Ce bleu qui fait mal

Ce bleu qui fait mal

L’Anses confirme la toxicité de la lumière bleue sur la rétine et met en évidence son impact sur la perturbation des rythmes biologiques et du sommeil, notamment via les écrans.

L’Agence recommande donc de limiter l’usage des dispositifs à LED les plus riches en lumière bleue, tout particulièrement pour les enfants, et de diminuer autant que possible la pollution lumineuse pour préserver l’environnement.

Les recommandations
Dans un contexte de politiques d’économie d’énergie et de retrait des lampes traditionnelles (lampes à incandescence et lampes halogènes classiques) du marché de l’éclairage, les LED connaissent une expansion considérable en raison de leurs performances énergétiques efficaces. En effet de par leur spécificité technologique, les LED peuvent émettre une lumière riche en courtes longueurs d’onde, dite « riche en bleu », et un éclairage plus intense que d’autres sources lumineuses, ce qui peut induire des effets sur la santé de l’Homme comme sur l’environnement.
En conséquence, actuellement pour l’éclairage domestique, seules les lampes à LED de groupes de risques 0 ou 1 (conformément à la norme de sécurité photo biologique NF-EN-62471) sont accessibles au grand public. Les éclairages les plus à risque (groupes 2 et 3) sont, quant à eux, réservés à des utilisations professionnelles dans des conditions garantissant la sécurité des travailleurs.
Aujourd’hui, l’Anses publie une nouvelle expertise englobant tous les systèmes à LED et prenant en compte l’ensemble des données scientifiques acquises depuis 2010.

De nouveaux effets mis en évidence liés à la lumière bleue des LED
Les nouvelles données scientifiques confortent le résultat de 2010 sur la toxicité de la lumière bleue pour l’œil qui peut conduire à une baisse de la vue. Elles montrent des effets photo toxiques à court terme liés à une exposition aiguë et des effets à long terme liés à une exposition chronique, qui augmentent le risque de survenue d’une dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA).
Les éclairages domestiques à LED de type « blanc chaud » ne se distinguent pas des éclairages traditionnels et présentent un faible risque de photo toxicité. En revanche, d’autres types d’éclairage à LED tels que des lampes torches, des phares automobiles, des décorations ou des jouets, peuvent émettre des lumières particulièrement riches en bleu et appartenir au groupe de risque 2, mais ils ne sont pas couverts par la réglementation actuelle.
Par ailleurs, l’expertise met en évidence qu’une exposition, même très faible, à de la lumière riche en bleu le soir ou la nuit, perturbe les rythmes biologiques et donc le sommeil. Elle souligne que les écrans notamment d’ordinateurs, de smartphones et de tablettes constituent des sources importantes de lumière riche en bleu et les enfants et adolescents, dont les yeux ne filtrent pas pleinement la lumière bleue, constituent une population particulièrement sensible.
Elle montre également qu’une forte proportion de lampes à LED présente des variations importantes de l’intensité lumineuse ce qui pourrait provoquer : maux de tête, fatigue visuelle, risque accidentel, etc.

Faire évoluer la réglementation et mieux informer la population sur les risques liés à l’exposition à la lumière bleue
Au vu des résultats de son expertise, l’Anses émet une série de recommandations afin de limiter l’exposition de la population à la lumière riche en bleu. Elle rappelle alors l’importance de privilégier des éclairages domestiques de type « blanc chaud » (température de couleur inférieure à 3 000 K). Afin de prévenir les effets de perturbation des rythmes biologiques, elle recommande de limiter l’exposition des populations, et en particulier les enfants, à la lumière riche en bleu des écrans à LED (téléphones mobiles, tablettes, ordinateurs…) avant le coucher et pendant la nuit.
Par ailleurs, l’Anses recommande de faire évoluer le cadre réglementaire s’appliquant à tous les systèmes à LED et en particulier de :
• restreindre la mise à disposition des objets à LED auprès du grand public à ceux de groupe de risque photo biologique 0 ou 1 ;
• limiter l’intensité lumineuse des phares des véhicules automobiles, tout en garantissant la sécurité routière ;
• réduire au minimum le niveau de modulation temporelle de la lumière émise par toutes les sources lumineuses (éclairages, écrans, objets à LED).
D’autre part, concernant les moyens de protection disponibles pour le grand public tels que les verres traités, les lunettes de protection ou les écrans spécifiques, l’Agence souligne que leur efficacité contre les effets sur la rétine de la lumière bleue est très variable. En demeurant, leur efficacité pour la préservation des rythmes circadiens n’est pas prouvée aujourd’hui. L’Anses encourage donc l’établissement de normes définissant les critères de performance des équipements de protection vis-à-vis de la lumière bleue.

Un impact sur la biodiversité et l’environnement
Concernant l’environnement, les études disponibles portent principalement sur la lumière artificielle la nuit de façon générale et non spécifiquement sur les LED. Quel que soit l’écosystème étudié, les connaissances scientifiques montrent de façon convergente une augmentation de la mortalité et un appauvrissement de la diversité des espèces animales et végétales étudiées dans les milieux éclairés la nuit, y compris par des éclairages à LED. L’Agence recommande de renforcer la réglementation afin de limiter la pollution lumineuse, tout en veillant à assurer la sécurité des personnes.

Une expertise élargie
L’expertise de l’Anses a consisté à mettre à jour l’état des connaissances depuis 2010 sur les différents effets sanitaires susceptibles d’être associés à l’exposition à la lumière riche en bleu et aux autres caractéristiques des LED, qui se distinguent des autres technologies d’éclairage. Elle s’est, pour cela, appuyée sur une méthodologie d’évaluation des niveaux de preuve associés aux effets sanitaires considérés. Au total, plus de 600 publications scientifiques ont été analysées.
Par ailleurs, afin d’obtenir des données sur l’exposition de la population aux technologies à LED, l’Agence a financé des campagnes de mesures spécifiques, notamment pour décrire la nature et la quantité de lumière émise par des systèmes à LED utilisés au quotidien. Ainsi, trois études ont été réalisées :
• une étude en collaboration avec l’Institut national de la consommation (INC.) sur les caractéristiques techniques de différents éclairages disponibles sur le marché ;
• une étude réalisée par le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), afin de caractériser l’exposition de la population aux différents éclairages artificiels et systèmes à LED, dans des conditions réelles d’exposition. Un logiciel, développé à cet effet, a permis d’évaluer l’exposition lumineuse pour plusieurs scénarios d’exposition (enfants, travailleurs, personnes âgées…) ;
• une étude menée par le CSTB afin d’évaluer la capacité des moyens de protection à destination du grand public à filtrer la lumière bleue (filtres pour écrans, verres traités, lunettes filtrantes, protections logicielles).

Les effets de toxicité de la lumière bleue confirmés
L’expertise menée en 2010 mettait en évidence la toxicité de la lumière bleue pour la rétine. Les nouvelles données scientifiques confortent ce résultat et permettent d’identifier des effets photo toxiques à court terme liés à une exposition aiguë à une lumière riche en bleu, et des effets à long terme liés à une exposition chronique pendant plusieurs années, qui peuvent augmenter les risques de survenue d’une dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA). Certaines études expérimentales sur l’animal démontrent par ailleurs que la rétine est plus vulnérable aux effets de photo toxicité pendant la nuit.
Des mesures effectuées montrent que certains dispositifs lumineux à LED tels que des lampes torches, des lampes frontales, des jouets, certains phares ou encore certains écrans de téléphones et tablettes électroniques émettent une lumière particulièrement riche en bleu (dispositifs qui peuvent être classés en groupe de risque 2).
De plus, les experts signalent le développement commercial important de petites LED décoratives nues émettant de la lumière bleue, notamment pour des éléments décoratifs tels que guirlandes et éclairages d’ambiance.
L’Agence confirme également le risque d’éblouissement important induit par les éclairages à LED de forte intensité et tout particulièrement certains dispositifs : les lampes torches, les phares automobiles, les spots à LED ou encore les matrices de LED. Et plusieurs facteurs peuvent moduler ces effets tels que l’âge avancé.

L’exposition à la lumière bleue en soirée perturbe l’horloge biologique et le sommeil
L’horloge interne de l’organisme, qui régit un grand nombre de fonctions biologiques essentielles, et notamment notre rythme de sommeil, a besoin pour se synchroniser, d’une luminosité importante pendant la journée et d’une obscurité totale pendant la nuit. Une régulation adéquate de la production de l’hormone du sommeil, la mélatonine, est ainsi primordiale pour la bonne synchronisation de l’ensemble des fonctions biologiques avec le rythme jour/nuit. Or le mode de vie actuel tend de plus en plus à déréguler ce rythme circadien avec des expositions lumineuses intenses en soirée et pendant la nuit via l’éclairage et les écrans.
Plusieurs études expérimentales menées chez l’homme, au cours desquelles les personnes étaient soumises à des lumières riches en bleu issues d’éclairages artificiels ou d’écrans (ordinateurs, téléphones, tablettes…) indiquent qu’une exposition, même très faible, à de la lumière riche en bleu en soirée a un impact sur l’horloge circadienne : la synthèse nocturne de mélatonine est retardée ou inhibée. D’autant plus les campagnes de mesures ont montré que la lumière émise par des écrans de téléviseurs, d’ordinateurs, de téléphones mobiles ou encore de tablettes était particulièrement riche en bleu (4 100 K à 7 000 K). Et que d’autres sources d’éclairages à LED peuvent être aussi très riches en bleu et dont la température de couleur est autour de 6 500 K.

Des effets liés aux variations de la lumière
Très sensibles aux fluctuations de leur courant d’alimentation, les lampes à LED peuvent présenter des variations plus ou moins rapides de l’intensité de la lumière qu’elles émettent, ce qu’on appelle la « modulation temporelle de la lumière ».
Cette modulation varie en fonction de la qualité de l’électronique associée à la LED commercialisée.
Trois phénomènes visuels ont été décrits dans l’expertise : le papillotement (flicker), l’effet stroboscopique (immobilité ou ralentissement apparent d’un objet en mouvement) et l’effet de réseau fantôme (rémanence de l’image lors d’un bref mouvement oculaire). Des effets peuvent être induits directement par ces phénomènes, ou apparaître sans perception consciente d’une quelconque modulation tels que : la fatigue visuelle, des maux de tête, migraines, ainsi que les accidents de la route et ceux liés à l’utilisation de machines, ou encore des crises d’épilepsie.
Selon les données disponibles, on estime qu’un nombre important de lampes à LED à usage domestique ont des performances dégradées en matière de modulation temporelle par rapport aux technologies halogènes et fluo compactes.

 Des populations identifiées
L’expertise a mis en évidence certaines populations plus exposées aux risques de la lumière bleue. Plus précisément, ils sont :
• les nourrissons, les enfants et les adolescents, en raison d’un cristallin plus clair, en cours de développement, jusqu’à l’âge de 20 ans (photo toxicité, perturbation de l’horloge circadienne et effets associés à la modulation temporelle de la lumière) ;
• les personnes aphakes (sans cristallin) et pseudo-phakes (ayant un cristallin artificiel) (phototoxicité, perturbation de l’horloge circadienne) ;
• les femmes enceintes : effets sanitaires potentiels sur l’enfant à naître (perturbation de l’horloge circadienne) ;
• les personnes âgées (effets associés à l’éblouissement) ;
• les professionnels particulièrement exposés aux éclairages à LED (effets associés à la modulation temporelle de la lumière) et les travailleurs de nuit (perturbation de l’horloge circadienne et photo toxicité) ;
• les personnes souffrant de pathologies ou d’anomalies oculaires (photo toxicité), les personnes souffrant de troubles du sommeil (perturbation de l’horloge circadienne), les personnes souffrant de migraines (effets associés à la modulation temporelle de la lumière).

Moyens de protection contre la lumière bleue
L’expertise a permis d’analyser les différentes solutions de protection qui revendiquent une atténuation ou une suppression des effets de la lumière bleue, telles que les filtres incorporés aux écrans d’ordinateur ou s’adaptant aux lunettes correctrices ou encore les verres teintés. À l’issue de ces analyses, l’Anses souligne que l’efficacité de ces moyens de protection contre la photo toxicité de la lumière bleue est très variable en fonction des dispositifs. De plus, aucune efficacité n’est démontrée contre une exposition à long terme et contre les effets de retard à l’endormissement.
• Les lunettes spécifiques de protection contre la lumière bleue ont une efficacité de filtrage plus importante que les verres ophtalmiques traités, mais aucun de ces deux systèmes n’est assez efficace pour être considéré comme un équipement de protection individuelle (EPI) contre le risque de photo toxicité rétinienne aiguë résultant d’une exposition prolongée à une source LED d’intensité lumineuse importante.
• Selon les moyens de protection testés, la capacité de filtrage du rayonnement bleu dans la bande mélanopique (rythmes circadiens) est très variable : il est impossible d’affirmer que ce filtrage est suffisant pour empêcher la diminution de la sécrétion de mélatonine induite par une exposition lumineuse en soirée et les effets de retard à l’endormissement qui peuvent être associés.
• Concernant les écrans revendiquant une limitation de l’émission de lumière bleue, aucune efficacité réelle n’a été observée. La diminution de la température de couleur (passage au blanc chaud) et de la luminosité des écrans a, en revanche, montré une certaine efficacité sur la diminution de la quantité de bleu dans le spectre.

Les effets

Sur les rythmes circadiens
Compte tenu des éléments de preuve suffisants chez l’Homme, la perturbation des rythmes circadiens par l’exposition à une lumière riche en lumière bleue en soirée ou la nuit est avérée. Les lumières à LED, particulièrement si elles sont froides (écrans de téléviseurs, d’ordinateurs, de smartphones, de tablettes, éclairages domestiques blanc froid) sont susceptibles de perturber les rythmes circadiens compte tenu de leur déséquilibre spectral (rayonnement riche en bleu).
Compte tenu de l’exposition croissante (choisie ou subie) de la population aux systèmes à LED en soirée ou la nuit, et du déséquilibre spectral des LED, le groupe de travail estime que l’exposition aux LED en soirée ou la nuit peut induire un risque élevé de perturbation circadienne. La perturbation des rythmes circadiens est impliquée, avec d’autres facteurs, dans la survenue de nombreux effets sanitaires : perturbation de la qualité et de la durée du sommeil, troubles métaboliques, cancer, obésité, pathologies cardiovasculaires, effets sur la santé psychique… Cependant, le lien direct entre l’exposition à la lumière riche en bleu la nuit et ces effets sanitaires, bien que fortement suspecté, n’est pas établi à ce jour chez l’Homme.

Sur le sommeil et la vigilance
La plupart des travaux scientifiques disponibles montrent que la lumière bleue altère la régulation du sommeil par le biais des perturbations circadiennes. Les éléments de preuve chez l’Homme sont suffisants pour conclure à un effet avéré de l’exposition à une lumière riche en bleu en soirée sur la latence à l’endormissement, la durée et la qualité du sommeil.
De ce fait, les technologies à LED, enrichies en lumière bleue sont susceptibles de nuire à la durée et à la qualité de sommeil.

Sur l’œil
En ce qui concerne les effets d’une lumière riche en bleu sur la toxicité rétinienne, le groupe de travail conclut que :
• l’effet de l’exposition à court terme à la lumière riche en bleu sur la toxicité rétinienne est avéré ;
• l’effet de l’exposition à long terme à la lumière riche en bleu sur la contribution à la survenue de DMLA est avéré ; cependant, les effets à long terme des éclairages artificiels ne sont à ce jour pas étudiés ;
• l’effet de la lumière riche en bleu sur la survenue du syndrome de l’œil sec est possible ;
• l’effet de la lumière riche en bleu sur le développement de la myopie est possible. Les résultats obtenus en matière d’exposition montrent que la dose de lumière reçue dans la bande de longueurs d’ondes phototoxiques peut être importante avec les éclairages artificiels, et en particulier avec les LED, tout particulièrement les LED blanc froid. Avec des LED à usage domestique blanc chaud, le groupe de travail conclut qu’il n’y a pas de risque toxicité aiguë.
Par contre, certains objets et jouets sont équipés de LED de groupe de risque 2 et exposent donc à un risque phototoxique aigu.
Les phares automobiles à LED exposent aussi à un risque phototoxique aigu, en particulier pour les enfants.
Les effets cités ci-dessus sont corrélés à la quantité de rayonnement bleu émis par les systèmes de lumière artificielle, et notamment les systèmes à LED. Les systèmes à LED peuvent émettre une lumière riche en bleu et une moindre quantité relative de rayonnement rouge, induisant ainsi un important déséquilibre spectral majorant les effets toxiques.

Sur l’éblouissement et le confort visuel
Les LED présentent des niveaux de luminance assez disparates selon les sources de lumière testées, certaines applications vont donc pouvoir conduire à un risque plus important d’éblouissement (lampes torches, phares automobiles, spots à LED…). Les effets à long terme de la répétition de ces éblouissements ne sont pas connus à ce jour.
En ce qui concerne le confort visuel, l’inconfort apporté par des matrices de LED est établi. La technologie à LED est capable de produire des lumières ayant un meilleur rendu de couleur aujourd’hui qu’il y a quelques années, mais qui reste encore perfectible.
Compte tenu des niveaux d’exposition associés à un usage des éclairages à LED dans l’espace domestique et résidentiel, dans les transports et dans l’espace public, ainsi que des évolutions dans la fabrication des LED commerciales, le groupe de travail estime le niveau de risque d’éblouissement et d’inconfort modéré.

 Sur la peau
La lumière bleue pourrait avoir un effet négatif sur la peau, majorant le vieillissement et retardant la cicatrisation de la peau alors que l’exposition à des longueurs d’onde comprise entre 590 et 630 nm (lumière rouge) auraient des effets inverses. La lumière bleue peut avoir des effets bactéricides sur la peau et est utilisée dans cette indication. Compte tenu des niveaux d’exposition associés à un usage domestique des éclairages à LED et de la faible profondeur de pénétration des rayonnements optiques bleus dans la peau, les risques de toxicité pour la peau liés à une exposition à la lumière bleue des LED sont faibles. Le groupe de travail attire l’attention sur l’effet cancérogène (induction de mélanome) retardé induit par une luminothérapie à LED bleues sur l’icter néonatal.

 LED et éclairages
Les diodes électroluminescentes (LED) sont des composants électroniques sources de lumière utilisés dans différents systèmes d’éclairage, rétroéclairages d’écrans et objets lumineux. Jusque dans les années 1990, les LED n’existaient qu’en rouge, jaune ou vert et étaient utilisées comme témoin lumineux dans les équipements électroniques tels que des télécommandes ou réveils. Avec la création de la première LED bleue, il est devenu possible, en l’associant avec un matériau qui réémet des photons dans des longueurs d’onde plus longues, de créer une lumière blanche suffisamment intense pour être utilisée dans l’éclairage. Depuis, la recherche technologique améliore sans cesse leurs performances, en se concentrant notamment sur les matériaux ou la combinaison de différentes sortes de LED. Ainsi, la technologie des LED est utilisée aujourd’hui dans de nombreux dispositifs d’éclairages : feux de signalisation, éclairage portatif, feux de véhicules et éclairages domestiques et publics.

De la lumière bleue à la lumière blanche
En couplant une LED bleue à une couche de phosphore, habituellement jaune, on obtient une lumière blanche. Les proportions respectives d’émission de bleu et de jaune permettent d’avoir un blanc plutôt « froid » ou plutôt « chaud ». Le spectre lumineux d’une lampe dépend de la technologie d’éclairage. Si dans le spectre d’une lampe, la proportion de bleu est grande, la lumière ressemble à celle du soleil de midi : c’est une lumière dite « froide ». Si le rouge domine, la lumière ressemble au soleil couchant : c’est une lumière dite « chaude ». Mais attention, plus la température de couleur est basse, plus la LED est de couleur dite « chaude ».

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