Lumière naturelle ou lumière artificielle?

Il nous a été difficile de savoir si nous devions privilégier la lumière naturelle ou la lumière artificielle dans notre quotidien. Nous avons commencé par déterminer quels étaient les bénéfices et les inconvénients pour chacune d’entre elles. Dans la plupart des cas, la lumière naturelle (ou lumière du jour) est dans de nombreuses situations de travail la lumière idéale et, est préférée à la lumière artificielle. Mais comme nos recherches nous ont menées vers des articles de vulgarisation scientifique, aucun argument n’était présenté pour soutenir cette idée. Certains sites défendent que seule l’intensité lumineuse importe, quelle que soit la source de lumière.  Nous avons donc dans un premier temps effectué un travail de recherche sur les différents moyens d’éclairage artificiel. Puis nous avons approfondi nos recherches sur la lumière naturelle (produite par les rayons du soleil) afin de comprendre pourquoi celle-ci devait être préférée.

Les différents moyens d’éclairage

(Il existe de nombreux moyens d’éclairage. Nous aborderons ici, de manière synthétique, les techniques les plus répandues. Notre démarche sera de savoir si les néons, qui sont les éclairages utilisés dans le lycée du Bugey, sont les plus adaptés pour travailler dans de bonnes conditions).

• Les lampes à incandescence: l’émission de lumière est liée à la température élevée d’un corps chauffé comme le tungstène*. Si cette température dépasse 500 °C, le corps émet des rayonnements électromagnétiques. Mais malgré leur luminosité élevée les halogènes présentent des inconvénients. Les halogènes émettent des rayons à faible longueur d’onde et le quartz laisse traverser les rayons ultra-violets (voir les effets des UV sur l’oeil dans la partie S.V.T : « Comprendre comment la lumière agit sur l’organisme »). Nous pouvons en conclure que les halogènes ne sont pas des lampes à utiliser pour améliorer les conditions de luminosité.

• Les LED ou diodes électroluminescente, est une lumière monochromatique. La luminance est plus élevée que les sources classiques. Elles offrent un bon rendu des couleurs.

• Les ampoules basse consommation: les avantages: Ne consomment pas beaucoup d’énergie; Les inconvénients: Ne conviennent pas pour un usages proche, car risque de brûlure, diffusent des ondes électromagnétiques.

• Les néons, ou tubes fluorescent : les avantages: bon rendu des couleurs, consomment moins d’énergie que les lampes à incandescence ; Les inconvénients : grésillements et autres effets de stroboscopiques.
  

Conclusion: D’après nos recherches, les LED paraissaient les plus adaptées pour les salles de classe, d’un point de vue énergétique ainsi qu’au niveau du rendu des couleurs. Cependant, de récentes études révèlent la photo-toxicité des lumières LED. Celles-ci abimeraient la rétine, à cause d’une forte quantité de lumière bleue. Voici un article issu d’un rapport de l’INSERM:

On sait que la rétine peut être endommagée par la lumière du soleil, mais on manque de données sur les lésions que la lumière artificielle peut lui porter. C’est notamment le cas concernant la lumière émise par les ampoules LED qui ont désormais remplacé les ampoules à incandescence. Pour combler ce déficit, une équipe Inserm* s’est intéressée à l’impact phototoxique des rayons émis par ces dispositifs.

Les chercheurs ont procédé en trois temps : Ils ont d’abord montré que, quel que soit le type d’ampoules utilisé, l’exposition à une forte intensité lumineuse (6000 lux) durant 24 heures altère la rétine de rats dont la pupille a été dilatée. L’analyse biologique montre dans tous les cas un état inflammatoire qui favorise la mort cellulaire (apoptose ou Mort cellulaire programmée. Processus d’autodestruction des cellules déclenché par un signal.) des photorécepteurs Cellules – cônes et bâtonnets – qui captent la lumière et forment une couche au fond de la rétine, impliqués dans la vision. En revanche, en exposant durant 24 heures ces mêmes animaux à une intensité lumineuse similaire à celle habituellement utilisée dans les habitations (500 lux), seules les LED sont apparues néfastes : avec ces ampoules, la rétine des animaux montre des signes d’altération moindres mais similaires à ceux observés sous forte exposition. Ceci n’est pas observé avec les autres types d’ampoules. Alicia Torriglia, qui a encadré ces travaux  avec le Professeur Behar-Cohen, précise : « Le recours à des rats dont la pupille a été dilatée permet d’amplifier les conséquences potentielles de la lumière, puisque la contraction de la pupille est un mécanisme physiologique de protection de l’œil contre l’agression lumineuse« . Il n’en reste pas moins qu’en l’absence de dilatation de la pupille, des rats albinos exposés à long terme à la lumière des LED (en continu durant une semaine ou un mois) montrent aussi une dégénérescence rétinienne. Et même les rats non albinos, réputés pour être protégés de la dégénérescence photo-induite, présentent des signes de stress oxydant au niveau de leurs rétines.

Nous n’avons donc pas trouvé de système d’éclairage plus adapté que les néons pour les salles de classes, malgré l’inconfort visuel que peut produire ce type d’éclairage à cause des grésillements.

Les différents avantages et inconvénients de l’éclairage Naturel

D’après  Le médecin Claude GRONFIER , docteur en Neurosciences, spécialiste des rythmes biologique et chercheur au sein du département de chronobiologie de l’unité Inserm 846 à lyon, le spectre lumineux de la lumière naturelle permettrait de répondre à nos besoins en terme de vision et de fonctionnement biologique. La lumière naturelle est selon lui, la plus adaptée au bon fonctionnement du corps humain.

 Les avantages de la lumière naturelle sont les suivants: – Elle permet de régler notre rythmes biologique – Elle permet d’obtenir un meilleur rendu des couleurs – Elle peut produire une forte intensité lumineuse pouvant aller jusqu’à 2000 lux – Elle favorise la synthèse de vitamine D ( vitamine D qui intervient dans la minéralisation osseuse du squelette et des articulations, ainsi que sur la tonicité musculaire) – Elle limite la dépression saisonnière, la fatigue psychologique ou encore le stress.

Nous avons également vu dans l’article de physique que l’oeil humain ne perçoit pas tout le spectre de lumière. Il est plus sensible à certaines couleurs de radiations. Notre organisme et davantage adapté à la lumière naturelle qu’à la lumière des ampoules artificielles, qui sont beaucoup trop riches dans le rayonnement rouge et pauvre dans le rayonnement bleu (qui influence en partie la production et la suppression de l’hormone mélatonine).

 Enfin  la lumière naturelle favoriserait également l’apprentissage.

Des études menée aux États-Unis en 2002 montrent un lien direct entre l’éclairage naturel et les performances scolaires. Selon les chercheurs, la lumière naturelle a un effet positif sur les enfants; elle stimulerait l’attention des enfants du fait des variations naturelles de l’éclairage et jouerait un rôle apaisant grâce au cycle circadien naturel.

Nous pouvons en conclure que pour travailler dans de bonnes conditions, la lumière naturelle est la plus adaptée, que ce soit d’un point de vue psychologique et physiologique. En revanche, l’éclairage naturel est très variable en intensité et en répartition selon la météorologie, l’heure et la saison. Il faut donc favoriser un éclairage naturel tout en le complétant par un éclairage artificiel lorsque la luminosité est faible.