EFI Lighting, nouvelles lumières dans nos voitures
Previous
ALÉATOIRE
Le BIM, quelle propriété intellectuelle ?
Next
728x90 Animated

Rythme circadien : état de l’art métrique de l’œil

Deux normes concurrentes existent pour décrire le rythme circadien de l’œil. Quelles en sont leurs principales caractéristiques ?
par Thomas Merelle6 juin 2017

Le rythme circadien est l’impact du cycle de la lumière naturelle sur le cycle hormonal de l’être humain. Cette lumière aide au réveil, stimule en milieu de journée, prépare au sommeil et a un impact significatif sur l’humeur et la santé tout au long de la journée. Deux normes concurrentes existent pour décrire le rythme circadien de l’œil : le Melanopic Ratio (le MR [1] et l’EML) et le Circadian Stimulus (le Cs [2]) en anglais.

  • [1] Circadian Lighting Factsheet, Delos.
  • [2] Modeling the spectral sensitivity of the human circadian system M. S. Rea, M. G. Figueiro, A. Bierman and R. Hamner Lighting Research and Technology published online 14 December 2011 DOI: 10.1177/1477153511430474 Lighting Res. Technol. 2011; 0: 1–12.

MR : Melanopic Ratio

La vision mélanopique part du principe qu’il se passe plus de choses que la simple perception visuelle lorsque qu’un faisceau lumineux entre dans l’œil humain. L’impact biologique de la lumière est en effet très important. La mélatonine est une hormone qui contrôle notre cycle de réveil et d’endormissement. En bref, notre rythme circadien. La production de cette hormone est supprimée dans un environnement riche en lumière bleue, plus précisément dans le cyan. Nous nous endormons rapidement la nuit venue quand il y a très peu de bleu dans la lumière environnante. Une littérature abondante existe sur le sujet.

Le MR « melanopic ratio » en anglais quantifie la proportion d’une source qui se trouve dans le domaine de longueur d’onde de la mélatonine. C’est-à-dire, dont le pic d’intensité se situe dans le cyan à 485 nm. On parle de proportion circadienne.

  • Un MR supérieur à 0,9 correspond ainsi à une forte stimulation de la mélatonine. Une telle source de lumière devrait donc être réservée pour un éclairage en journée.
  • Un MR inférieur à 0,7 correspond quant à lui à une faible stimulation de la mélatonine. Une telle source de lumière devrait donc être réservée pour un éclairage résidentiel nocturne.

Spectre en émission d’une LED blanche et spectre en absorption de la mélatonine. Ces deux courbes sont utilisées pour calculer le MR et l’EML pour cette source lumineuse – Graphique : Thomas Mérelle

On définit également l’EML « Equivalent Melanopic Lux » en anglais, qui est le produit du MR multiplié par l’éclairement d’un flux en Lumen/m2. Il permet de donner une intensité à l’effet du MR en fonction de la densité de photons par mètre carré de la surface exposée, et en l’occurrence ici, l’œil.

Diagramme schématique de l’œil humain en coupe – Dessin : Rhcastilhos, Wikipédia

Cs : Circadian Stimulus

Le Cs a été développé par le Lighting Research Center du Rensselaer Polytechnic Institute – RPI – de l’Etat de New York.

Différentes fonctions de l’œil entrent en jeu dans le rythme circadien.

La macula, les cônes et les bâtonnets. Le RPI a mis en équation le comportement de l’œil humain stimulé par la lumière. Il s’y distingue deux modes de fonctionnement :

  • un dans lequel seule la macula entre en jeu (dans le bleu),
  • un autre dans lequel les cônes et les bâtonnets ont aussi une contribution.

Cs Equations résumant la mzthodologie de calcul du CLA, duquel est dérivé le Cs – Source : M.S. Rea

Cet indice Cs démarre à 0 et sature à 0,7. Il est aujourd’hui accepté qu’une valeur inférieure à 0,1 n’implique aucune perturbation du rythme circadien et qu’une valeur supérieure à 0,3 indique une forte perturbation du rythme circadien.

Les possibilités de modulation quasi infinies de la lumière offertes par les LEDs offrent un potentiel de développement majeur de l’industrie de l’éclairage dans le domaine vaste, en anglais du « human centric lighting ».

En savoir plus

Poursuivez votre recherche

Sujets Rythme circadien Métrique Oeil Norme Melanopic Ratio Circadian Stimulus Vision Mélatonine Cycle de réveil Hormone Longueur d’onde Source lumineuse LED LED blanche Equivalent Melanopic Lux Lighting Research Center Macula Cône Bâtonnet Human centric lighting
Effets lumière Lumière du jour
Techniques d'éclairage Éclairage intérieur Éclairage LED
Professions Scientifique
Supports Texte Graphique
Source Thomas Mérelle Light ZOOM Lumière
728x90 Animated
Thomas Merelle
Thomas Merelle

Consultant chez Pi Lighting dans le domaine de la LED et de son utilisation dans des applications high-tech depuis 2015. Docteur en Physique du semiconducteur ayant travaillé pour cette industrie en France, en Belgique et en Allemagne durant 13 ans. Mes centres d’intérêt sont l’innovation technologique et ses applications concrètes, la géopolitique et les voyages.

728x90 Animated

Laisser un commentaire