RAYONNEMENTS OPTIQUES LASER
Les grandeurs physiques d'exposition pertinentes d'un point de vue biophysique sont choisies en fonction de la longueur d'onde et de la durée du rayonnement émis par la source. Plus d'une grandeur physique d'exposition, et donc plus d'une limite d'exposition correspondante, peut être pertinente pour une source de rayonnements optiques laser donnée.
Valeurs limites d'exposition
Les valeurs limites d'exposition figurent aux tableaux 2.2, 2.3 et 2.4 selon la longueur d'onde du rayonnement émis et les risques associés au regard desquels elles sont pertinentes, conformément au tableau 2.1.
Les coefficients C
A
B
C
1
2
min
Tableau 2.1 : Risques associés aux rayonnements :
Longueur d'onde [nm] λ
Région du spectre
Organe atteint
Risque
Tableaux dans lesquels figurent les valeurs limites d'exposition
180 à 400
UV
œil
lésion photochimique et lésion thermique
2.2, 2.3
180 à 400
UV
peau
érythème
2.4
400 à 700
visible
œil
lésion de la rétine
2.2
400 à 600
visible
œil
lésion photochimique
2.3
400 à 700
visible
peau
lésion thermique
2.4
700 à 1 400
IRA
œil
lésion thermique
2.2, 2.3
700 à 1 400
IRA
peau
lésion thermique
2.4
1 400 à 2 600
IRB
œil
lésion thermique
2.2
2 600 à 10
6
IRC
œil
lésion thermique
2.2
1 400 à 10
6
IRB, IRC
œil
lésion thermique
2.3
1 400 à 10
6
IRB, IRC
peau
lésion thermique
2.4
Tableau 2.2 : valeurs limites d'exposition de l'œil au laser Exposition de courte durée < 10 s
Longueur
d'onde
a
Diaphra
gme
Durée [s]
10
-13
-11
10
-11
-9
10
-9
-7
10
-7
-5
1,8.10
-5
-5
5.10
-5
-3
10
-3
1
UVC
180 - 280
1 min pour t˂0,3s ; 1,5. t
0,375
E = 3 10
10
-2
voir note c
H - 30 J m
-2
UVB
280 - 302
303
H = 40 J m
-2 
-9
3
0,25
-2
304
H = 60 J m
-2
-8
3
0,25
-2
305
H = 100 J m
-2
-7
3
0,25
-2
306
H = 160 J m
-2
-7
3
0,25
-2
307
H = 250 J m
-2
-6
3
0,25
-2
308
H = 400 J m
-2
-5
3
0,25
-2
309
H = 630 J m
-2
-4
3
0,25
-2
310
H = 103 J m
-2
-3
3
0,25
-2
3111
H = 1,6 . 103 J m
-2
-3
3
0,25
-2
312
H = 2,5 . 103 J m
-2
-2
3
0,25
-2
313
H = 4,0 . 103 J m
-2
-1
3
0,25
-2
314
H = 6,3 . 103 J m
-2
0
3
0,25
-2
UVA
315 - 400
H = 5,6 . 103 t
0,25
-2
Visibles
et
IRA
400 - 700
7 mm
H = 1,5 . 10
-4
E
-2
H = 2,7 . 10
4
0,75
E
-2
H = 5 . 10
-3
-2
H = 18 . t
0,75
E
-2
700 - 1 050
H = 1,5 . 10
-4
A
E
-2
H = 2,7 . 10
4
0,75
A
E
-2
H = 5 . 10
-3
-2
H = 18 . t
0,75
A
E
-2
1 050- 1 400
H = 1,5 . 10
-3
C
E
-2
H = 2,7 . 10
5
0,75
C
E
-2
H = 5 . 10
-2
-2
H = 90 . t
0,75
C
E
-2
IRB
et
IRC
1 400 - 1 500
Voir
note b
E = 10
12
-2
H = 10
3
-2
H = 5,6 . 10
3
0,25
-2
1 500 -1 800
E= 10
13
-2
H = 10
4
-2
1 800 - 2 600
E = 10
12
-2
H = 10
3
-2
H = 5,6 . 10
3
0,25
-2
2 600 - 10
6
E = 10
11
-2
H = 100 J m
-2
H = 5,6 . 10
3
a Si la longueur d'onde du laser correspond à deux limites, la limite la plus restrictive s'applique.
b Si 1 400 ≤ λ < 10
5
0,375
si 10
5
6
c Soit la valeur limite de e pour 1 ns.
d Le tableau indique des valeurs correspondant à une seule impulsion laser. S'il y a plusieurs impulsions laser, leurs durées sont additionnées pour les impulsions émises au cours d'un intervalle T
min
3
0,25
Tableau 2.3 : valeurs limites d'exposition de l'œil au laser Exposition de longue durée > 10 s
(Vous pouvez consulter le tableau dans le JO n° 153 du 04/07/2010 texte numéro 11 à l'adresse suivante : http://www.legifrance.gouv.fr/jopdf/common/jo_pdf.jsp?numJO=0&dateJO=20100704&numTexte=11&pageDebut=12149&pageFin=12168)
Tableau 2.4 : valeurs limites d'exposition de la peau au laser
Longueur d'onde
a
Diaphragme limite
Durée [s]
< 10
-9
10
-9
-7
10
-7
-3
10
-3
1
10
1
3
10
3
4
UV
(A, B, C)
180-400
3,5 mm
E=3 10
10
-2
Voir limites d'exposition de l'œil
Visible et IRA
400-700
3,5 mm
E = 2 10
11
-2
H=200 C
A
[J m
-2
H = 1,1 10
4
A
0,25
[J m
2
E = 2 10
3
A
-2
700 -1400
E = 2 10
11
A
-2
IRB
et
IRC
1400-1500
E = 10
12
-2
Voir limites d'exposition de l'œil
1500-1800
E = 10
13
-2
1 800-2600
E = 10
12
-2
2 600-10
6
E = 10
11
-2
a : Si la longueur d'onde ou un autre paramètre du laser correspond à deux limites, la limite la plus restrictive s'applique.
Tableau 2.5 : facteurs de correction appliqués et autres paramètres de calcul :
Paramètre
Gamme spectrale de validité (nm)
Valeur
C
A
λ < 700
C
A
700 - 1 050
C
A
0,002(λ - 700)
1 050 - 1 400
C
A
C
B
400 - 450
C
B
450 - 700
C
B
0,02(λ - 450)
C
C
700 - 1 150
C
C
1 150 - 1 200
C
C
0,018(λ - 1150)
1 200 - 1 400
C
C
T
1
λ < 450
T
1
450-500
T
1
0,02(λ - 450)
λ > 500
T
1
.
Paramètre
Valable pour les effets biologiques
Valeur
α
min
tous les effets thermiques
α
min
.
Paramètre
Gamme angulaire de validité (mard)
Valeur
C
E
α < α
min
C
E
α
min
C
E
min
α > 100
C
E
2
min
max
max
T
2
α < 1,5
T
2
1,5 < α < 100
T
2
(α - 1,5) / 98,5
α > 100
T
2
.
Paramètre
Fourchette valable de temps d'exposition (s)
Valeur
γ
t ≤ 100
γ = 11 [mrad]
100 < t < 10
4
γ = 1,1t
0,5
t > 10
4
γ = 110 [mrad]
.
.
Table 2.6 : Correction pour l'exposition répétitive
Les trois règles suivantes s'appliquent cumulativement à toutes les expositions répétitives dues à des systèmes de laser pulsé répétitif ou des systèmes de balayage laser :
1) L'exposition résultant d'une impulsion unique dans un train d'impulsions ne dépasse pas la valeur limite d'exposition pour une impulsion unique de cette durée d'impulsion ;
2) L'exposition résultant d'un groupe d'impulsions (ou d'un sous-groupe d'impulsions dans un train) délivrées dans un temps t ne dépasse pas la valeur limite d'exposition pour le temps t ;
3) L'exposition résultant d'une impulsion unique dans un groupe d'impulsions ne dépasse pas la valeur limite d'exposition pour une impulsion unique multipliée par un facteur de correction thermique cumulée C
p
- 0,25
min
Paramètre
Gamme spectrale de validité (nm)
Valeur ou description
T
min
315 < λ ≤ 400
T
min
- 9
400 < λ ≤ 1 050
T
min
- 6
1 050 < λ ≤ 1 400
T
min
-6
1 400 < λ ≤ 1 500
T
min
- 3
1 500 < λ ≤ 1 800
T
min
1 800 < λ ≤ 2 600
T
min
-3
2 600 < λ ≤ 10
6
T
min
- 7
Grandeurs physiques d'exposition et formules de calcul
Les grandeurs physiques d'exposition pertinentes d'un point de vue biophysique sont calculées au moyen des formules énoncées ci-dessous :
E = (dP/dA) [W m
- 2
H = 
t
0
- 2
Définition détaillée des expressions utilisées :
dP : puissance exprimée en watts [W] ;
dA : surface exprimée en mètres carrés [m
2
E (t), E : éclairement énergétique ou densité de puissance : puissance rayonnée incidente par superficie unitaire sur une surface, généralement exprimée en watts par mètres carrés [W m
2
H : exposition énergétique : l'intégrale de l'éclairement énergétique par rapport au temps, exprimée en joules par mètre carré (J m
-2
t : temps, durée de l'exposition, exprimée en secondes[s] ;
λ : longueur d'onde, exprimée en nanomètres[nm] ;
γ : angle de cône de limitation du champ de mesure, exprimé en milliradians [mrad] ;
γm : champ de mesure, exprimé en milliradians [mrad] ;
α : angle apparent d'une source, exprimé en milliradians [mrad] ;
diaphragme limite : la surface circulaire, utilisée pour calculer les moyennes de l'éclairement énergétique et de l'exposition énergétique ;
G : luminance énergétique intégrée : l'intégrale de la luminance énergétique sur une durée d'exposition donnée, exprimée sous forme d'énergie rayonnante par superficie unitaire d'une surface rayonnante et par angle solide unitaire d'émission, en joules par mètre carré par stéradian [J m
-2
 -1