Laboratoire de caractérisation Matériaux Archives - PISÉO https://piseo.fr/articles-laboratoire-optique/laboratoire-caracterisation-materiaux/ Design and Characterization of Innovative Optical Systems Tue, 29 Apr 2025 17:29:08 +0000 fr-FR hourly 1 https://wordpress.org/?v=7.0 https://piseo.fr/wp-content/uploads/2020/02/cropped-minioeilpiseo2-1-90x90.png Laboratoire de caractérisation Matériaux Archives - PISÉO https://piseo.fr/articles-laboratoire-optique/laboratoire-caracterisation-materiaux/ 32 32 Vieillissement de matériaux polymères sous rayonnement UV-C https://piseo.fr/articles-laboratoire-optique/laboratoire-caracterisation-materiaux/vieillissement-de-materiaux-sous-rayonnement-uv-c/ Tue, 22 Apr 2025 05:08:29 +0000 https://piseo.fr/?p=30116 PISÉO propose désormais des essais de vieillissement accéléré de matériaux polymères sous rayonnement UV-C contrôlé. Ces tests permettent aux industriels d’anticiper les effets de ces rayonnements sur la durabilité des matériaux, même dans des conditions d’usage réelles et exigeantes. Le rayonnement UV-C : une technologie en pleine expansion Le rayonnement ultraviolet de type C (UV-C) […]

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]]> PISÉO propose désormais des essais de vieillissement accéléré de matériaux polymères sous rayonnement UV-C contrôlé. Ces tests permettent aux industriels d’anticiper les effets de ces rayonnements sur la durabilité des matériaux, même dans des conditions d’usage réelles et exigeantes.

Le rayonnement UV-C : une technologie en pleine expansion

Le rayonnement ultraviolet de type C (UV-C) est une portion du spectre électromagnétique comprise entre 200 et 280 nanomètres. Particulièrement énergétique, il possède un fort pouvoir germicide : en altérant l’ADN de micro-organismes (bactéries, virus, moisissures, etc.), il permet de les éliminer efficacement. Cette propriété explique son utilisation massive dans les procédés de désinfection sans contact, aujourd’hui déployés dans de nombreux environnements critiques.

Traditionnellement émis par des lampes à mercure basse pression, le rayonnement UV-C connaît une révolution technologique avec l’arrivée des LED UV-C. Ces nouvelles sources offrent des possibilités d’intégration inédites dans des dispositifs plus compacts, durables, économes en énergie et dépourvus de substances toxiques. Ces évolutions ouvrent la voie à de nombreuses applications industrielles, mais soulèvent également un nouveau défi : la résistance des matériaux polymères exposés à ces rayonnements artificiels.

Des applications UV-C dans tous les secteurs industriels

Cette technologie s’est démocratisée dans de nombreux secteurs industriels :

  • Santé et dispositifs médicaux : désinfection de capteurs, de boîtiers de diagnostic, d’instruments chirurgicaux ou de surfaces de contact en polymère.
  • Automobile et transports : assainissement des habitacles via des modules UV-C intégrés, désinfection des composants intérieurs ou des systèmes d’air.
  • Aéronautique, défense, spatial : maintenance en environnements aseptisés, stérilisation d’équipements ou de pièces exposées.
  • Agroalimentaire et industrie pharmaceutique : stérilisation des chaînes de production, des emballages et des contenants.
  • Électronique, capteurs et domotique : dispositifs de traitement de l’air, lampes UV-C intégrées dans des appareils domestiques ou industriels.
  • Cosmétique et packaging : purification de contenants, d’emballages primaires ou d’accessoires de soin.

Dans tous ces domaines, les polymères utilisés pour fabriquer capots, lentilles, interfaces ou pièces structurelles sont soumis à des expositions récurrentes aux UV-C. À terme, ces irradiations peuvent altérer les propriétés visuelles ou fonctionnelles des matériaux.

Pourquoi tester le vieillissement des polymères sous UV-C est indispensable ?

Contrairement aux UV-A (315-400 nm) et UV-B (280-315 nm) issus du soleil et bien connus pour le vieillissement des matériaux, les UV-C n’existent pas naturellement sur Terre. Leur énergie photonique, bien plus élevée, provoque des dégradations moléculaires en surface qui affectent directement les performances optiques et esthétiques des plastiques. Ces altérations, même lorsqu’elles restent superficielles, peuvent dégrader la qualité perçue, la sécurité d’usage ou même la conformité réglementaire du produit final.

Les principaux effets observés d’une exposition aux UV-C sont :

  • Jaunissement ou décoloration des plastiques transparents ou teintés, altérant leur apparence visuelle.
  • Perte de transparence (opacification), problématique dans les applications optiques ou médicales.
  • Fissures ou micro-détériorations de surface, avec un impact potentiel sur l’hygiène ou la résistance chimique.
  • Vieillissement variable selon les polymères, difficile à anticiper sans tests spécifiques.

Il est donc essentiel de tester la durabilité des matériaux polymères sous UV-C afin de garantir la robustesse des produits dans des conditions d’utilisation réelles.

PISÉO : une solution d’essai complète pour le vieillissement UV-C des matériaux polymères

PISÉO a développé un banc d’essai expérimental dédié à la simulation contrôlée du vieillissement sous UV-C. Ce dispositif fournit des données fiables et reproductibles sur la résistance de polymères exposés à des doses réalistes de rayonnement UV-C.

Principales caractéristiques du banc d’essai :

  • Irradiation homogène assurée par des LED UV-C haute performance réparties sur plusieurs faces au sein d’une cavité réfléchissante.
  • Contrôle précis de l’irradiance, réglable entre 1 et 100 W/m², en fonction de la durée de test souhaitée et de la dose cible à atteindre. Les essais peuvent être configurés pour simuler différentes expositions.
  • Reproduction en laboratoire de la dose reçue selon un profil de mission défini, permettant de condenser l’essai sur une durée maîtrisée (ex. : 10 expositions par jour, 300 jours par an, sur 100 heures).
  • Analyse comparative avant/après irradiation, avec échantillons témoins non exposés.
  • Mesure colorimétrique de la dérive optique, indicateur normatif de la variation perçue (espace CIELAB).

Le banc d’essai UV-C de PISÉO et le dispositif de mesure colorimétrique associé sont illustrés ci-dessous.

L’ensemble des essais est réalisé en conditions environnementales maîtrisées, assurant une grande fiabilité et reproductibilité des résultats.

Des polymères testés, des tendances identifiées

Dans le cadre de ses essais, PISÉO a analysé la résistance de plusieurs familles de polymères utilisées dans des applications médicales, optiques ou industrielles :

Ces résultats aident les industriels à orienter objectivement leurs choix de matériaux et à les adapter aux contraintes d’usage réelles, notamment lorsque l’esthétique ou la transparence sont des critères clés.

Quels bénéfices pour les industriels ?

Les essais de vieillissement UV-C proposés par PISÉO représentent une véritable valeur ajoutée pour l’ensemble des acteurs industriels, en leur permettant de :

  • Sécuriser les matériaux dès la phase de conception,
  • Anticiper les effets de vieillissement sur l’esthétique et la fonctionnalité,
  • Gagner en fiabilité produit et image de marque,
  • Justifier les performances dans les appels d’offres ou homologations,
  • Réduire les coûts liés aux retours, SAV ou redesigns tardifs.

L’expertise PISÉO : au service de la qualité et de l’innovation

Grâce à son approche technico-scientifique pointue, à son équipement de caractérisation de haut niveau et à ses compétences en photométrie, radiométrie et optique appliquée, PISÉO s’impose comme un acteur de référence dans le domaine des essais UV-C et de la qualification des matériaux.

Que vous envisagiez de réaliser des essais en laboratoire ou de vous doter de votre propre banc de test UV-C, PISÉO vous accompagne avec des solutions clés en main, sur mesure, parfaitement adaptées à vos contraintes industrielles.

Vous développez un produit qui sera exposé aux UV-C ? Vous souhaitez valider vos matériaux ou comparer différentes formulations ? Vous prévoyez d’intégrer un procédé de stérilisation UV-C dans vos équipements ?

Contactez dès aujourd’hui les experts de PISÉO pour bénéficier d’un accompagnement de qualité, entièrement sur mesure. Vous accéderez ainsi à des données fiables, comparables et directement exploitables pour vos cas d’usage concrets.

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]]> Caractérisation de matériaux phosphorescents https://piseo.fr/articles-laboratoire-optique/caracterisation-de-materiaux-phosphorescents/ Sat, 11 Jul 2020 11:54:00 +0000 https://piseo.fr/?p=1526 Les matériaux phosphorescents sont utilisés pour : Ces matériaux ont la particularité d’émettre de la lumière pendant un certain temps selon leur nature et la façon dont ils ont été exposés à un rayonnement lumineux. PISÉO dispose de moyens d’essais pour caractériser dans son laboratoire : Ces caractérisations permettent aux Clients de PISÉO de connaître […]

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]]> Les matériaux phosphorescents sont utilisés pour :

  • Sécurité et Signalisation : Marquages de sécurité et signalisation routière visibles dans l’obscurité.
  • Décoration et Design : Décoration intérieure, mode et accessoires brillants dans le noir.
  • Applications Industrielles : Contrôle de qualité et identification de produits.
  • Loisirs et Éducation : Jouets, gadgets et matériel pédagogique lumineux.

Ces matériaux ont la particularité d’émettre de la lumière pendant un certain temps selon leur nature et la façon dont ils ont été exposés à un rayonnement lumineux.

PISÉO dispose de moyens d’essais pour caractériser dans son laboratoire :

  • la luminance et sa décroissance dans le temps,
  • le temps de rémanence,
  • la composition spectrale
  • la couleur de produits intégrant des matériaux phosphorescents (textiles, peintures, bétons…).

Ces caractérisations permettent aux Clients de PISÉO de connaître précisément les performances de leurs produits et ainsi de les valoriser auprès de leurs clients.

Mesure de luminance et de rémanence sur produits phosphorescents

Pour émettre de la lumière, un produit chargé en matériaux luminescents doit avoir au préalable été exposé à une dose de lumière (énergie). Cette dose peut être apportée par la lumière du soleil ou par une source de lumière artificielle dont le spectre d’émission et la durée devront être connus pour produire l’effet visuel attendu sur le produit (luminance, couleur, rémanence).

remanence
Profil de décroissance de la luminance en
mCd/m² sur 6 min

Outre la dose de rayonnement appliquée, la composition chimique et la quantité des matériaux phosphorescents contenus dans les produits seront déterminants pour l’effet recherché.

PISÉO dispose des compétences en optique pour développer des sources de lumière artificielle spécifiques à base de LED capables de produire le rayonnement énergétique nécessaire pour activer le phénomène phosphorescent.

Nos experts ont notamment développé un banc de test qui combine un module équipé de LED UV et de LED D65 et associé à une caméra de luminancemétrie. Ce dispositif permet, d’une part, de simuler la lumière du jour et d’appliquer aux échantillons testés les doses d’énergie souhaitées et, d’autre part, de caractériser la variation des niveaux de luminosité (luminance) dans le temps jusqu’à extinction.

Le dispositif permet ainsi de réaliser des campagnes d’essais à la carte comportant des enregistrements réguliers des luminances mesurées obtenues après l’application de doses d’énergie variables selon les besoins du Client.

D’autre part, les experts de PISÉO peuvent également vous accompagner dans :

  • la définition du programme d’essais,
  • dans l’interprétation des résultats obtenus
  • et, le cas échant, dans l’amélioration des performances des produits testés.

Remarque : Les décroissances lumineuses sont toujours comparées sans tenir compte de la perception de l’œil, mais une émission rouge sera perçue beaucoup moins longtemps qu’une émission verte. La mesure de la luminance permet de rendre compte de cet aspect physiologique.

Mesures selon la NFX 08 – 050 – 1 – Partie 1

Les mesures de luminances réalisées par PISÉO sont ainsi basées sur la norme NF X 08-050-1 Partie 1.

L’excitation des échantillons photoluminescents est réalisée avec une lampe type D65, lampe au xénon
de 500 W max., avec un éclairement de 1 000 lux sur la surface étudiée.

Ainsi, après les différentes mesures selon la norme NFX-08-050-1, PISÉO vous remettra un rapport stipulant la classification de votre produit, sa performance et sa courbe de décroissance et sa durée de rémanence.

Au fur et à mesure de l’évolution des techniques, d’autres classes pourront être créées.

Mesures selon l’ISO 17398

Le principe de classification différence de la norme NFX 080-050 partie 1.

Comme l’indique l’ISO 17398,  » la luminance doit être mesurée au moins toutes les 2 min après avoir retiré la lumière d’excitation. Dans tous les cas, les mesurages doivent inclure la période de 60 min après avoir retiré la lumière d’excitation et doivent inclure les mesures (les mesures doivent être enregistrées en mcd/m2) à 2 min ± 10 s, 10 min ± 10 s, 30 min ± 10 s et 60 min ± 10 s « .

L’ISO17398 mentionne également les exigences pour l’enregistrement de la luminance qui doivent être d’au moins « toutes les 2 min après avoir retiré la lumière d’excitation. « 

A l’issue des essais, le laboratoire de PISÉO vous livre un rapport d’essais selon la norme ISO 17398 avec le résultat de classification.

Équipements de mesures du laboratoire

PISÉO a élaboré un dispositif d’irradiance dédié (équipé de LED UV et de LED D65) pour les mesures de rémanence et de luminance sur tout produit phosphorescent/ luminescent : peinture, plastique, enrobé, tissus…

Ce dispositif permet ainsi de produire le rayonnement énergétique nécessaire pour activer le phénomène phosphorescent. A ce dispositif a été ajouté une caméra de vidéoluminancemétrie WESTBORO PHOTONICS 5Mpx et un Spectroradiomètre Instrument Systems CAS 140.

banc de rémanence

PISÉO a élaboré un dispositif d’irradiance dédié (équipé de LED UV et de LED D65) pour les mesures de rémanence et de luminance sur tout produit phosphorescent/ luminescent : peinture, plastique, enrobé, tissus…

Ce dispositif permet ainsi de produire le rayonnement énergétique nécessaire pour activer le phénomène phosphorescent. A ce dispositif a été ajouté une caméra de vidéoluminancemétrie WESTBORO PHOTONICS 5Mpx et un Spectroradiomètre Instrument Systems CAS 140.

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