Ultraviolet

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Ultraviolet
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Le soleil vu dans les ultraviolets par le télescope EIT de SoHO.

Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde longue entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.

Le nom signifie ¬ę au-del√† du violet ¬Ľ (du latin ultra : ¬ę au-del√† de ¬Ľ), le violet √©tant la couleur de fr√©quence la plus √©lev√©e (et donc de longueur d'onde la plus courte) de la lumi√®re visible.

Les ultraviolets ont été découverts en 1801 par le physicien allemand Johann Wilhelm Ritter d'après leur action chimique sur le chlorure d'argent.

Les ultraviolets peuvent être subdivisés en UV proches (380-200 nm de longueur d'onde) et ultraviolets extrêmes (200-100 nm). La gamme des rayons UV est souvent subdivisée en UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) et UV-C (280-100 nm).

Les ultraviolets sont la cause du bronzage et √† haute dose sont nocifs pour la sant√© humaine. Ils peuvent provoquer des cancers cutan√©s tel que le m√©lanome, provoquer un vieillissement pr√©matur√© de la peau (rides), des br√Ľlures (coup de soleil), des cataractes ‚Ķ

Sommaire

Généralités sur les ultraviolets

Cette plante de l'esp√®ce Rheum nobile peut pousser √† tr√®s haute altitude gr√Ęce √† un capuchon de feuilles translucides qui fait effet de serre et la prot√®ge du froid et des UV-B qui sont les principaux facteurs limitants de la vie √† cette altitude.

Pr√®s de 5 % de l'√©nergie du Soleil est √©mise sous forme de rayonnement UV. Ces rayons UV sont class√©s dans trois cat√©gories en fonction de leur longueur d'onde : les UV-A, UV-B et UV-C. Toutefois, en raison de l'absorption des UV par la couche d'ozone de l'atmosph√®re, 99 % de la lumi√®re UV qui atteint la surface de la Terre appartient √† la gamme des UV-A.

Les UV traversent l'atmosph√®re m√™me par temps froid ou nuageux (ils n'ont rien √† voir avec la sensation de chaleur procur√©e par le Soleil, qui est due aux infrarouges). Ils sont plus nombreux entre 11 h et 16 h et √† haute altitude (car en traversant une plus petite distance dans l'atmosph√®re, ils ont moins de chances d'√™tre intercept√©s par des mol√©cules d'ozone). La quantit√© d'UV-B augmente d'environ 4 % √† tous les 300 m de d√©nivel√©. Les UV sont r√©fl√©chis par l'eau (5 % des UV r√©fl√©chis), le sable (20 % des UV r√©fl√©chis), l'herbe (5 % des UV r√©fl√©chis) et surtout la neige (85 % des UV r√©fl√©chis). Le trou dans la couche d'ozone est potentiellement dangereux en raison de la nocivit√© importante des ultraviolets. Toutefois, l'Antarctique est touch√© par ce trou, donc il ne peut avoir un effet que sur un tr√®s petit nombre d'√™tre vivants tels que les manchots. L'Arctique est touch√©e depuis peu, suite √† l'hiver tr√®s froid entre 2010 et 2011.

Dans la majorit√© de l'Europe, le soleil de midi, le plus agressif, est en √©t√© vers 14 h, c'est pourquoi il est d√©conseill√© de s'exposer entre 12 h et 16 h, tout particuli√®rement √† proximit√© de l'eau ou de la neige qui r√©verb√®rent une partie des UV ou en montagne o√Ļ les taux d'UV sont plus importants. Les rayon UV donnent des coups de soleil.

Effets sur la santé

En faible quantité le rayonnement UV est bénéfique et indispensable à la synthèse de vitamine D. Les UV servent également à traiter plusieurs maladies, dont le rachitisme, le psoriasis, l’eczéma. La longueur d'onde d'absorption de la bilirubine se situant à 460 nm, la lumière la plus active pour le traitement de l'ictère se situe dans l'indigo, bleu-violet et non dans l'U.V. contrairement aux idées reçues.

En plus haute quantité (lors d'expositions prolongées au soleil), ils peuvent provoquer des cancers cutanés, un vieillissement prématuré de la peau ainsi que des cataractes.

Indice UV

L'indice UV (ou Index UV) est une échelle de mesure de l'intensité du rayonnement UV du Soleil, et du risque qu'il représente pour la santé.

L'indice UV se d√©cline en cinq cat√©gories, correspondant √† un niveau de risque :

  • 1 - 2 : Faible : port de lunettes de soleil en cas de journ√©es ensoleill√©es.
  • 3 - 5 : Mod√©r√© : couvrez-vous, portez un chapeau et des lunettes de soleil. Appliquez un √©cran solaire de protection moyenne (indice de 15 √† 29) surtout si vous √™tes √† l‚Äôext√©rieur pendant plus de 30 minutes. Cherchez l‚Äôombre aux alentours de midi quand le soleil est au m√©ridien.
  • 6 - 7 : √Člev√© : r√©duisez l‚Äôexposition entre 12 h et 16 h. Appliquez un √©cran solaire de haute protection (indice de 30 √† 50), portez un chapeau et des lunettes de soleil, et placez-vous √† l‚Äôombre.
  • 8 - 10 : Tr√®s √©lev√© : sans protection, la peau sera endommag√©e et peut br√Ľler. √Čvitez l‚Äôexposition au soleil entre 12 h et 16 h. Recherchez l‚Äôombre, couvrez-vous, portez un chapeau et des lunettes de soleil, et appliquez un √©cran solaire de tr√®s haute protection (indice + 50).
  • 11+ : Extr√™me : la peau non prot√©g√©e sera endommag√©e et peut br√Ľler en quelques minutes. √Čvitez toute exposition au Soleil, et si ce n‚Äôest pas possible couvrez-vous absolument, portez un chapeau et des lunettes de soleil, et appliquez un √©cran solaire de tr√®s haute protection (indice + 50).

Interactions UV-atmosphère

  • L'absorption : lors de leur travers√©e dans l'atmosph√®re, une partie des rayons UV est absorb√©e par les mol√©cules de gaz (par les mol√©cules d'oxyg√®ne par exemple). Ce ph√©nom√®ne cr√©e de l'√©nergie capable de provoquer la dissociation de la mol√©cule de gaz en deux autres mol√©cules par exemple.
  • La diffusion : les rayons ultraviolets peuvent aussi √™tre diffus√©s par les mol√©cules de gaz contenues dans l'atmosph√®re. Sachant que plus un rayon lumineux a une courte longueur d'onde plus il est diffus√© (cela explique que nous percevons le ciel en bleu qui est la couleur de la lumi√®re visible avec la plus courte longueur d'onde), on en conclut que les rayons UV sont fortement diffus√©s par les gouttelettes d'eau des diff√©rentes couches nuageuses. Mais cela n‚Äôentra√ģne pas forc√©ment une baisse de l'intensit√© lumineuse : les nuages hauts n‚Äôentra√ģnent pratiquement pas de baisse de l'intensit√© tandis que les nuages bas diffusent une grande partie des rayons UV vers le haut.
  • La r√©flexion : les rayons UV sont r√©fl√©chis par le sol en fonction de la nature du sol. On mesure cette r√©flexion par une fraction que l'on appelle l'alb√©do comprise entre 0 et 1. La r√©flexion est particuli√®rement forte sur la neige (alb√©do de 0,9 ; 0,85 en UV).

Différence entre UV-A, UV-B et UV-C

Ces trois types de rayonnements UV sont classés en fonction de leur activité biologique et de leur pouvoir de pénétration de la peau. Ils correspondent à trois plages de longueurs d’onde. Plus le rayonnement UV a une longueur d’onde longue, moins il est nocif (il se rapproche de la lumière visible) mais il a un pouvoir de pénétration cutanée plus important. Quand sa longueur d'onde diminue, il possède plus d'énergie, se rapproche des rayons X et donc est plus destructeur.

UV-A (400-315 nm)

Les UV-A, dont la longueur d‚Äôonde est relativement longue, repr√©sentent pr√®s de 95 % du rayonnement UV qui atteint la surface de la Terre. Ils peuvent p√©n√©trer dans les couches profondes de la peau.

Ils sont responsables de l’effet de bronzage immédiat. En outre, ils favorisent également le vieillissement de la peau et l’apparition de rides, en perturbant l'équilibre des synthèses de protéines (en particulier la dégradation du collagène et augmentent la destruction de l'élastine ) et dans les cellules ils sont à l'origine de la production de radicaux libres, très dommageables pour celles-ci. Pendant longtemps, on a pensé que les UV-A ne pouvaient être à l'origine de lésions durables. Des études récentes laissent fortement à penser qu’ils pourraient également favoriser le développement des cancers cutanés (ils affectent l'ADN de la cellule)[1].
Les UVA excitent la molécule d'ADN et favorisent des liaisons entre certaines base notamment quand l’ADN est sous forme de double-hélice, ce qui peut être source de mutations, voire de cancers[2]

Les UVA sont dangereux pour les yeux des enfants dont le cristallin ne joue que partiellement son r√īle de filtre. 90 % des UV-A atteignent la r√©tine chez le nourrisson et encore 60 % avant l'√Ęge de 13 ans. Chez l'adulte de plus de 20 ans, le cristallin arr√™te les UV-A presque √† 100 %.

UV-B (315-280 nm)

Les UV-B, de longueur d’onde moyenne, ont une activité biologique importante, mais ne pénètrent pas au-delà des couches superficielles de la peau, ils sont relativement absorbés par la couche cornée de l'épiderme (mélanine). Une partie des UV-B solaires sont filtrés par l’atmosphère.

Ils sont responsables du bronzage et des br√Ľlures √† retardement. Ils sont capables de produire de tr√®s fortes quantit√©s de radicaux libres oxyg√©n√©s dans les cellules de la peau, responsables √† court terme des coups de soleil et de l'inflammation. Outre ces effets √† court terme, ils favorisent le vieillissement de la peau (en abimant les fibres de collag√®ne) et l'apparition de cancers cutan√©s.

De fortes intensit√©s d'UV-B sont dangereuses pour les yeux et peuvent causer le ¬ę flash du soudeur ¬Ľ ou photok√©ratite, car ils ne sont arr√™t√©s qu'√† 80 % par le cristallin de l'adulte. Chez l'enfant, la moiti√© des UV-B atteignent la r√©tine des nourrissons et 25 % avant l'√Ęge de 10 ans.

En revanche, ils peuvent être bénéfiques pour certains types de pathologies de la peau tel que le psoriasis. Ils sont également importants pour la synthèse de vitamine D. Certaines études indiquent en outre que les bénéfices des courtes expositions aux UV-B (10 minutes quelques fois par semaine) seraient plus grands que les risques (voir bronzage).

UV-C (280-100 nm)

Les UV-C, de courte longueur d’onde, sont les UV les plus nocifs, mais ils sont complètement filtrés par la couche d'ozone de l’atmosphère et n’atteignent donc pas théoriquement la surface de la Terre.

Toutefois, des lampes UV-C sont utilisées en laboratoire de biologie pour les effets germicides, afin de stériliser des pièces ou des appareils (hotte à flux laminaire, par exemple).

La bande spectrale des UV-C est constitu√©e de trois sous-bandes :

  • UV-C de 280 √† 200 nm.
  • V-UV de 200 √† 100 nm, c'est-√†-dire les UV exploit√©s dans le vide uniquement.
  • X-UV de 100 √† 10 nm, transitions √©lectromagn√©tiques entre les UV et les rayons X.

Protection

Pour se d√©fendre contre la lumi√®re UV, le corps, selon le type de peau, r√©agit aux expositions en lib√©rant le pigment brun de m√©lanine. Ce pigment absorbe les UV, ce qui permet de bloquer leur p√©n√©tration et d'emp√™cher des dommages aux couches plus profondes et plus vuln√©rables de la peau. Des antioxydants (vitamines E et C, ő≤-carot√®ne‚Ķ) peuvent neutraliser les radicaux libres form√©s par les UV.

Les vêtements et lunettes de soleil arrêtent une partie des UV. Il existe des lotions qui contiennent des filtres ultraviolets bloquant en partie les UV, néanmoins, la plupart des dermatologues recommandent de ne pas prendre de bain de soleil prolongé.

Astronomie

En astronomie, les objets très chauds émettent préférentiellement de la lumière UV (loi de Wien). Toutefois, la même couche d'ozone qui nous protège des UV intenses provenant du Soleil cause des difficultés aux astronomes observant à partir de la Terre. C'est pourquoi la plupart des observations UV sont faites à partir de l'espace.

Utilisation

Les lampes fluorescentes produisent de la lumi√®re UV dans leur tube contenant un gaz √† basse pression ; un enduit fluorescent sur l'int√©rieur des tubes absorbe les UV qui sont ensuite r√©√©mis sous forme de lumi√®re visible.

Les lampes halogènes produisent également des UV et ne doivent pas être utilisées sans leur verre de protection.

Des lampes UV sont √©galement utilis√©es pour analyser des minerais ou des gemmes ou pour identifier toute sorte de choses, par exemple des billets de banque. Des objets peuvent para√ģtre semblables sous la lumi√®re visible et diff√©rents sous la lumi√®re UV. Des colorants fluorescents UV sont employ√©s dans de nombreuses applications (par exemple en biochimie ou dans certains effets sp√©ciaux).

Des lampes UV de longueur d'onde 253,7 nm (lampe à décharge à vapeur de mercure) sont utilisées pour stériliser des zones de travail et des outils utilisés dans des laboratoires de biologie et des équipements médicaux. Puisque les micro-organismes peuvent être protégés de la lumière UV par de petites fissures présentes dans le support, ces lampes sont utilisées seulement comme supplément à d'autres techniques de stérilisation.

La lumière UV est employée pour la photolithographie à très haute résolution, comme cela est exigé pour la fabrication des semi-conducteurs.

Les UV sont aussi utilisés pour le séchage des encres, la synthèse de polymère par photopolymérisation, le durcissement de certaines colles par photoréticulation et en spectroscopie ultraviolet-visible. On les utilise également pour provoquer certaines photoréactions comme l'isomérisation des groupements azobenzènes, la dimérisation de la coumarine puis le cassage des dimers, la destruction des groupements nitrobenzènes etc.

Il est recommandé d'employer des protections pour les yeux lorsqu'on travaille avec de la lumière UV, particulièrement pour les UV de courte longueur d'onde. Des lunettes de soleil ordinaires peuvent offrir une certaine protection, mais elles sont souvent insuffisantes.

La vision des insectes, telle celle des abeilles, s'étend dans le spectre de l'ultraviolet proche (UV-A), et les fleurs ont souvent des marques visibles par de tels pollinisateurs. Certains pièges à insectes utilisent ce phénomène.

Bandes spectrales des radiations UV

Les rayonnements UV sont des ondes √©lectromagn√©tiques situ√©es entre la lumi√®re visible et les rayons X. Cette cat√©gorie de rayonnement marque le d√©but de la zone ionisante du spectre √©lectromagn√©tique qui s'√©tend lui de 750 THz √† 30 de PHz. Voici la classification des UV qui est actuellement la plus universellement admise :

  • 750,000 √† 788,927 THz : fin du spectre visible du violet et d√©but de la transition vers les UV-A.
  • 788,927 √† 849,481 THz : transition spectrale vers les UV-A.
  • 849,481 √† 951,722 THz : UV-A.
  • 951,722 √† 1 070,687 THz : UV-B.
  • 1 070,687 √† 29 979,245 THz : UV-C (bande spectrale constitu√©e de 3 sous-bandes) :
    • 1 070,687 √† 1 498,962 THz : UV-C.
    • 1 498,962 √† 2 997,924 THz : V-UV.
    • 2 997,924 √† 29 979,245 THz : X-UV, c'est-√†-dire les transitions spectrales vers les rayons X.

Notes et références

  1. ‚ÜĎ Soleil et cancer : UVA, les risques d√©masqu√©s, CNRS, 12/06/1996. Consult√© le 16/07/2008
  2. ‚ÜĎ Pour la science, Actualit√©, n¬į 403, mars 2011

Voir aussi

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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Ultraviolet de Wikipédia en français (auteurs)

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  • ultraviolet ‚ÄĒ ‚Ėļ NOUN ‚Ė™ electromagnetic radiation having a wavelength just shorter than that of violet light but longer than that of X rays. ‚Ėļ ADJECTIVE ‚Ė™ denoting such radiation ‚Ķ   English terms dictionary

  • Ultraviolet ‚ÄĒ UV redirects here. For other uses, see UV (disambiguation). UVB redirects here. For the mysterious shortwave radio station in Russia, see UVB 76. For other uses, see Ultraviolet (disambiguation). False color image of the Sun s corona as seen in… ‚Ķ   Wikipedia

  • Ultraviolet A ‚ÄĒ One of the three types of invisible light rays (together with ultraviolet B and ultraviolet C) given off by the sun. Although ultraviolet C is the most dangerous type of ultraviolet light in terms of its potential to harm life on earth, it cannot ‚Ķ   Medical dictionary

  • Ultraviolet B ‚ÄĒ One of the three types of invisible light rays (together with ultraviolet A and ultraviolet C) given off by the sun. Although ultraviolet C is the most dangerous type of ultraviolet light in terms of its potential to harm life on earth, it cannot ‚Ķ   Medical dictionary


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