Qu'est-ce que le rayonnement UV ?

Le rayonnement UV est un rayonnement électromagnétique dont les longueurs d'onde sont inférieures à celles de la lumière visible. Selon le vocabulaire international de l'éclairage (CIE S 017/E:2020), il est divisé en UV-A de 315 à 400 nm, UV-B de 280 à 315 nm et UV-C de 100 à 280 nm. Il est invisible à l'œil et ne peut être détecté qu'à l'aide de radiomètres ou de spectroradiomètres.

L'abréviation « UV » signifie rayonnement ultraviolet. Il est souvent désigné comme lumière UV, car « lumière » semble généralement moins dangereux que « rayonnement ». Par définition, nous désignons comme lumière le rayonnement visible à l'œil humain. Ainsi, à proprement parler, la lumière UV n'existe pas réellement. C'est un fait important pour l'utilisateur, car il ne peut pas percevoir le danger réel. La lumière éventuellement visible n'est que de la luminescence, induite par les UV. Cette luminescence est souvent beaucoup plus faible et moins dangereuse que le rayonnement UV qui l'induit. C'est pourquoi la mesure du rayonnement ultraviolet est importante. À cette fin, nos radiomètres UV de précision peuvent être utilisés.

Domaines spectraux UV-A, UV-B et UV-C

Le rayonnement UV est divisé en trois domaines spectraux. L'UV-A couvre le domaine spectral de 315 nm à 400 nm. Dans les sources américaines, le domaine spectral 320–400 nm est également désigné comme UV-A. Le domaine spectral UV-A est technique­ment souvent utilisé pour le collage UV et la polymérisation des vernis. En outre, les essais de luminescence et de fluorescence sont souvent réalisés avec l'UV-A (ici défini par le terme lumière noire).

* Les limites du rayonnement visible ne sont pas nettement définies, car la sensibilité de l'œil s'estompe progressivement aux deux extrémités. Selon la norme CIE S 017/E:2020, la limite inférieure se situe généralement entre 360 nm et 400 nm et la limite supérieure entre 760 nm et 830 nm. En pratique, on utilise généralement la plage de 380 nm à 780 nm.

La plage de 380 à 400 nm appartient donc à la fois à l'UV-A et au rayonnement visible. Il ne s'agit pas d'une erreur, mais du résultat de deux grandeurs de référence différentes : le domaine UV est défini par la longueur d'onde, le rayonnement visible par la sensibilité de l'œil – et celle-ci ne s'arrête pas brutalement.

Ensuite, dans une plage de courtes longueurs d'onde, se trouve le domaine spectral UVB. Le rayonnement UVB est plus riche en énergie que le rayonnement UVA et peut entraîner des dommages cutanés lors d'expositions prolongées. Sur le plan technique, le rayonnement UVB est moins souvent utilisé que le rayonnement UVA ou UVC, cependant il joue un rôle important dans la photostabilité, c'est-à-dire dans le vieillissement UV ou l'altération climatique, étant donné que la lumière naturelle du soleil contient une faible proportion de rayonnement UVB.

Le rayonnement UVC est un rayonnement compris entre 100 nm et 280 nm. Comme l'air absorbe le rayonnement UVC en dessous d'environ 200 nm, cette valeur est souvent considérée comme la limite inférieure de longueur d'onde. Le rayonnement UVC peut être généré efficacement par des lampes à vapeur de mercure basse pression. Le rendement en rayonnement UV atteint jusqu'à environ 40 %, avec une puissance électrique de l'ordre de plusieurs centaines de watts. L'émission dominante se situe à environ 254 nm. Les applications importantes sont la désinfection des surfaces, ainsi que des emballages alimentaires et la désinfection de l'eau potable. Pour la polymérisation UV, la lampe à vapeur de mercure moyenne pression avec une puissance électrique comprise entre environ 400 W et 24 kW est très répandue. Ici, la puissance élevée permet d'atteindre des vitesses élevées et des temps de traitement de l'ordre de la fraction de seconde.

L'explorateur ci-dessous place n'importe quelle longueur d'onde entre 150 et 800 nm dans les plages nommées ci-dessus et indique la fréquence, l'énergie des photons et le nombre d'onde — ainsi que la source typique et l'équipement de mesure correspondant.

La figure suivante présente les différents types de rayonnement électromagnétique et leurs propriétés :

1. Rayonnement ultraviolet (UV)
   • Subdivisé en UV sous vide (VUV) et UV lointain (FUV) – ensemble UV-C –, UV moyen (UV-B) et UV proche (UV-A)
   • Plage de longueur d'onde : 100 à 400 nm
   • Énergie des photons : 12,4 à 3,1 eV
   • Détecteurs typiques : CsI, Cs₂Te, SiC
2. Rayonnement visible (VIS)
   • Plage de longueur d'onde : 380 à 780 nm
   • Énergie des photons : 3,3 à 1,6 eV
   • Détecteurs typiques : photomultiplicateur multi-alcalin (PMT), Si
3. Rayonnement infrarouge (IR)
   • Subdivisé en IR proche (IR-A, IR-B), IR moyen et IR lointain (ensemble IR-C)
   • Plage de longueur d'onde : 780 nm à 1 mm (10⁶ nm)
   • Énergie des photons : 1,6 à 0,001 eV
   • Détecteurs typiques : Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe

L'UV sous vide porte ce nom parce que l'air absorbe fortement le rayonnement en dessous d'environ 200 nm : l'oxygène est scindé et de l'ozone se forme. Les mesures dans cette plage nécessitent donc une purge à l'azote ou un vide. La partie utilisée en pratique est la raie du mercure à 185 nm – à la base de la génération d'ozone UV pour le nettoyage de surfaces et les procédés d'oxydation avancée (AOP).