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Les lampes à économie d'énergie sont également appelées lampes fluorescentes compactes, lampes fluocompactes, lampes économiques ou lampes basse consommation. Outre la lumière visible, ces lampes émettent également, de par leur conception, des champs électromagnétiques et un rayonnement ultraviolet. Lorsqu'elles se brisent, des petites quantités de mercure peuvent s'en échapper. Correctement utilisées, elles constituent une source d'éclairage confortable et efficace sur le plan énergétique.
Les champs électromagnétiques produits par les lampes à économie d'énergie, à partir d'une distance de 20 cm, se situent bien en dessous des valeurs limites et, en l'état actuel des connaissances, ne présentent aucun danger sanitaire.
Pour l'éclairage de salles de séjour et d'espaces privés occupés pendant de longues soirées, les lampes économiques diffusant une lumière de couleur blanc chaud ou des températures de couleur se situant autour de 3000 kelvins sont particulièrement appropriées.
Correctement utilisées, les lampes économiques ne conduisent pas à une exposition significative au rayonnement ultraviolet ou au mercure. Les conseils suivants peuvent être utiles :
Les courants électriques circulant dans la lampe génèrent des champs magnétiques et électriques basse et moyenne fréquence. Ces champs peuvent induire des courants électriques dans le corps humain conduisant, à partir d'une certaine intensité, à des excitations nerveuses. Afin d'éviter l'apparition de tels effets, les courants ne doivent pas dépasser les valeurs limites en vigueur.
Dans une étude suisse, des chercheurs ont mesuré les champs électriques et les champs magnétiques émis par onze lampes à économie d'énergie et calculé les courants que ceux-ci induisent dans l'être humain. Il en ressort que ces courants sont surtout dus aux champs électriques moyenne fréquence. A proximité de la lampe, les courants atteignent, selon le type de lampe, entre 10 et 55% de la valeur limite. Lorsque la distance par rapport aux lampes augmente, ils perdent rapidement de leur intensité, atteignant encore à peine 2 à 10 % de la valeur limite à une distance de 20 cm.
Les champs magnétiques basse et moyenne fréquence, en revanche, sont très faibles et ne contribuent guère au courant induit dans le corps humain.
Les lampes à économie d'énergie dont les tubes fluorescents sont à nu peuvent ne pas être parfaitement étanches : ils laissent alors s'échapper une petite partie du rayonnement UV. Des rougeurs dues à une surexposition au rayonnement UV ne peuvent donc être exclues chez les personnes demeurant durant plusieurs heures à moins de 20 cm de telles lampes. Les lampes à économie d'énergie comportant une seconde enveloppe en forme d'ampoule à incandescence (figure 1), en moyenne, laissent s'échapper un rayonnement UV plus faible.
Les lampes à économie d'énergie contiennent des substances toxiques qui sont toutefois sans danger pour la santé si l'on observe les règles
Tension : 230 volts (V)
Fréquences :
Basse fréquence : 50(Hz) sur la connexion de lal lampe et du côté primaire du ballast.
Moyenne fréquence : 25 à 70 kilohertz (kHz) du côté secondaire du ballast et dans le tube fluorescent.
Puissance : jusqu'à 23 watts (W)
Structure et principe
Les lampes à économie d'énergie convertissent l'énergie électrique en rayonnement optique en trois étapes. Dans la première étape, le ballast électronique transforme le courant alternatif basse fréquence (50 Hz) du réseau électrique en un courant alternatif moyenne fréquence (25 à 70 kHz). Dans la deuxième étape, les électrons accélérés de ce courant excitent les atomes de mercure contenus dans le gaz ; ceux-ci émettent alors des photons et génèrent un rayonnement UV. Dans la troisième étape, le revêtement phosphoré déposé sur la paroi interne des tubes convertit le rayonnement UV non visible à l'œil nu en lumière visible.
Les courants électriques circulant dans le ballast et le tube fluorescent génèrent des champs magnétiques et électriques basse et moyenne fréquence.
Les champs électriques et magnétiques peuvent induire des courants électriques dans le corps humain, qui, à partir d'une certaine intensité, irritent les nerfs et les muscles de manière aigüe. Des valeurs limites ont été fixées dans l'UE de manière à ce que les courants électriques soient au moins 50 fois inférieurs à ces valeurs [1].
Les valeurs limites dites de base se réfèrent à la densité de courant (rapport de l'intensité du courant sur la section du conducteur qu'il traverse). La densité de courant autorisée est fixée à une valeur inférieure d'un facteur 50 à la valeur à laquelle apparaissent les excitations nerveuses et musculaires.
Les densités de courant ne sont pas directement mesurables dans le corps humain. Elles peuvent être calculées au moyen de tests très sophistiqués utilisant des fantômes et des simulations numériques. Cette difficulté est contournée au moyen des valeurs de référence. Celles-ci sont déduites des valeurs limites de base et peuvent être mesurées sans corps en tant qu'intensités du champ électrique et du champ magnétique. Les valeurs de référence garantissent que les valeurs limites de base correspondantes sont respectées. Elles sont surtout fiables lorsque le corps entier subit une exposition uniforme.
Les valeurs limites suivantes s'appliquent aux lampes à économie d'énergie:
Valeurs limites de base
Valeurs de référence
Les éventuels effets à long terme des champs électriques et magnétiques ne sont pas pris en compte dans ces valeurs limites.
A la demande de l'Office fédéral de la santé publique et de l'Office fédéral de l'énergie, l'« IT`IS Foundation » a testé onze lampes à économie d'énergie ainsi que deux unités différentes de luminaires à LED, de lampes à incandescence et de tubes fluorescents dotés de ballasts conventionnels inductifs [2].
Les mesures des champs électriques et magnétiques moyenne fréquence ont été effectuées à 15 et 30 cm des lampes. Pour chacune des lampes testées, les champs magnétiques étaient cinquante à cent fois inférieurs à la valeur de référence. Les champs électriques en revanche dépassaient jusqu'à cinq fois la valeur de référence à une distance de 15 cm.
Comme évoqué, les valeurs de référence ne sont fiables que si le corps est exposé de manière uniforme. Or, les lampes à économie d'énergie créent autour d'elles des champs électriques et magnétiques très localisés et très peu homogènes si bien que la comparaison de ces champs avec les valeurs de référence n'est pas adaptée. Dans le cas des lampes basse consommation, les densités de courant doivent donc être déterminées dans le corps même et comparées aux valeurs limites de base.
A cet effet, l'« IT'IS Foundation » a développé une nouvelle méthode de mesure. Dans un premier temps, un fantôme contenant un liquide est placé dans le champ électrique de la lampe à économie d'énergie (figure 2). Le liquide présente une conductivité électrique comparable à celle du cerveau humain. Le champ électrique émis par la lampe induit un courant dans le fantôme, qui est mesuré à l'aide de la pince fixée au milieu du fantôme (figure 2).
Dans un deuxième temps, les courants induits dans une personne sont calculés, au moyen de modèles informatiques, sur la base des mesures réalisées sur le fantôme. Les calculs ont été effectués pour quatre modèles différents (homme, femme, fille de onze ans, garçon de six ans) et pour diverses postures. Il s'est avéré que les différences entre les personnes et les diverses postures ne sont pas très grandes, différant au plus d'un facteur deux.
Le tableau 1 présente les densités de courant maximales induites dans le corps humain et calculées pour chacune des onze lampes à économie d'énergie. Dans ce scénario, la distance entre le corps humain et la lampe n'est que de 2 cm. Il ne s'agit donc pas d'une situation réaliste, mais d'un scénario catastrophe. La valeur la plus élevée est égale à la moitié de la valeur limite de base. La lampe basse consommation concernée (lampe n° 4) n'est pas vendue en Suisse ainsi que la lampe n° 3. Les autres lampes, disponibles en Suisse, génèrent des densités de courant cinq à dix fois inférieures à la valeur limite.
|lampe||densité de courant(mA/m2)||fréquence mésurée (kHz)||% de la valeur limie de base|
|1||10,4||46,5||11,2|
|2||14,6||43,6||16,8|
|3||13,2||37,7||17,5|
|4||52,5||47,1||55,7|
|5||13,4||36,9||18,2|
|6||8,5||37,7||11,3|
|7||21,4||48,8||21,9|
|8||10,4||47,1||11,0|
|9||5,1||26,2||9,8|
|10||7,3||41,5||8,8|
|11||15,3||40,2||19,0|
Si l'on augmente la distance entre le corps humain et la lampe à économie d'énergie, les densités de courant diminuent d'intensité. La figure 3 montre les densités de courant en fonction de cette distance. A une distance de 20 cm, la densité de courant est cinq fois plus petite qu'à 2 cm, distance correspondant au scénario catastrophe.
La figure 4 montre la répartition des densités de courant calculées (intensité par surface) dans une personne dont la tête se trouve à proximité d'une lampe à économie d'énergie. La personne est mise à la terre si bien que le courant s'évacue par les pieds. Les chevilles constituant sur ce chemin le point le plus étroit, la densité de courant la plus élevée se manifeste dans le tendon d'Achille.
Dans le cas des lampes à incandescence, des lampes LED et des tubes fluorescents dotés de ballasts conventionnels inductifs, les densités de courant étaient si faibles que l'appareil de mesure ne pouvait les déceler.
Les champs magnétiques basse fréquence ont été déterminés en deux endroits, respectivement à 15 cm en dessous et à 15 cm à hauteur de la lampe, et comparés à la valeur de référence. Les lampes à économie d'énergie de même que les luminaires LED et les lampes à incandescence génèrent des champs magnétiques basse fréquence très faibles. Toutes les valeurs mesurées se situent en effet en dessous de 0,5 μT et sont, de ce fait, au moins deux cents fois inférieures à la valeur de référence. Les tubes fluorescents à ballasts conventionnels génèrent quant à eux des champs magnétiques basse fréquence un peu plus élevés, leurs valeurs pouvant atteindre 4 μT. Ces valeurs sont vingt-cinq fois inférieures à la valeur de référence.
Les champs magnétiques et électriques basse et moyenne fréquence induisent des courants dans le corps humain provoquant, à partir d'une certaine intensité, des stimulations musculaires et nerveuses aigües. Les champs émis par les lampes à économie d'énergie se situant en dessous de cette valeur, des stimulations aigües ne sont pas à craindre. Les effets à long terme sur la santé dus aux champs électriques et magnétiques des lampes à économie d'énergie n'ont pas été étudiés jusqu'ici.
Il n'existe que peu d'études concernant la gamme de fréquences moyennes (300 Hz - 100 kHz), soit la gamme de fonctionnement des lampes à économie d'énergie ainsi que celle d'autres appareils tels que les écrans. La plus grande partie des études de laboratoire et des études sur des animaux réalisées jusqu'ici a été consacrée à la question de savoir si de tels champs, émis par exemple par les écrans, pouvaient influencer l'évolution des fœtus ou la reproduction. Les résultats actuellement connus ne permettent pas de conclusions définitives. Les effets cancérogènes, génotoxiques et toxiques ainsi que les effets sur le système nerveux ne peuvent être évalués en raison du petit nombre d'études [3].
Différentes études montrent que les lampes basse consommation peuvent laisser s'échapper du rayonnement ultraviolet (rayons UVA, UVB et même parfois des rayons UVC à haute énergie), probablement à cause de défauts dans leur revêtement [4, 6]. Les personnes peuvent se tenir très près de ces lampes qui dégagent peu de chaleur. A moins de 20 cm, il est possible que les valeurs limites relatives aux lésions oculaires et cutanées soient dépassées et que des rougeurs surviennent. [5,7]. Les modèles à double enveloppe émettent généralement moins de rayons UV ; ce constat n'est cependant pas absolu [4].
Les lampes à économie d'énergie peuvent présenter un risque pour les personnes qui souffrent d'une maladie de la peau comme la dermatite actinique chronique et qui sont donc sensibles au rayonnement UV ou à la lumière bleue [5,8,9]. Ces personnes ne devraient pas utiliser des lampes à enveloppe simple s'ils travaillent longtemps à proximité. Comme les modèles à double enveloppe diffusent également du rayonnement UV, il est recommandé, en cas de sensibilité, d'utiliser des lampes à LED, qui dégagent moins d'UV [5].
La lumière visible peut influencer certains processus physiologiques humains. Ainsi, la mélanopsine, un photorécepteur de la rétine sensible à la zone bleue du spectre, ajuste « l'horloge interne » de l'être humain, qui génère un rythme circadien (de 24 heures). L'horloge interne influence le sommeil et l'éveil ainsi que d'autres éléments comme la température corporelle, certaines hormones comme la mélatonine, la fatigue ou les capacités cognitives.
Comme le rayonnement visible émis par les lampes à économie d'énergie et par les lampes à incandescence classiques contient également, entre autres, de la lumière bleue, l'Institut de chronobiologie de l'Université de Bâle étudie, avec le soutien de l'OFSP, si et dans quelle mesure les lampes à incandescence classiques et les lampes à économie d'énergie influencent le sommeil ainsi que des processus circadiens, hormonaux et cognitifs humains [10,11]. L'évaluation de cette étude indique que pour l'éclairage nocturne des habitations, les lampes basse consommation diffusant une lumière de couleur blanc chaud ou des températures de couleur se situant autour de 3000 kelvins sont particulièrement appropriées. La température de couleur est indiquée sur l'emballage.
Les lampes à économie d'énergie ne contiennent normalement qu'une très faible quantité de mercure, inférieure à 5 mg. Ce mercure est enfermé de manière hermétique dans le tube fluorescent, mais peut s'en échapper si le verre se casse. Si tel est le cas, une légère pollution de courte durée de l'air ambiant apparaît, pollution qui ne présente pas de risque sanitaire en raison de la faible quantité de mercure.
Lorsqu'une lampe à économie d'énergie se casse, nous recommandons d'éliminer les fragments de manière correcte, comme indiqué précédemment, et d'aérer le local.Lorsqu'une lampe à économie d'énergie se casse, nous recommandons d'éliminer les fragments de manière correcte, comme indiqué précédemment, et d'aérer le local. Il n'existe aucun risque de pollution chronique au mercure de l'air ambiant, le mercure liquide n'étant présent qu'en quantités infimes.
Les lampes à économie d'énergie doivent, en tant que matériels à basse tension, satisfaire aux exigences de l'ordonnance sur les matériels électriques à basse tension (RS 734.26) [12]. Ceux-ci ne doivent mettre en danger ni les personnes ni les choses et ne peuvent être mis sur le marché que s'ils satisfont aux exigences essentielles en matière de sécurité et de la protection de la santé régies par la directive européenne (CE) basse tension [13]. Les exigences essentielles concernant les champs magnétiques sont spécifiées dans des normes européennes. Les équipements d'éclairage sont réglementés aussi bien dans la norme CEI 62493 de la Commission électrotechnique internationale [14] que dans la norme de même nom EN SN 62493:2010 [15] de l'UE et de la Suisse.
Les champs électriques et magnétiques autorisés correspondent à la recommandation du Conseil européen relative à la limitation de l'exposition du public aux champs électromagnétiques [16].
Les fabricants sont eux-mêmes responsables du respect des critères de conformité pour leurs appareils. En Suisse, il n'existe pas de contrôle systématique du marché. Le respect des prescriptions est vérifié par l'Inspection fédérale des installations à courant fort (www.esti.admin.ch) au moyen de contrôles par pointage.
Le rayonnement optique autorisé est défini dans la norme européenne EN 62471:2008 [12]. La norme a le statut de norme suisse et vaut en Suisse comme règle technique reconnue.
En Suisse, les lampes à économie d'énergie sont soumises à l'ordonnance sur la réduction des risques liés aux produits chimiques (ORRChim) [17]. Cette ordonnance se réfère à la directive 2002/95/CE du Parlement européen et du Conseil relative à la limitation de l'utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques [18]. La directive européenne stipule qu'une lampe à économie d'énergie peut contenir au plus 5 mg de mercure.
Les lampes à économie d'énergie et les tubes fluorescents sont soumis à l'ordonnance sur la restitution, la reprise et l'élimination des appareils électriques et électroniques (OREA) [19]. Cette ordonnance stipule entre autres que les sources lumineuses et les luminaires doivent être rendus aux commerçants, fabricants ou importateurs. Ceux-ci sont tenus de reprendre gratuitement les appareils de ce type qu'ils proposent dans leur assortiment et d'en assurer une élimination respectueuse de l'environnement.
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