Utiliser la lumière pour désinfecter ?
Par Pierre CLAUDEL, Juin 2026
Utiliser la lumière pour désinfecter ?
Ça paraît fou, mais c’est pourtant très efficace !
L’utilisation du rayonnement ultraviolet par lampes UV-C pour la désinfection, germicide est établie comme moyen de désinfection des objets et de l’eau potable depuis plus d’un siècle, mais cette technique a connu un regain d’intérêt à la suite de la pandémie mondiale de COVID-19. En effet cette technologie permet de garder une zone complètement désinfectée simplement en l’irradiant de rayonnement électromagnétique UV.
Rayonnement ultraviolet
L’ultraviolet est défini comme la partie du spectre électromagnétique ayant des longueurs d’onde comprises entre 10 et 400 nm entre les rayons X (<10nm) et la lumière visible qui couvre la plage de 380 à 780nm.
Les UV sont divisés en 3 bandes, UV-A, UV-B et UV-C en fonction de leur effet biologique. La bande UV-C s’étend de 100nm à 280nm.
La haute atmosphère terrestre absorbe tout le rayonnement UVC émis par le soleil, ne laissant passer que les plus grandes longueurs d’onde UV (UVB et UVA). Il n’existe donc aucune source naturelle de rayonnement UVC à la surface de la Terre. Au lieu de cela, le rayonnement UVC est créé artificiellement, soit à partir de sources UV spécialisées telles que les lampes à décharge au mercure à basse pression (émission de pointe à 254 nm) soit à partir de LED UV spécialisées.
Le rayonnement UV a des effets bénéfiques et néfastes sur le corps humain. Par exemple, le rayonnement UVB favorise la production de vitamine D dans le corps humain, qui est liée au métabolisme cellulaire. D’autre part, une exposition à une trop grande quantité d’UVB entraîne des brûlures dues au soleil et peut conduire à certaines formes de cancer de la peau.
En résumé, la gamme de longueurs d’onde UV est définie comme suit :
- UVC sous vide : 100-200nm
- UVC: 200-280nm
- UVB: 280-315nm
- UVA: 315-400nm
Rayonnement ultraviolet germicide
Le rayonnement ultraviolet dans la bande UVC (200-280nm) est considéré comme germicide, avec un pic d’efficacité dans la gamme 265-270nm. L’acronyme UVGI fait référence à l’irradiation germicide ultraviolette dans cette gamme de longueur d’onde.
Le mécanisme repose sur l’absorption de ces rayonnements par les acides nucléiques (ADN et ARN) qui constituent le matériel génétique des micro-organismes, qu’il s’agisse de virus, de bactéries ou de spores.
Lorsque les acides nucléiques absorbent cette énergie, des réactions photochimiques se produisent. La plus connue est la formation de dimères de thymine : deux bases de thymine adjacentes s’assemblent de façon anormale, ce qui perturbe la structure en double hélice. Ces lésions bloquent les processus vitaux de l’organisme, notamment la réplication de l’ADN et la transcription en ARN.
En conséquence, les micro-organismes exposés ne sont plus capables de se multiplier. Dans le cas des bactéries, la division cellulaire est stoppée. Dans celui des virus, qui dépendent d’une cellule hôte pour se reproduire, l’inactivation de leur génome les empêche d’infecter. Les UV-C ne détruisent donc pas physiquement le microbe, mais ils le rendent inerte et inoffensif.
Une mesure clé de l’efficacité du rayonnement UVC est la « dose » délivrée. La dose est le produit de l’irradiance d’une lampe et du temps d’exposition cumulé. L’irradiance est la lumière totale (flux radiant) reçue par une surface par unité de surface exposée (W/m2). La dose est le produit de l’irradiance et du temps (en secondes) et est exprimée en Joules par mètre carré (J/m2).
Quelle dose de lumière UVC est nécessaire pour une stérilisation efficace ?
Le « spectre d’action » est la réponse relative en fonction de la longueur d’onde pour un effet donné sur un micro-organisme. Le modèle standard est celui publié par l’IESNA (the Illuminating Engineering Society of North America, www.ies.org) basé sur la désactivation de la bactérie E. coli qui s’étend de 235 à 313nm, avec un pic de réponse à 265nm (Figure ci-dessous).
Lorsqu’on utilise la lumière UV-C pour la désinfection, il est essentiel d’appliquer la bonne quantité ou dose de lumière afin d’irradier efficacement la cible. Chaque micro-organisme possède une dose calculée nécessaire à sa désactivation. Cette dose est exprimée sous forme de formule où la dose correspond au produit de l’irradiance par le temps d’exposition.
Vérifier la quantité réelle de lumière atteignant une surface est une étape cruciale du processus de désinfection, car de nombreux facteurs peuvent l’influencer. Pour obtenir une mesure précise, il est nécessaire d’utiliser un luxmètre capable d’intégrer plusieurs mesures sur toute la durée d’exposition.
Le graphique ci-dessous illustre de manière simple pourquoi il est important de mesurer la dose, et pas seulement de la calculer.
Mesure de dose de rayonnement UVC, UVGI
Les radiomètres ILT UVGI distribués par Pro-Lite technology France permettent de mesurer facilement les doses d’UV-C. Les radiomètres peuvent être configurés avec des capteurs pour UV-C couvrant une plage de 185 à 280nm ou des capteurs plus large bande couvrant l’UV et le visible.
Les radiomètres ILT peuvent mesurer à des vitesses de 20µs pour la lumière pulsée et afficher la dose directement en graphique.
En résumé
Les lampes germicides UVC sont un moyen éprouvé de désinfecter les surfaces infectées par toutes sortes de bactéries et de virus. La clé de l’efficacité de la lampe UVC est l’irradiance délivrée à une surface et la durée d’exposition. Pour s’assurer qu’une dose suffisante d’UVC est délivrée, l’utilisation d’un radiomètre spécialement conçu et configuré pour les mesures UVC est fortement recommandée. Les lampes germicides UVC ne doivent absolument pas être exposées aux yeux et à la peau humains non protégés, et ne doivent en aucun cas être utilisées pour la désinfection des mains.
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