DEL et LiFi : beaucoup plus sains que les fluos et le Wi-Fi

Fin 2014, images, sons et données seront transmises sans fil et sans pollution par le LiFi, à base lumière produite par des diodes électroluminescentes (DEL). (Photo : www.next-up.org)

Fin 2014, images, sons et données seront transmises sans fil et sans pollution par le LiFi, à base lumière produite par des diodes électroluminescentes (DEL). (Photo : www.next-up.org)

Grâce à la nouvelle technologie LiFi, un routeur peut désormais transmettre sans fil – ni radiations nocives – des données, des sons et des images vers votre ordinateur, tablette ou téléphone intelligent grâce à la lumière produite par des diodes électroluminescentes (DEL ou LED en anglais pour Light Emitting Diode). Un énorme progrès qui fait aujourd’hui admettre à certains ex-champions du Wi-Fi que cette technologie communicant plutôt par radiofréquences est potentiellement nocive, si bien que le LiFi serait une solution de rechange plus appropriée pour nos maisons, écoles, transports publics et autres hôpitaux, rapporte le site français Next-Up.org. Et l’abordabilité croissante des DEL laisse aussi espérer que les gammes de DEL aux couleurs plus chaudes (sous 3 000 degrés Kelvin) remplaceront un jour l’éclairage fluorescent blanc neutre (tubes longs ou compacts) qui est lié notamment à une maladie oculaire qui prend des proportions épidémiques.

Développé depuis plusieurs années par un consortium japonais sous l’acronyme VLC (Visible Light Communication), le LiFi (pour Light Fidelity) vient d’être lancé en Europe pour utilisation commerciale et événementielle. Le site dédié au LiFi, lifi-led.com, annonce la commercialisation de flux audio en streaming par des terminaux avec clé LiFi, d’ici la fin 2013, et du flux internet bi-directionnel avec terminaux pré-équipés, pour la fin 2014.

Ce même site explique ainsi son fonctionnement très simple : « En allumant et en éteignant plusieurs de milliers de fois par seconde une lumière à LED, on peut transmettre des informations en créant une fréquence. Si une LED est allumée, elle transmet un bit 1, si elle est éteinte, un bit 0. Les changements de fréquence extrêmement rapides qui ne sont pas visible par l’oeil humain permettent de transférer tous types de données vidéo, audio et connexion haut débit à des vitesses plus élevées que celles que l’on connaît aujourd’hui. » Des chercheurs allemands ont obtenu en laboratoire un flux de 800 megabits par seconde.

Autre avantage sur les technologies à radiofréquences 3G et 4G dont les bandes passantes sont saturées, sans parler des antennes qui enlaidit et pollue le paysage : avec le LiFi, le nombre de fréquences disponibles est 10 000 fois supérieur à celui des ondes radio et chaque lampadaire pourra devenir une source de connections.

Un bémol, toutefois. Même imperceptibles à l’oeil nu, les millions de clignotements (ou hachurations) par seconde pourraient être nuisisbles, selon l’ingénieur en électronique Alasdair Philips, électrohypersensible et fondateur du site britannique powerwatch.org.uk : « Le LiFi ne clignote pas comme les fluorescents, par exemple entre 1 et 150 Hz, ses modulations sont dans la bande de fréquence des mégahertz. De fait les modulations des radiofréquences sont placées sur les fréquences lumineuses qui sont beaucoup plus élevées. Ceci pourrait avoir des effets sur les gens, par exemple par des mécanismes apparentés à celles utilisées en médecine vibratoire. On sait que la lumière nous affecte différemment selon la couleur. Elle pourrait aussi nous affecter différemment lorsque modulée par des vibrations de radiofréquences modulées. Selon ce que j’en sais, il y a peu ou pas de recherche sérieuse faite sur cette question. Mais il ne faut pas la confondre avec celle des hachurations visibles ou subliminales de plus basses fréquences. »

Épidémie de dégénérescence maculaire

La dégénérescence maculaire a pris des proportions épidémiques depuis la généralisation de l’éclairage fluorescent dans les années 1930-40.

Next-Up se réjouit particulièrement de l’engouement pour les DEL qui, contrairement aux lampes fluorescentes, ne contiennent pas de mercure et ne dégagent pas de champs électromagnétiques (CEM) élevés, tout en consommant cinq fois moins d’énergie. L’organisme militant pour l’adoption de technologies émettant peu ou pas de CEM met par contre le citoyen en garde : « Attention, suivant les conclusions de diverses études scientifiques certaines LED à prédominances bleues ou blanches sont à déconseiller car elles ont un spectre bleu de forte intensité qui peut être dangereux pour la rétine, voire la production de mélatonine; en conséquence, il est conseillé d’utiliser des LED à tons chauds (± 3000 k) ayant un spectre appauvri en lumière bleue. »

En effet, l’éclairage DEL ou fluorescent à prédominances bleues ou blanches émet typiquement des longueurs d’ondes comprises entre 425 et 450 nanomètres (nm). Dès 1974, l’Institut national américain de la santé et de la sécurité du travail (NIOSH) notait que ces longueurs d’ondes causaient le plus de dégâts à la rétine des animaux. Aujourd’hui, il est reconnu que l’exposition intense à cette lumière bleue « peut entrainer des blessures irréversibles à la rétine ».

Or, aujourd’hui, 14 % des personnes de 55 à 64 ans et 19 % des 65 ans et plus souffrent de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), selon le Dr David Seftel. Cette terrible maladie cause un flou central de la vision centrale en accumulant des dépôts de débris dans la macula, petite rétine située à l’arrière de l’oeil. On soupçonne fortement que ses proportions épidémiques – elle atteint plus d’Américains que toutes les autres maladies oculaires combinées, selon ABC News – sont dus à la généralisation de l’usage de l’éclairage fluorescent dans les écoles et édifices publics depuis les années 1930, rapporte Next-Up en citant le journaliste Henry Grunwald qui souffre de cette maladie et qui est l’auteur du livre Twilight : Losing Sight, Gaining Insight. Depuis sa publication en 1999, la proportion d’Américains affectés par cette maladie progressive et indolore a doublé, passant de 15 à 30 millions d’individus. Autrefois associée avec la sénilité chez les gens âgés, elle touche de plus en plus d’enfants et d’adolescents.

Précisions du physicien québécois Anadi Martel, président de l’entreprise Sensortech ainsi que de l’International Light Association :

« La recherche médicale montre que l’éclairage infrarouge (longueurs d’onde > 650 nm correspondant à l’infrarouge) a des propriétés thérapeutiques et régénératrices pour nos cellules. Il existe bien des DEL infrarouges, mais on ne les retrouve que dans des appareils spécialisés à usage médical (utilisés pour le soulagement des douleurs musculaires, articulations, brûlures, soins esthétiques de la peau,…) – voir par exemple http://www.lightrelief.com/infrared-light-therapy.

Les DEL blanches utilisées pour l’éclairage résidentiel ont un pic important dans le bleu (450 nm). Dans une utilisation normale, elles posent probablement peu de risques au niveau du dommage oxydatif de la rétine, mais peuvent potentiellement perturber le rythme circadien (l’horloge biologique). Les nouvelles ampoules DEL à diffusion optimale seront quand même une solution supérieure aux fluocompactes, dont les pointes d’émission de lumière bleue sont encore plus prononcées. La meilleure option du point de vue santé (pour l’éclairage de proximité) reste encore l’incandescent classique ou halogène.

« Aussi, faire attention aux lampes DEL avec gradateurs (réostats ou « dimmers ») : la plupart fonctionnent avec la technique du PWM (Pulse Width Modulation) qui génère des fréquences parasitantes dans la lumière émise. Bien que ce facteur ne soit pas encore reconnu officiellement comme malsain parce que non perceptible par notre système visuel, plusieurs chercheurs pensent que ces parasites sont à long terme des sources de stress. Le LiFi constitue une forme ultime de PWM haute-fréquence et même si son champ d’influence est très différent des CEM il est bien possible qu’éventuellement on constate des effets biologiques aussi nocifs pour cette forme de radiation ambiante. C’est un domaine encore inexploré, reste à voir ce que la recherche future nous dira… »

Désaccord

Pour sa part, le consultant en vision Guy S. Duchemin est d’avis que le fait de lier la lumière émise par les DEL à la dégénérescence maculaire relève d’une « chasse aux sorcières comme celle d’il y a quelques années quand certains ‘scientifiques’ osaient même considérer le soleil comme l’ennemi public numéro un de la santé. Avec, comme conséquences, qu’un grand nombre de personnes présentent aujourd’hui des carences marquées en Vitamine D. Ce qui ne doit pas surprendre.

Il n’y a pas si longtemps on considérait la dégénérescence maculaire comme liée à l’âge (d’où son nom de DMLA), mais maintenant on constate sa présence chez des personnes de plus en plus jeunes. Les ‘spécialistes’ devront donc se tourner vers autres déclencheurs. Si on compare des pommes avec des pommes, la composition des spectres des différentes sources de lumière doivent se faire en tenant compte du degré de température couleur, degré Kelvin. Par référence, celle de la lumière du jour est normée à 5 000K.

Si on compare les spectres respectifs de la lumière du jour, du fluorescent compact et du DEL ayant le même degré K, nous obtenons les courbes spectrales suivantes tirées de la revue New Scientist du 7 mai 2011 (l’auteur, David C. Holzman, ne donne malheureusement pas la composition spectrale du fluorescent non compact):

Lumière du jour

Fluocompacte

Il est aisé de constater que la lumière du jour contient beaucoup plus de violet et de bleu que le fluorescent. Quant au DEL, il contient un peu plus de violet, mais moins de bleu que le spectre de la lumière du jour. Il est facile de pointer vers les pics violet et bleu des différents spectres, mais on peut tout aussi bien invoquer la carence en jaune, miser sur le fait qu’il s’agit de spectre discontinu contrairement à la lumière solaire, invoquer que ce n’est pas le pic violet-bleu qui est en cause, mais la carence en orange-rouge, etc., etc. Les preuves restent à faire. Il me semble qu’encore ici, on a une vue réductionniste d’un phénomène complexe. De la même façon qu’on a tu les effets photosensibisateurs des antibiotiques pour accuser le soleil de tous les maux. »

Anadi Martel rétorque : « Il y a maintenant un consensus médical sur l’influence de la lumière visible sur la DMLA par stress oxydatif et formation cumulative de radicaux libres dans les cellules photoréceptrices de la rétine, particulièrement dans la bande spectrale bleue centrée à 440 nm (Blue-Light Hazard). Il y a une vaste littérature à ce sujet, voir par exemple pour un bon résumé : « Age-related maculopathy and the impact of blue light hazard », Peep V. Algvere, John Marshall and Stefan Seregard, ACTA OPHTHALMOLOGICA SCANDINAVICA, 2006. Le problème est complexe et même si d’autres causes sont sûrement aussi en jeu, il n’en reste pas moins que la lumière est un facteur majeur.

Il est effectivement important ici de comparer des pommes avec des pommes, et cela nécessite une analyse quantifiée plus détaillée que le simple examen de spectres qualitatifs. On doit comparer l’influence de chaque source lumineuse dans la bande spectrale concernée (par convolution de son spectre avec la bande sensible autour de 440 nm), une fois normalisée par son intensité lumineuse telle que perçue par l’œil (par convolution de son spectre avec la courbe de réceptivité photopique standard).

« Une telle analyse a été faite récemment dans cet article : « Limiting the impact of light pollution on human health, environment and stellar visibility », de Fabio Falchi, Pierantonio Cinzano, Christopher D. Elvidge, David M. Keith, et Abraham Haim, publié dans le Journal of Environmental Management en octobre 2011. Leur calcul avec la courbe de réponse de la suppression de la mélatonine (440-500 nm, un bon analogue de la courbe de sensibilité des dangers de la lumière bleue, montre qu’une source DEL « blanc naturel » a un facteur d’action normalisé de 7.0 comparativement à 2.5 pour une ampoule incandescente 65 W, soit 2,8 fois plus à intensité perceptuelle égale. La comparaison ici n’est pas entre deux sources à CCT de 5000K, mais plutôt entre 2 sources communément disponibles pour les consommateurs (les ampoules incandescentes à 5000K sont plutôt rares). Ce même article souligne aussi d’autres problématiques intéressantes des DEL au niveau de la disruption accrue du rythme circadien (toujours par la prépondérance du bleu) et de ses conséquences à long terme sur la santé. D’autre part, un autre facteur important pour la DMLA est l’influence modératrice sur le stress oxydatif de l’infrarouge, présent dans la lumière solaire et incandescente mais absent dans celle des DEL.

« Tout ceci n’est pas pour dire que l’éclairage par DEL est à rejeter : c’est une révolution technologie précieuse apportant des gains énergétiques et une flexibilité incomparable dans la création de lumière. La question est plutôt d’apprendre à mieux comprendre les effets de ces nouvelles sources lumineuses fondamentalement différentes des sources naturelles en fonction desquelles la vie a évolué sur Terre (essentiellement le soleil) – en accord avec le principe de précaution. Ceci mènera sûrement à un raffinement de la technologie des DEL, comme par exemple un meilleur filtrage de la bande spectrale problématique à 440 nm pour l’’éclairage résidentiel, et peut-être un jour l’ajout d’infrarouge. Déjà la sélection préférentielle de DEL warm white  est un bon pas dans cette direction. »

Autres sources :
Éclairage et Li-Fi : « Pour ma santé j’ai choisi des LEDs de qualité et inférieures à 3000 Kelvin » http://www.next-up.org/Newsoftheworld/2012.php

Lampe fluocompacte et dégénérescence maculaire
https://maisonsaine.ca/wp-content/uploads/2012/12/LFC_et_Degenerescence_Maculaire_06_2009.pdf        

 

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1 Response

  1. agfauteux

    Précision d’Anadi Martel amartel@sensora.com
    La problématique des ondes RF est critique elle aussi – mais la question de l’hachuration de lumière de certaines ampoules DEL est indépendante de celle des RF. Tu peux avoir des ampoules émettant beaucoup de RF, mais avec une lumière non-hachurée; et vice-versa, des ampoules propres en RF qui émettent une lumière très hachurée. Idéalement il faut minimiser les deux…

    C’est encore la jungle du « Free for All » avec les ampoules DEL, il n’y a pas de standard pour l’hachuration et comme ce n’est souvent pas perceptible visuellement il faut des appareils de conversion lumière à signal électrique (ou audio) pour le mesurer. Tu peux voir quelques exemples aux figures 11-14 du Poplawski : c’est très variable et nulle part spécifié. On ne peut même pas vraiment recommander une marque, parce que le nouveau modèle du mois prochain peut être complètement différent…

    Ce qu’il faudrait est un gadget de mesure pas cher et facilement accessible pour que chacun puisse vérifier par soi-même – mais il n’y en pas sur le marché à moins de $150 à $500 pour l’instant.

    Les ampoules DEL ont nécessairement un circuit de transformation du courant puisqu’elles marchent avec un bas voltage DC qui doit être généré à partir du 120VAC secteur. Effectivement, certains circuits sont mieux conçus et filtrés que d’autres au niveau du bruit RF. Il me semble me souvenir que Magda disait suite à ses tests que les ampoules DEL Philips sont parmi les meilleures aux points de vue RF et hachuration lumineuse.

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