Loriginalit de ce travail rside notamment dans les calculs et mesures effectus par les membres dugroupedetravaildansleurslaboratoiresrespectifs(CSTB13,INRS14,LNE15)pourclasseren termesdegroupederisquequelquesexemplesdesystmesLEDselonlanormedescurit photobiologique applicable aux LED (NF EN 62471). LeCES agentsphysiques,nouvellestechnologiesetgrandsamnagementsaadoptles travauxdexpertisecollectiveainsiquesesconclusionsetrecommandations,objetsduprsent rapport, lors de sa sance du 03 juin 2010 et a fait part de cette adoption la Direction gnrale de lAfsset. Conclusions de lexpertise collective Le groupe de travail, lissue de son travail danalyse de la littrature scientifique existante et des donnes recueillies lors dauditions complmentaires, a identifi des effets sanitaires potentiels lis lusage des LED.Caractristiques des LED, pertinentes pour lvaluation des risques Leprincipedefonctionnementdesdiodeslectroluminescentesreposesurlapolarisationdun semi-conducteurparapplicationdunetensionquiprovoquelmissiondephotons.Un rayonnementquasi-monochromatiqueestmis,dontlalongueurdondedpenddusemi-conducteur utilis. Il nexiste pas de semi-conducteur permettant lui seul dmettre de la lumire blanche. Il existe nanmoins aujourdhui trois mthodes diffrentes pour produire indirectement de lalumireblancheavecuneLED.tantdonnesleslimitestechnologiquesetlesimpratifsde rendement nergtique, la mthode de production de lumire blanche la plus rpandue aujourdhui utilise la transformation dune partie de la lumire dune diode bleue par un luminophore jaune. Dsquilibre spectral dans le bleu LespectredesLEDblancheprsenteuneforteproportiondelumirebleue(picbleudansle spectre).Parailleurs,lespectredmissiondesLEDblanchesestcomposdmissionstrs 13 CSTB : Centre Scientifique et Technique du Btiment 14INRS :InstitutNationaldeRechercheetdeScuritpourlaprventiondesaccidentsdutravailetdes maladies professionnelles. 15 LNE : Laboratoire National de Mtrologie et dEssais. Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 15 / 282Version finalefaibles entre le bleu et le jaune. Ces caractristiques sont trs particulires des LED, elles ne sont pas rencontres pour les autres types dclairage conventionnels. Fortes luminances16 LesLEDsontdessourcesdelumireponctuellesquelonpeutagrgerdansunluminairepour atteindre des flux levs. Du fait de leur caractre ponctuel, la surface missive des LED possde uneforteluminance,aumoins1 000 foisplusleve(107 cd / m)quecelledunesource dclairage traditionnelle. Effet stroboscopique LesalimentationslectriquesdessystmesdclairageLEDpeuvent,enfonctiondeleur architecture, fournir une puissance prsentant des variations temporelles, ce qui se traduit par des fluctuationsdelintensitdelalumireproduite,plusoumoinsperceptiblesparlil.Ces variations damplitudes ne sont pas encore caractrises finement17. Les frquences de ces effets peuvent varier de quelques Hertz quelques centaines de Hertz18 pour les LED dj tudies. Effets sanitaires identifis LesprincipauxrisquessanitairesassocislclairageparLEDrsultentdeleurtrsgrande luminance (cest--dire la densit surfacique dintensit lumineuse mise par ces sources de taille trs faible) associe un spectre dmission particulier des LED blanches, riche en lumire bleue (courteslongueursdonde).Dautreseffetspotentielssontvoquscommelaperturbationdes rythmes circadiens et les effets stroboscopiques. Vis--visdesnombreuxeffetspotentielsidentifis(effetphotochimique,blouissement,etc.),il nexiste actuellement que peu de donnes pour quantifier les risques sanitaires associs. Dautre part, il nexiste actuellement pas de donnes dexposition des personnes relatives un clairage avec des systmes utilisant des LED. Il en est de mme pour les autres types dclairage. Ainsi, le groupe de travail na pu prsenter des valuations chiffres que dans le cas des risques lislexpositionlalumirebleue,valusselonlanormeNF EN 62471descurit photobiologique.Cependant,cettenormeestmaladaptedesclairagesutilisantdesLED. Comptetenudesconnaissancesactuelles,lesvaleurslimitesdexpositiondonnesdanscette norme ne permettent pas de prendre en compte lexposition quotidienne aux LED. 16Laluminance(encd / m2)quantifielalumiremiseparunesourcetendue,parunitdesurface.Elle dfinitlimpressionlumineuseperueparunobservateurquiregardelasource.Ellepermetdoncd'valuer l'blouissement. 17Lafrquenceainsiqueletauxdemodulation(rapportentrelamplitudedelafluctuationetlavaleur moyennedelalumire)dpendentfortementdumodedalimentation.Pourunealimentationencourant continu(redresseetfiltre),lafrquencedelafluctuationestde100 Hzetletauxdemodulationpeut atteindre des valeurs allant de 2 % 20 % en fonction de la qualit du filtrage. Pour une alimentation PWM (PulseWidthModulation),lafrquenceestdelordrededizainesdekilo-Hertz,letauxdemodulationpeut trevariable,etilpeutdpasser50 %.Enfin,pourlanouvelletechnologiedesLEDalimentesencourant alternatif, la frquence de fluctuation est de 100 Hz et le taux de modulation peut atteindre 100 %. 18 A Review of the Literature on Light Flicker: Ergonomics, Biological Attributes, Potential Health Effects, and Methods in Which Some LED Lighting May Introduce Flicker, IEEE Standard P1789 (2010) Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 16 / 282Version finaleDansladescriptionsuivantedesrisquesidentifisparlegroupedetravail,leseffetssurlil, dorigine thermique ou photochimique, ont t spars des autres effets se rapportant notamment la perturbation des rythmes circadiens. Effets sur lil Risque li un effet thermique de la lumire Lerisquedeffetthermiqueestassociunebrluredelartinersultantgnralementdune expositiondecourtedureunelumiretrsintense.Cetypededangerconcernetoutesles longueurs donde, de lultraviolet linfrarouge en passant par le visible. Ce type de risque associ aux lasers est peu probable dans un usage classique des LED. Risques lis aux effets photochimiques de la lumire bleue Lerisquedeffetphotochimiqueestassocilalumirebleueetsonniveaudpenddeladose cumuledelumirebleuelaquellelapersonneatexpose.Ainsi,ilsagitgnralement dexpositions modres rptes sur de longues dures. oCaractrisation du risque Desargumentsissusdobservationshumainesetdexpriencessurdesculturescellulaires et sur diffrentes espces animales convergent pour dmontrer une toxicit particulire des courtes longueurs dondes (bleues) pour la rtine. Lalumirebleueestresponsablededommagesphotochimiques.Leslsionstouchentla rtineexterne(photorcepteursetcellulesdelpithliumpigmentaire)etapparaissentde faonretarde.Ceslsionspeuventnepastrevisiblesparlexamenophtalmoscopique. Deux types de lsions photochimiques ont t dcrits : celles rsultant dinteraction avec les pigmentsvisuelstouchentlesphotorcepteursetcelleslieslinteractionavecla lipofuscine touchent les cellules de lpithlium pigmentaire. Cesinteractionsinduisentlaproductionderadicauxlibrescytotoxiquesfortedose.Les pigments photoractifs (lipofuscine) dans lpithlium saccumulent avec lge, augmentant le risque de stress oxydant. La mort cellulaire a des consquences fonctionnelles dautant plus marques quelle touche la rgion maculaire (vision centrale).Laquestiondesavoirsileslsionscumulesrsultantdestressoxydantfaiblesdoses pourraient, au long cours, favoriser un vieillissement prmatur de la rtine et favoriser une dgnrescence maculaire reste pose. A ce jour, il nexiste pas de modles animaux pertinents de dgnrescence maculaire lie lge(DMLA),cartouslesmodlesutilisentdesrongeurs,orseulslesprimatesetcertains oiseauxontdesmaculae.Lesduresncessairesauxsuivisdeceux-cisontincompatibles avec les protocoles exprimentaux. Chez lhomme, des expositions solaires rptes de fortes luminances peuvent induire des lsions maculaires irrversibles proches de celles observes dans les maculopathies lies Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 17 / 282Version finalelge,maislestudespidmiologiquesralisesdanscedomainenontpaspermis didentifier de faon unanime lexposition solaire comme un facteur de risque de DMLA. LeseffetsaggravantsdelalumirebleuesurlaDMLAsont fortement souponnsetissus dobservations convergentes sur des modles exprimentaux. Ces effets nont jamais pu tre dmontrspardestudespidmiologiqueschezlhomme,enraisondunedifficult valuer lexposition et les prdispositions individuelles. Lecristallindesadultes(qui,dufaitdesonjaunissement,absorbeenpartieles rayonnements bleus) et les pigments maculaires protgent en partie de cette toxicit par leur capacitabsorberlalumirebleue.Cesmcanismesprotecteurssontplusfaibleschez lenfant(dontlecristallinesttransparent),lesujetaphake(absencedecristallin)etlesujet pseudophake (cristallin artificiel). Cette protection est galement rduite en cas de diminution dupigmentmaculaire,commeobserveaucoursdecertainespathologiesmaculaires(par exemple la DMLA). oExposition aux LED Il nexiste actuellement pas de donnes dexposition des personnes un clairage avec des systmes utilisant des LED. Il en est de mme pour les autres types dclairage existants. oNormes de scurit photobiologique Prsentation de la norme NF EN 62471 et groupes de risques LanormeNF EN 62471relativelascuritphotobiologiquedeslampesetdesappareils utilisantdeslampesproposedeslimitesdexpositionaurayonnementdessourcesde lumireutilisesnotammentenclairage,etdonneuneclassificationbasesurles luminances et les clairements effectifs ainsi quune mthode de mesure de ces grandeurs. Cettenormesintresselensembledesdangersphotobiologiquespourlil(dangers thermiquesetphotochimiques),pourdeslongueursdondesallantdelultraviolet linfrarouge. La norme dfinit 4 groupes de risques :ogroupederisque0(exemptderisque),leproduitneprsenteaucunrisque photobiologique ; ogroupederisque1(risquefaible),leproduitneprsentepasunrisqueliaux limites dexposition en condition dutilisation normale ; ogroupederisque2(risquemodr),leproduitneprsentepasunrisquelila rponsedaversionpourlessourceslumiretrsbrillanteouenraisonde linconfort thermique ; ogroupederisque3(risquelev),leproduitpeutprsenterunrisquemmepour une exposition momentane ou courte. Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 18 / 282Version finaleCarences et inadaptation de la norme Valeurs limites dexposition non adaptes pour des expositions rptes la lumire bleue Lesvaleurslimitesdexpositionpourlapopulationgnraledestinesviterdes lsions aigus de la rtine sont proposes par lIcnirp19,20 et reprises dans la Norme NF EN 62 471etladirectiveeuropenne2006/25/CErelativeauxrayonnements optiques artificiels. Cesvaleurslimitesdexpositionsontcalculespouruneexpositionunesourcede lumire dans le champ de vision pour une journe de travail de 8 heures. Elles sont issuesdedonnesexprimentalesetpondresparunfacteurminorantde5 10 fois les nergies ncessaires produire des lsions observables. Enpratique,desexprienceschezlanimalontdterminlesseuilsdnergie capablesdinduiredeslsionsdufonddilobservablesmacroscopiquementpar ophtalmoscopie aprs une exposition unique la lumire. Ces lsions correspondent unblanchimentdelartineneurale,conscutiveundmedescouches rtiniennes superficielles. Auvudesconnaissancesactuelles,lesvaleurslimitesdexpositionenvigueurne permettentpasdvaluerlerisquedexpositionchroniquequotidiennelalumire bleue.Laclassificationdeslampessuivantlesniveauxneprendpasencompteles risquesaulongcoursdesexpositionscumules.Celasignifiequedesexpositions rptes et prolonges pourraient induire un risque cumul potentiellement suprieur celui valu par les valeurs limites dexposition. Ambigit dans les distances de mesures Pourleslampesdclairagecourant,lanormeNF EN 62 471prvoitunevaluation du groupe de risque la distance laquelle elles produisent un clairement de 500 lx. Pourlesautrestypesdelampes,ladterminationdugroupederisquedoitsefaire pour le pire cas dobservation, savoir une distance de 200 mm. Le groupe de risque dun systme dclairage LED peut tre dtermin selon lun ou lautredesprotocolesdemesure,conduisantuneclassificationtrsdiffrente (lvaluation 500 lx donne toujours une valuation minore par rapport lvaluation 200 mm).Ilexistedoncuneambigutsurladistancelaquellelesmesures doivent tre faites. Non prise en compte des populations sensibles la lumire bleue Pourvaluerlerisquelilalumirebleue,lanormeNF EN 62 471recommande dutiliserlacourbedephototoxicitdelalumirebleueproposeparlIcnirp.Cette courbeneconvientquepourlesadultes.Lanormenedonnepasde recommandations particulires pour les populations dont les mcanismes naturels de 19ICNIRPCommissionInternationalepourlaprotectioncontrelesrayonnementsnonionisants, Guidelines on limits of exposure to broad bandincoherent optical radiation (0.38 to 3 m) , (1997) 20ICNIRPCommissionInternationalepourlaprotectioncontrelesrayonnementsnonionisants, ICNIRP statement on light-emitting diodes (LED) and laser diodes : implication for hazard assessment , (2000) Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 19 / 282Version finalefiltragedelalumirebleuesontrduits(enfants,aphakes,pseudophakes),ouplus sensiblescaratteintesdemaladiesrtiniennes).Or,uneautrecourbede phototoxicitdelalumirebleueestproposeparlIcnirppourlespopulations aphakes.Lanormeactuellenepermetpasdeprendreencomptelespopulations sensibles la lumire bleue. oLes mesures du groupe de travail Legroupedetravailaconduitdesvaluationsdurisquedfiniesselonlanorme NF EN 62 471pourdiffrentssystmesdclairageafindecomparerlesLEDauxautres types dclairage. IlapparatquecertainesLEDtrscourammentutilisesenclairage,signalisationet balisage appartiennent au groupe de risque 2, alors que toutes les autres sources dclairage disponibles pour le grand public ne dpassent pas les groupes de risque 0 ou 1. Les dures limitesdexpositioninduitesparceclassementdanslegroupe2variententrequelques secondes pour certaines LED bleu roi et quelques dizaines de seconde pour certaines LED blanc froid. LesLEDetlessystmesdclairagebasedeLEDpeuventsetrouverdansdiffrents groupesderisqueselonleurluminanceetleurteinte(blancfroid,blancchaud,etc.), augmentant ainsi la difficult de matriser ce risque. oPopulations sensibles ou particulirement exposesTrois populations plus particulirement sensibles au risque ou particulirement exposes la lumire bleue ont t identifies :olesenfants(transparenceducristallin),lespersonnesaphakes(sanscristallin)ou pseudophakes (cristallin artificiel) qui ne filtrent pas (ou peu) les courtes longueurs dondes (notamment la lumire bleue) du fait de leur cristallin ; olespopulationssensibleslalumire :patientsatteintsdecertainesmaladies oculairesetcutanes,patientsconsommantdessubstancesphoto-sensibilisantes, etc.)pourlesquelleslalumirebleuepeuttreunfacteuraggravantdeleur pathologie ; olespopulationsparticulirementexposesauxLED(certainespopulationsde travailleurs :installateursclairagistes,mtiersduspectacle,etc.)quisont soumisesdesclairagesdeforteintensit,etsontdoncsusceptiblesdtre exposes de fortes quantits de lumire bleue. oConclusions relatives au risque li la lumire bleue Il est important de signaler que dautres sources trs utilises en clairage, notamment des lampes dcharge haute pression (lampes iodures mtalliques pour lclairage extrieur) sont galement classes dans le groupe de risque 2. Cependant, ces lampes sont destines desapplicationsbienmatrisesetnepeuventtreinstallesquepar desprofessionnels qui sont tenus de limiter le niveau dexposition de la population. LarrivedesLEDsurlemarchdelclairagegrandpublicmarqueuntournantsans prcdent : cest la premire fois que des sources classes dans le groupe de risque 2 sont accessiblesaugrandpublic,envuedapplicationsdomestiquesetquiplusest,sans marquage de ce risque.UnemmeLEDconsidreindividuellementouintgredansunsystmedclairage pourraittreclassedansdesgroupesderisquesdiffrentsselonladistancedvaluation impose par la norme NF EN 62 471. Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 20 / 282Version finaleLesvolutionsdestechnologiesdclairageLED,dunpointdevuedesperformances lumineuses,devraientlargementsepoursuivredanslesprochainesannes.Lesrisques associsuneexpositionauxsystmesdclairageLEDsontdoncsusceptiblesdtre accentus avec laugmentation des luminances. Lamthodologieadoptedanscerapportapermisdvaluerlesrisquesphotobiologiques lisdesLEDdontlefluxsesituedanslamoyennedelagammedefluxdisponiblesau moment de la rdaction de ce document. ce jour et dans les quelques annes qui viennent, les progrs technologiques ne laissent pas prsager lapparition de LED relevant du groupe derisque3.Enrevanche,aveclaugmentationdesfluxetdesluminances,ilnefaitaucun doute que de plus en plus de LED vont apparatre dans le groupe de risque 2. Risques lis lblouissement Il existe deux types dblouissement : lblouissement dinconfort et lblouissement dincapacit. Lblouissementdinconfortproduitunesensationdsagrable,sansncessairementtroublerla visiondesobjets.Ilestlilaluminanceduluminaireetauxdiffrencesdecontrastes.Ilest associ une baisse transitoire des performances visuelles. Lblouissementdincapacittroublelavisiondesobjets(apparitionduneluminancedevoile) sansprovoquerncessairementunesensationdsagrable.Ilestlilaquantitdelumire incidentesurliletlaluminanceduluminaire.Ilestsusceptibledentrainerdesaccidents domestiques (notamment chute de plain-pied ou de hauteur) ou de la route (collision), etc. Enclairagedintrieur,ilestadmisqu'uneluminancesuprieure10 000 cd / mest visuellementgnantequellequesoitlapositionduluminairedanslechampvisuel.Cettevaleur estcourammentcitepourlblouissementdinconfortenclairageintrieurcommetantune valeur au dessus de laquelle on subit de manire sre un blouissement. LanormedergonomievisuelleNF X 35 103voqueunevaleurlimitede2 000 cd / mpour lblouissement dinconfort, pour le cas dune petite source situe dans la zone centrale du champ visuel. Enraisonnotammentducaractreponctueldeleursurfacedmission,lesLEDontdes luminances au moins 1 000 fois plus leves que celles dune source dclairage traditionnelle. Le niveau de rayonnement direct de ce type de source dpasse largement le niveau dinconfort visuel. Le groupe de travail a mesur des luminances suprieures 10 000 000 cd / m sur certaines LED d'unepuissancelectriquede1 W(disponiblesdanslecommercepouruneutilisation domestique). Dans les systmes d'clairage LED disponibles sur le march, les LED sont souvent directement apparentes afin de ne pas attnuer le niveau d'clairement produit. Ceci conduit un non respect des exigences normatives (ergonomie visuelle et exigences de scurit) de lclairage relatives la limitation des luminances leves dans le champ visuel. Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 21 / 282Version finaleAutres effets Risque de perturbation de lhorloge biologique et de la contraction pupillaire Lhorlogebiologiqueetlacontractionpupillairesontrguleschezlhommepardeslongueurs donde situes autour de 480 nm qui suppriment la production de mlatonine (hormone participant la rgulation de lhorloge biologique et donc du cycle circadien). Les LED prsentent un spectre fondamentalement diffrent de celui de la lumire naturelle, avec une trs faible proportion 480 nm. Ceci pourrait exposer un risque de drglement de lhorloge biologiqueet,parconsquent,desrythmescircadiens.Cesrisquesseraientaccruspardes tempraturesdecouleurleves(blancfroidetbleu),quelonrencontrefrquemmentdansles systmes dclairage LED. Ledrglementdelhorlogebiologiquepeutinduiredesconsquencesmtaboliques,thymiques (dpression, troubles de lhumeur), troubles des cycles veille / sommeil, etc.Parailleurs,lacontractionpupillairerflexeenforteluminanceestinduiteparcesmmes longueursdonde.EllepourraittrerduiteenprsencedclairageLED,conduisantun clairement rtinien plus important et une augmentation des risques associs la lumire bleue. Risque li au papillotement de la lumire mise par les LED Consquencedeleurmodedalimentationlectronique,lalumiredesLEDpeutprsenterdes fluctuations rapides et de grande amplitude. Cette fluctuation de la lumire, lie au fait que les LED neprsententquunetrsfaiblermanence,estleplussouventimperceptibleparlesystme visuel. En situation de mouvement ou dans des espaces confins avec des variations priodiques de contraste, elle peut tre responsable deffets stroboscopiques. Ces effets stroboscopiques, qui nont cependant jamais t tudis en profondeur, peuvent avoir une incidence directe sur la sant (crisesdpilepsiepourlessujetsrisques),lesperformancesvisuellesetlascurit.Une publication21 rcente a montr que des LED pouvaient prsenter des fluctuations de lumire des frquences auxquelles correspondent des effets sanitaires (3 60 Hz pour les fluctuations visibles et de 120 150 Hz pour les fluctuations non-visibles). 21 A Review of the Literature on Light Flicker: Ergonomics, Biological Attributes, Potential Health Effects, and Methods in Which Some LED Lighting May Introduce Flicker, IEEE Standard P1789 (2010) Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 22 / 282Version finaleRecommandations Les recommandations suivantes sappliquent la fois aux systmes dclairage utilisant des LED dj prsents sur le march ainsi quaux futurs systmes LED. Sagissant des risques sanitaires lis lexposition aux LED, Considrant : les risques sanitaires lis la lumire bleue mise par des clairages LED dont les produits sont accessibles au public alors quils appartiennent des groupes de risques suprieurs 1 (selon la norme NF EN 62 471) ; le CES recommande : dinterdirequedesclairagesappartenantdesgroupesderisquessuprieurs1, valus la distance dobservation de 200 mm, soient accessibles au public ; derserverlesLEDappartenantdesgroupesderisquessuprieurs1des applications bien matrises par des professionnels. Considrant : les risques sanitaires engendrs par des clairages LED, lis de trs fortes luminances et des blouissements importants ; le CES recommande aux fabricants et aux intgrateurs : -pourprotgerlapopulationcontredesluminancestropfortesdessystmesLEDetdeforts blouissements de concevoir des systmes dclairage qui ne permettent pas la vision directe du faisceau misparlesLED.Enparticulier,leCESrecommandedutiliserdesdispositifsoptiques pour limiter les luminances perues directes ou rflchies et rendre les sources de lumire LED plus diffuses ; deprendreencomptelusuredescouchesdephosphoresdesLEDblanchesquipeut induire une augmentation du groupe de risque photobiologique. -pourprotgerlesconducteursautomobiles,lespitons,lescyclistesetlesmotardsdurisque dblouissement li des luminances trop fortes mises par les clairages automobiles LED,de nautoriser que les systmes dclairage LED des groupes de risques 0 ou 1 pour des phares automobiles de jour et de nuit, tant donn que lclairage automobile de jour sera rendu obligatoire partir de fvrier 2011 pour les nouvelles voitures (Directive europenne sur les feux de jour 2008 / 89 / EC) ; Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 23 / 282Version finaleConsidrant : olesrisquesavrsduneexpositionaigulalumirebleueetlesincertitudesquantaux effetsduneexpositionchroniquedefaiblesdoses,ainsiquelesincertitudesquantaux effets sur lhorloge biologique et la diminution de la contraction pupillaire ; olespopulationssensibleslalumireengnral(enfants,aphakes,pseudophakes, patientsatteintsdecertainesmaladiesoculairesetcutanes,patientsconsommantdes substances photo-sensibilisantes, etc.) ; olespopulationsdetravailleurspouvanttreexpossdesclairagesLEDdeforte intensit ; le CES met les recommandations suivantes : -pourprotgerspcifiquementlespopulationsrisquescommelespopulationssensiblesla lumire et celles particulirement exposes aux LED. Ainsi, le CES recommande : encequiconcernelesenfants,dviterlutilisationdesourcesdelumiremettantune fortelumirefroideoudelalumirebleuedansleslieuxquilsfrquentent(maternit, crches,coles,lieuxdeloisirs,etc.)oudanslesobjetsquilsutilisent(jouets,afficheur lumineux, console et manette de jeu, veilleuse nocturne, etc.). dedvelopperdesmoyensdeprotectionadquats(typelunettesdeprotectionoptique spcifiques aux LED) pour les travailleurs particulirement exposs un clairage LED ; deprvenirlespatientssousmdicamentsphoto-sensibilisantdesrisqueslis lexposition la lumire froide et plus particulirement issue de LED, mme celles classes dans le groupe de risque 0 ; informer les acteurs de la sant de lexistence de ce risque ; dutiliser avec prcaution les dispositifs conduisant augmenter la dimension effective de la LED,mmesicesdispositifsnaugmententpasleniveaudeluminance(casdes collimateursoptiquesetdesassemblagesdensesdepucesLEDtype multichip ).En effet,lutilisationdecesdispositifsconduitdesdureslimitesdexpositionlalumire bleue plus courtes que dans le cas de la LED simple puce sans optique supplmentaire. Le groupe de risque peut alors augmenter. Considrant : la prsence sur le march de produits LED vise luminothrapeutique, de confort ou de bien tre,le CES recommande dvaluer la nocivit de ces appareils et de leur conformit avec les normes. Sagissant des normes relatives la qualit de lclairage et la scurit photobiologiques des LED, Considrant : oque les normes en vigueur pour raliser des installations dclairage ne sont actuellement pastoujoursappliquesparlesprofessionnels(lectriciens,clairagistes,concepteurs lumires) dans le cas des systmes LED ; oquelesnormeslieslascuritphotobiologiquepeuventparatremaladaptesaux clairages LED ; Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 24 / 282Version finalele CES met les recommandations suivantes : -FaireappliquerparlesprofessionnelsralisantdesinstallationsdclairageLED,lensemble des normes relatives la qualit de lclairage : NF X 35-103 Ergonomie :Principesdergonomievisuelleapplicableslclairagedes lieux de travail ; NF EN 12464-1 clairage des lieux de travail Partie 1 : Lieux de travail intrieurs ; NF EN 12464-2 clairage des lieux de travail Partie 2 : Lieux de travail extrieurs ; srie de normes NF EN 13201 clairage public ;NF EN 12193 clairage des installations sportives . - Adapter la norme NF EN 62 471 Scurit photobiologique des lampes et appareils utilisant des lampes aux systmes LED. Il est ncessaire de faciliter la prise en compte de cette norme par les fabricants et de lever tout doute quant la faon dont elle doit tre applique aux systmes LED. Le CES recommande ainsi : deprciserlesconditionsdemesureetdvaluationdessystmesLEDdanslanorme NF EN 62 471 ; dditer un guide dapplication de cette norme exclusivement ddi aux systmes LED ; dedterminerlegroupederisquepourlepirecasdobservation :unedistancede 200 mm du systme, on obtient ainsi le groupe de risque le plus dfavorable ; dadapterlanormeauxenfants,personnesaphakesoupseudophakes,enprenanten compte la courbe de phototoxicit de la lumire pertinente propose par lIcnirp ; deproposerpourchaquegroupederisquedessous-groupesderisquequipermettraient daffiner lvaluation du risque en fonction des temps dexposition ; danslecasdegroupesderisquesuprieurs0,dvaluerlesdistancesdescurit (distancelaquellelobservationcorrespondaugroupederisque0),etdelenotifierde manire lisible au consommateur (cas des dispositifs grand public) ou au professionnel en charge de la ralisation de linstallation dclairage. -Pourrenforcerlaspectdelascuritphotobiologiquedanslamiseenconformitdes installations dclairage : dintroduire les exigences de scurit photobiologique dans toutes les normes de scurit relativesauxlampesLED,modulesdeLEDetluminairesLED.Onpeutciterles normes suivantes qui sont particulirement concernes : osrie de normes NF EN 60 598 Luminaires ; oNF EN 62 031 : ModulesdeLEDpourlclairagegnral :spcifications de scurit ; oCEI 62 560 : LampesLEDauto-ballastespourl'clairagegnral fonctionnant des tensions > 50 V - Spcifications de scurit ; oleprojetdenormePr CEI 62 663-1 NonballastedsinglecappedLED lamps for general lighting safety requirements . Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 25 / 282Version finaleSagissantdelinformationdesconsommateurs,delatraabilit,delaqualitetdu marquage des LED, Considrant : -le manque dinformation dont dispose le public concernant les produits LED ; le CES met les recommandations suivantes : -Informerlesconsommateurssurlaqualitetlaperformancedelclairagequilchoisit.Donner auconsommateurlapossibilitdesinformerfacilementdescaractristiquesduproduitquil achte ; le CES recommande de : veillerce queles fabricantsetintgrateursde LEDralisentdescontrlesdequalitet de traabilit des LED ; outre la qualit de lclairage, il est ncessaire quils sassurent de la conformit de leurs produits vis--vis de leur groupe de risque ; envisageruntiquetagecomprhensibleparleconsommateuretpertinent(puissance, tension dalimentation, temprature de couleur, flux lumineux, etc.) ; rendre obligatoire le marquage du groupe de risque de scurit photobiologique valu la distance de 200 mm sur lemballage des produits LED. Pour les sources appartenant au groupe de risque 1, il faut imposer de faire figurer sur le marquage la distance de scurit, au-del de laquelle le groupe de risque redescend 0. rendre obligatoire le marquage du groupe de risque de scurit photobiologique pour tous les types dclairage envisager la cration dun label de qualit (reproductibilit, co-marquage, etc.). Recommandations dtudes et daxes de recherche Considrantlemanquededonnessurlexpositiondelapopulationlalumireartificielle,le CES met les recommandations suivantes : - Caractriser et tudier lexposition de la population la lumire artificielle. -DfinirunindicepermettantdestimerleniveaudblouissementdunesourceLED.LUGR (Unified Glaring Rate taux dblouissement unifi) utilis pour les autres types dclairage nest pas pertinent pour les LED, il ne convient pas aux sources de faible dimension angulaire. Sagissantdestudesetrecherchessurleseffetssanitairesdessystmesdclairage LED, le CES recommande de : - Mener des recherches cliniques afin dobtenir des lments de dcision permettant de dfinir les valeurs limites dexposition la lumire bleue. Ainsi, le CES recommande : d'tudierleseffetscumulatifsmoyenetlongtermeduneexpositionlalumire bleue ; Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 26 / 282Version finalederaliserdestudesprospectivesetrtrospectivessurlespopulationstraitespar luminothrapie avec des LED bleues ; demettreenuvredesprotocolesexprimentauxvaluantlesconsquences dexpositionprolongesetcumulesdesniveauxinfrieursauxvaleurslimites dexposition. -Menerdesrecherchesafindemieuxcaractriserleseffetsdelalumireartificielleeten particuliersurlalumireissuedesystmesLEDsurlesrythmesbiologiques.LeCES recommande ainsi : dapprofondirlestudespermettantdemieuxcaractriserlesspectresdactiondes mcanismes de rgulation de lhorloge biologique par la lumire ; de quantifier les consquences dune exposition des lumires artificielles froides sur les rythmes circadiens et la contraction pupillaire ; demaniregnrale,dtudierlincidencesurlasantetsurlespathologiesdela pollution lumineuse (en lien avec de possibles drglements de lhorloge biologique) et de la systmatisation dun clairage LED. -tudiersystmatiquementledclenchementet / oulaggravationdesphoto-dermatosesparun clairage LED Sagissant des tudes et recherches mener sur la technologie des LED pour en limiter les risques sanitaires, le CES met les recommandations suivantes ; - Amliorer la technologie des LED, ainsi le CES recommande : dencouragerdesrecherchespourdvelopperdesnouveauxmatriauxmissifs couplsavecdesluminophoresoptimisspourobtenirunelumireblanchedebonne qualit avec une efficacit lumineuse aussi leve que possible ; dedvelopperlarecherchesurlaconceptiondeluminairesadaptsauxLED(petite taille,fluxlumineuximportant)afindenlimiterlaluminance,enutilisantdessolutions optiques ; dtudierlesmcanismesdedgradationdesLEDblanchespouvantconduireune drive bleue (bleuissement) de la lumire mise. Maisons-Alfort, le 03/06/2010 AunomdesexpertsduCES Agentsphysiques,nouvellestechnologiesetgrands amnagements , le prsident du CES, Jean-Franois Dor Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 27 / 282Version finale Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 28 / 282Version finaleAbrviationsACV : analyse du cycle de vie ADN : acide dsoxyribonuclique ADEME : Agence de lenvironnement et de la matrise de lnergie AFE : Association franaise de lclairage AFNOR : Association franaise de normalisation CEI : Commission lectrotechnique Internationale CELMA :Fdrationeuropennedesassociationsdefabricantsdeluminairesetdecomposants lectrotechniquesCEN : Comit europen de normalisation CIE : Commission internationale de l'clairage CMHL :CeramicMetalHalideLampLampesauxioduresmtalliquestubesdchargeen cramique CMS : Composant Mont en Surface CSTB : Centre scientifique et technique du btiment CVD : Chemical vapor deposition dpt chimique en phase vapeur DEEE : dchets dquipements lectriques et lectroniques DoE : Department of Energy (USA) ministre amricain de lnergie ELC : European Lamp Companies Federation Fdration europenne des fabricants de lampes EQI : efficacit quantique interne FCD : Fdration des entreprises du commerce et de la distribution FGME : Fdration des grossistes en matriel lectrique FMB : Fdrations des magasins de bricolage IR : infrarouge IRC : indice de rendu des couleurs LED : Light emitting diode - Diode lectroluminescente (DEL)22 MEEDDM : Ministre de lcologie, de lnergie, du dveloppement durable et de la mer OLED : Organic light emitting diode - Diode lectroluminescente organique PWM : Pulse width modulation Modulation par largeur dimpulsions SI : systme international UGR : unified glaring rate Taux dblouissement unifi UTE : Union technique de llectricit UV : ultraviolet 22 Lacronyme LED est trs couramment usit en France. Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 29 / 282Version finaleListe des tableaux Tableau 1 : Quelques ordres de grandeurs dclairements exprims en lux .................................................. 45 Tableau 2 : Correspondances entre grandeurs radiomtriques et grandeurs photomtriques ...................... 45 Tableau 3 : Tableau comparatif de diffrents types dclairage ...................................................................... 48 Tableau 4 : Comparaison des diffrentes mthodes pour obtenir de la lumire blanche par les LED ........... 55 Tableau5 :EfficacitlumineusedeLEDblancfroidparmilesplusperformantesrelevesdansles documentations des fabricants leaders dbut 2009 ............................................................................... 57 Tableau 6 : Ordres de grandeurs de quelques luminances en cd / m ........................................................... 69 Tableau 7 : Tableau rcapitulatif des diffrents rsultats exprimentaux ayant pour objectif de dterminer le pic maximum de sensibilit de diffrents processus .............................................................................. 91 Tableau 8 : Diffrentes formes chimiques du pigment visuel 11 cis retinal et pic dabsorption associ [Young, 1988] ....................................................................................................................................................... 92 Tableau 9 : Absorption intrapidermique, absorption dermique et pourcentage atteignant lhypoderme ....... 99 Tableau 10 : Critres examiner pour les systmes dclairage dans le btiment ...................................... 104 Tableau 11 : Les organismes en charge de la normalisation en clairage ................................................... 105 Tableau 12 : Classement en groupe de risque li la lumire bleue pour le domaine visible (LB, Eb) d'aprs la norme NF EN 62471 ......................................................................................................................... 115 Tableau13 :Limitesd'Expositionlalumirebleue,fixesparladirective2006/25,lesnormesetautres organisations ......................................................................................................................................... 120 Tableau14:RsultatsdelanalysederisquepourlartinelilalumirebleuemisepardesLEDau format CMS, substrat cramique, puce de 1 mm (taille apparente 1,4 mm x 1,4 mm) .................... 134 Tableau 15 : Calcul des dures limites dexposition pour des assemblages de puces LED type multichip formant une surface uniforme de luminance donne. .......................................................................... 136 Tableau 16 : Calcul des dures limites dexposition pour deux LED de type multichip composes de 100 puces, mettant un flux total de 7000 lm. Ces composants sont disponibles commercialement. ....... 137 Tableau 17 : Calcul des dures limites dexposition pour deux LED multichip composes de 100 puces, mettant un flux total de 7 000 lm. Ces composants sont disponibles commercialement ................... 138 Tableau18:CalculdesdureslimitesdexpositionpourdeuxassemblagesdeLEDdetype module composs de 100 LED, mettant un flux total de 10 000 lm ................................................................ 139 Tableau 19 : valuation des risques selon la norme NF EN 62471, de 3 types de LED [CSTB, INRS] une distance qui produit un clairement de 500 lx et une distance de 200 mm. ......................................... 141 Tableau 20 : valuation des risques selon la norme NF EN 62471, de 2 lampes dutilisation courante [CSTB, INRS] une distance qui produit un clairement de 500 lx .................................................................. 142 Tableau 21 : Evaluation des risques selon la norme CEI 62471 dans tous les cas d'exposition ................. 143 Tableau22:EvaluationdesrisquesselonlaDirectiveetlanormeNF EN 62471(casdunilstabilis pour la chirurgie) ................................................................................................................................... 144 Tableau 23 : Evaluation des risques selon la Directive et la norme NF EN 62471 (cas gnral)................. 144 Tableau 24: Quelques exemples de luminance de LED au format CMS, substrat cramique, dont la puce a une taille apparente de 1,4 mm x 1,4 mm ............................................................................................ 148 Tableau 25 : March en EU-27 pour ELC (en milliers de lampes) ................................................................ 187 Tableau26 :Valeurstypiquesdesrendementsintervenantsdanslerendementglobalen2005,2008et lobjectif vis en 2015 pour un luminaire LED (Blanc 4 100 K CRI 80) ....................................... 206 Tableau27:LimpactenvironnementaldesystmesLEDayantuneefficacitlumineusede6 lm /W compare celle dune lampe iodures mtalliques cramique standard .......................................... 213 Tableau 28 : Tableau rcapitulatif des mesures ........................................................................................... 242 Tableau 29 : Les groupes de risques ............................................................................................................ 243 Tableau 30 : Facteur B (part de la luminance nergtique contribuant au risque la lumire bleue) pour les LED bleu roi .......................................................................................................................................... 252 Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 30 / 282Version finaleTableau 31 : Facteur B (part de la luminance nergtique contribuant au risque la lumire bleue) pour les LED blanches ........................................................................................................................................ 253 Tableau 32 : Estimation de la luminance nergtique des LED bleu roi en fonction des valeurs mesures de luminance et de flux lumineux............................................................................................................... 257 Tableau33 :EstimationdelaluminancenergtiquedesLEDblancfroidetblancneutreenfonctiondes valeurs mesures de luminance et de flux lumineux. ........................................................................... 259 Tableau34 :EstimationdelaluminancenergtiquedesLEDblancchaudenfonctiondesvaleurs mesures de luminance et de flux lumineux. ........................................................................................ 261 Tableaux35 :Valeursduchampdevisioneffectif,durayoneffectifetdurapportkenfonctiondesdures dexposition ........................................................................................................................................... 262 Tableau36 :RsultatsdelanalysederisquesurlartinelilalumirebleuemisepardesLEDau format CMS, substrat cramique, puce de 1 mm . ........................................................................... 270 Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 31 / 282Version finaleListe des figures Figure 1 : Exemple dun spectre de LED blanche ........................................................................................... 39 Figure 2 : La source, l'objet et le systme visuel ............................................................................................. 40 Figure 3 : Schma reprsentant lintensit lumineuse ( gauche), la luminance (au centre) et lclairement ( droite) ...................................................................................................................................................... 42 Figure 4 : Courbes de sensibilit spectrale ..................................................................................................... 43 Figure 5 : Les diffrentes familles de lampes .................................................................................................. 48 Figure 6 : Principe de fonctionnement dune lampe incandescence et son spectre .................................... 49 Figure 7 : Lampes halognes haute efficacit avec et sans ballast lectronique intgr ............................... 50 Figure 8 : Lampe fluocompacte avec son ballast lectronique intgr ........................................................... 52 Figure 9 : Illustration dune homo-jonction ................................................................................................. 53 Figure 10 : nergie de gap et longueur donde dmission pour quelques semi-conducteurs lmentaires et systmes binaires ................................................................................................................................... 54 Figure11 :Variationdelefficacitquantiqueexterneenfonctiondelalongueurdondepourdeux technologies de LED ............................................................................................................................... 56 Figure 12 : volution et limitation des efficacits lumineuses de LED blanches forte puissance ................... 58 Figure13 :DprciationdansletempsdufluxlumineuxdesLEDblanchesdehautepuissance nominalement identiques provenant de diffrents fabricants (lettres A E) .......................................... 59 Figure14 :Variationdesperformancesde260LEDblanches(provenantde26lots)de5 mm fonctionnant sous 20 mA [fabrication asiatique] .......................................................................................................... 60 Figure 15 : Dprciation du flux mesur pour un spot LED de 24 W dans diffrents luminaires ................. 61 Figure 16 : Distribution spectrale de la lumire naturelle dans diffrentes directions du ciel ......................... 63 Figure 17 : Spectres des diffrentes sources de lumire artificielle mesurs au CSTB ................................. 64 Figure 18 : Spectre dmission (valeur normalise) de quelques semi-conducteurs ( 25C) ............. .......... 65 Figure 19 : Typologie des luminaires les plus employs ................................................................................. 65 Figure 20 : Champ visuel ................................................................................................................................. 67 Figure 21 : Valeurs indicatives des luminances de sources lumineuses ........................................................ 67 Figure 22 : Zones angulaires dfinissant les notions dblouissement ........................................................... 68 Figure 23 : Gomtrie de la situation avec source blouissante..................................................................... 69 Figure24 :Spectre de sensibilit del'il humain l'blouissement dinconfort (en blanc), superpos des spectres de LED blanches (en noir) [Bullough, 2009] ............................................................................ 71 Figure 25 : Situations blouissantes, gauche le reflet sur l'ordinateur, droite le contre-jour ..................... 71 Figure 26 : viter lblouissement par lemploi de luminaires adapts ........................................................... 72 Figure 27 : Spectre daction de la production de radicaux libres (x. 1012 radicaux / mg par mJ / cm et par nm. ................................................................................................................................................................ 81 Figure28:SpectredactiondelaproductionderadicauxlibresdanslesrgionsUVetvisibleproche, normalis 355 nm compar au spectre daction de la production de lrythme cutan .................... 82 Figure29:Relationentreladistance(m)dunesourcecommercialespotHMI575 Wetlaproduction radicalaire ................................................................................................................................................ 83 Figure30:Productionradicalaireetspectredmissionsolaire(clairementnergtiquespectrique)en fonction des longueurs donde comprises entre 300 et 700 nm ............................................................. 84 Figure 31 : Anatomie de l'il humain .............................................................................................................. 85 Figure 32 : Facteur dabsorption de la lumire par la corne .......................................................................... 86 Figure 33 : Absorption de la lumire par le cristallin en fonction de lge ....................................................... 86 Figure 34 : Sensibilit spectrale de la contraction pupillaire chez lhomme .................................................... 90 Figure 35 : Spectre des rayonnements lectromagntiques et sensibilit des milieux oculaires ................... 91 Figure 36 : Schma dune coupe de la peau reprsentant l'piderme, le derme et l'hypoderme ................... 97 Anses rapport dexpertise collective LED Saisine n 2008-SA-0408 Octobre 2010page 32 / 282Version finaleFigure 37 : Pntration des diffrentes longueurs donde dans la peau ......................................................... 98 Figure 38 : LED, lampes, modules et luminaires ........................................................................................... 107 Figure39:Conditionsdobservationpourlvaluationdelaluminancenergtiqueselonlanorme NF EN 62471 (2008) ............................................................................................................................. 115 Figure40:FonctionsdepondrationspectraleBetA (casdepersonnesaphaques)durisque Lumire bleue .................................................................................................................................................. 121 Figure41:DensitspectraledefluxnormalisepourlesLEDbleuroi.Lacourbenoirereprsentela fonction B(). ......................................................................................................................................... 131 Figure42:DensitspectraledefluxnormalisepourlesLEDblancfroid.Lacourbenoirereprsentela fonction B(). ......................................................................................................................................... 131 Figure43:DensitspectraledefluxnormalisepourlesLEDblancneutre.Lacourbenoirereprsentela fonction B(). ......................................................................................................................................... 132 Figure44:DensitspectraledefluxnormalisepourlesLEDblancchaud.Lacourbenoirereprsentela fonction B() .......................................................................................................................................... 133 Figure 45 : Exemple dassemblage rgulier puce LED type multichip .................................................... 135 Figure 46 : Exemple de LED multichip de flux lev (7000 lm), disponible commercialement ..................... 137 Figure47:Exempledassemblagergulierde10x10LEDtypeSMD,desubstratcramiqueetsimple puce, tudies dans la partie prcdente ............................................................................................. 139 Figure 48 : Composant LED sur lequel les mesures du LNE ont t effectues ....................................... 142 Figure 49 : Schma de principe dun collimateur pour LED. Photographie dun collimateur de LED disponible commercialement. ................................................................................................................................. 146 Figure 50 : Spectre de diffrents types de LED blanches ............................................................................. 149 Figure 51 : Distribution spectrale de la lumire naturelle pour diffrentes directions dans le ciel ................ 153 Figure 52 : Exemple dun spectre de LED blanche ....................................................................................... 153 Figure 53: Donnes dentre et de sortie (modifi daprs Le Grand, 1972). ............................................... 169 Figure 54: Analyse du cycle de vie d'un produit ............................................................................................ 175 Figure 55: Les 5 tapes d'une analyse de cycle de vie ................................................................................. 177 Figure 56: Inventaire du cycle de vie ............................................................................................................. 178 Figure 57 : Description du cycle de vie .......................................................................................................... 178 Figure 58: Rpartition de la consommation d'nergie pour l'clairage dans le secteur tertiaire ................... 183 Figure59 :Tauxdepossessiond'ampoulesconomied'nergiedanslesmnages,2008 (ADEME/SOFRES) ............................................................................................................................... 184 Figure 60 : Taux d'exportation (exportation compare la production), 2003-2008 ...........................