Quels avantages ? Quels risques ?

Les avantages des éclairages LED

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

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

Exemples d’utilisation des LED

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

Risques liés à l’utilisation des LED

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

Les effets de la lumière bleue

Les effets toxiques

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

La norme NF62471 définit quatre groupes de dangerosité pour les sources de rayonnements optiques. Ces classements portent sur le temps d'exposition à la source, nécessaire pour dépasser une valeur limite d'exposition. En ce qui concerne le risque lumière bleue, le classement est le suivant :

• GR0 – groupe sans risque : l'exposition directe à la lampe ne dépasse pas la limite d'exposition en 10 000 secondes ;
• GR1 – groupe de risque 1 (faible risque) : la lampe ne présente pas un risque en condition d'utilisation normale. L'exposition directe dépassera la limite d'exposition en 100 à 10 000 secondes ;
• GR2 – groupe de risque 2 (risque modéré) : le risque est évité grâce à un mouvement d'aversion face à une source très brillante. L'exposition directe dépassera la limite d'exposition en 0,25 à 100 secondes;
• GR3 – groupe de risque 3 (risque élevé) : la lampe présente un risque même si l'exposition est brève. L'exposition directe dépassera la limite d'exposition en moins de 0,25 seconde.

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

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

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

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

Le risque « lumière bleue » est évalué vis-à-vis d’une valeur limite d’exposition journalière admissible (VLE). Lorsqu’il n’y a pas de gêne visuelle (moins de 10 000 cd/m² perçus, équivalents à un tube fluorescent T8 à nu), la proportion de lumière bleue émise par une LED blanche ne suffit pas à dépasser cette VLE (CEI/TR 62778, Afnor 2014).

Effets sur l’horloge biologique

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

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

Les risques d’éblouissement

En termes de confort visuel, la luminance d’un tube fluorescent (10 000 à 15 000 cd/m²) est couramment admise en éclairage comme suffisante pour éblouir. Or, les LED peuvent présenter des luminances 1 000 fois plus élevées. Implantées dans le champ visuel des travailleurs, les LED peuvent être à l’origine d’éblouissements qui diminuent le confort de travail et peuvent favoriser la survenue d’accidents.

Les risques liés au papillotement

Des risques d’accidents du travail peuvent être liés à la variation temporelle de l’émission de lumière par les LED. Très variable d’un produit à l’autre, l’effet stroboscopique peut donner l’illusion, qu’un objet en mouvement rapide (exemple : machine-outil) est lent ou immobile. La mauvaise perception de l’environnement peut alors devenir source de danger. Il n’y a actuellement aucune norme ni réglementation à ce sujet en Europe. La réglementation européenne relative à l’écoconception des produit électroniques se limite aux effets à court terme du papillotement, et uniquement lorsque la lampe fonctionne à son flux nominal. Or, le papillotement étant dû à la conception de l’alimentation électrique, il apparaît généralement en cas de gradation de la LED. De plus, sans être visuellement perceptible, le papillotement des sources de lumière peut causer une gêne, une fatigue, voire des maux plus marqués (migraine, épilepsie…), qui ne sont pas pris en compte dans la mesure réglementaire

Mesures de prévention

Choisir des appareils adaptés

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

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

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

Exemple : Dans le cas d’un éclairage blanc neutre 4 000 K, si l’éclairement ne dépasse pas 850 lux dans un plan perpendiculaire à la direction d’intensité maximale du luminaire, l’éclairage à LED ne dépasse pas le classement GR1. Il peut donc être utilisé sans présenter de risque pour la rétine. Un ordre d’idée est que 500 lux représentent un éclairement suffisant et confortable sur un bureau.

Mettre en place des mesures de protection

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

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

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

Si les mesures de prévention collective se révèlent insuffisants pour réduire le risque, le recours à des équipements de protection individuelle, comme des lunettes filtrantes, peut s’avérer nécessaire, sans créer de nouveaux dangers (ex. : non-perception de l’environnement, du sol…).

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

Éviter les mauvaises conditions d’utilisation

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

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

Veiller à la qualité de l’éclairage à LED 

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

• La température de couleur et le niveau d’éclairement : il est nécessaire d’adapter la température de couleur de l’éclairage au niveau d’éclairement. Le diagramme de Kruithof (cf. ci-dessous) définit les zones de meilleur confort visuel. On peut aussi se référer aux normes NF EN 12464 et NF X 35-103 pour identifier les éclairages les mieux adaptés aux activités de l’entreprise. En général, il convient de favoriser des températures de couleur inférieures à 4 000 K (blanc chaud à blanc neutre).

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

Les valeurs conseillées varient selon les activités :

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

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

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