effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des led

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Dr. Christophe Martinsons Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) Grenoble [email protected] Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED Séminaire Energie Environnement - Genève 5Nov2015 Effets sanitaires de l'éclairage à LED 1

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Page 1: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Dr Christophe Martinsons

Centre Scientifique et Technique du Bacirctiment (CSTB) Grenoble

christophemartinsonscstbfr

Effets sanitaires des systegravemes

drsquoeacuteclairage utilisant des LED

Seacuteminaire Energie Environnement - Genegraveve

5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 1

La LED (diode eacutelectroluminescente) Solid-State Lighting (SSL)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 2

Prix Nobel de Physique 2014 deacutecerneacute aux

inventeurs de la LED bleue (ce qui a permis de

faire des LED blanches pour lrsquoeacuteclairage)

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Remplacement systeacutematique des anciens eacuteclairages par des LED

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 3

au travail en ville agrave la maison

Apparition de nombreux eacuteclairages LED lagrave ougrave il nrsquoy avait pas drsquoeacuteclairage avanthellip

Nouvelles situations drsquoeacuteclairage

Nouveaux produits eacuteclairants

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 4

Pinceau de maquillage Eacuteclairage automobile de jour

Segraveche main Outil agrave LED

Are SSL products as safe as older lighting technologies

bull What are the potential risks for our health

bull What are the potential health benefits

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 5

Biological effects of laquo light raquo on humans

Through the eye bull Vision bull Glare bull Effect on the production of melatonin bull Numerous other interactions with eye tissues Through the skin bull Thermal effect (heating) bull Tanning bull Numerous other interactions with skin tissues

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biological effect ne health effect

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Health effects of laquo light raquo on humans

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 8

Through the eye bull Ocular pathologies such photokeratitis cataract photoretinitis etc bull Deregulation of the circadian rhythm bull Regulation of the circadian rhythm bull Etc Through the skin bull Burns bull Skin pathologies such as reddening (erythema) photodermatoses etc bull Production of vitamin D bull Etc

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 9

Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 10

1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 11

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

Seacuteminaire Energie

Environnement - Genegraveve

5Nov2015

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Seacuteminaire Energie

Environnement - Genegraveve

5Nov2015

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Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Blue Light Hazard

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Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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2015

2014

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Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Blue light hazard ICNIRP action spectra

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B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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safe minimum viewing distance

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Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 2: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

La LED (diode eacutelectroluminescente) Solid-State Lighting (SSL)

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Genegraveve 5Nov2015 2

Prix Nobel de Physique 2014 deacutecerneacute aux

inventeurs de la LED bleue (ce qui a permis de

faire des LED blanches pour lrsquoeacuteclairage)

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Remplacement systeacutematique des anciens eacuteclairages par des LED

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 3

au travail en ville agrave la maison

Apparition de nombreux eacuteclairages LED lagrave ougrave il nrsquoy avait pas drsquoeacuteclairage avanthellip

Nouvelles situations drsquoeacuteclairage

Nouveaux produits eacuteclairants

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 4

Pinceau de maquillage Eacuteclairage automobile de jour

Segraveche main Outil agrave LED

Are SSL products as safe as older lighting technologies

bull What are the potential risks for our health

bull What are the potential health benefits

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 5

Biological effects of laquo light raquo on humans

Through the eye bull Vision bull Glare bull Effect on the production of melatonin bull Numerous other interactions with eye tissues Through the skin bull Thermal effect (heating) bull Tanning bull Numerous other interactions with skin tissues

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 6

biological effect ne health effect

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 7

Health effects of laquo light raquo on humans

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 8

Through the eye bull Ocular pathologies such photokeratitis cataract photoretinitis etc bull Deregulation of the circadian rhythm bull Regulation of the circadian rhythm bull Etc Through the skin bull Burns bull Skin pathologies such as reddening (erythema) photodermatoses etc bull Production of vitamin D bull Etc

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 9

Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 10

1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 11

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 12

Glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 13

Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 16

UGR definition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 17

10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 3: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Remplacement systeacutematique des anciens eacuteclairages par des LED

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 3

au travail en ville agrave la maison

Apparition de nombreux eacuteclairages LED lagrave ougrave il nrsquoy avait pas drsquoeacuteclairage avanthellip

Nouvelles situations drsquoeacuteclairage

Nouveaux produits eacuteclairants

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 4

Pinceau de maquillage Eacuteclairage automobile de jour

Segraveche main Outil agrave LED

Are SSL products as safe as older lighting technologies

bull What are the potential risks for our health

bull What are the potential health benefits

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Biological effects of laquo light raquo on humans

Through the eye bull Vision bull Glare bull Effect on the production of melatonin bull Numerous other interactions with eye tissues Through the skin bull Thermal effect (heating) bull Tanning bull Numerous other interactions with skin tissues

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biological effect ne health effect

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Health effects of laquo light raquo on humans

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 8

Through the eye bull Ocular pathologies such photokeratitis cataract photoretinitis etc bull Deregulation of the circadian rhythm bull Regulation of the circadian rhythm bull Etc Through the skin bull Burns bull Skin pathologies such as reddening (erythema) photodermatoses etc bull Production of vitamin D bull Etc

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 9

Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 10

1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 11

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 13

Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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5Nov2015

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

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Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 16

UGR definition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 17

10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 4: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Apparition de nombreux eacuteclairages LED lagrave ougrave il nrsquoy avait pas drsquoeacuteclairage avanthellip

Nouvelles situations drsquoeacuteclairage

Nouveaux produits eacuteclairants

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Pinceau de maquillage Eacuteclairage automobile de jour

Segraveche main Outil agrave LED

Are SSL products as safe as older lighting technologies

bull What are the potential risks for our health

bull What are the potential health benefits

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 5

Biological effects of laquo light raquo on humans

Through the eye bull Vision bull Glare bull Effect on the production of melatonin bull Numerous other interactions with eye tissues Through the skin bull Thermal effect (heating) bull Tanning bull Numerous other interactions with skin tissues

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 6

biological effect ne health effect

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 7

Health effects of laquo light raquo on humans

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 8

Through the eye bull Ocular pathologies such photokeratitis cataract photoretinitis etc bull Deregulation of the circadian rhythm bull Regulation of the circadian rhythm bull Etc Through the skin bull Burns bull Skin pathologies such as reddening (erythema) photodermatoses etc bull Production of vitamin D bull Etc

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 9

Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 11

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 13

Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 16

UGR definition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 17

10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 5: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Are SSL products as safe as older lighting technologies

bull What are the potential risks for our health

bull What are the potential health benefits

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Biological effects of laquo light raquo on humans

Through the eye bull Vision bull Glare bull Effect on the production of melatonin bull Numerous other interactions with eye tissues Through the skin bull Thermal effect (heating) bull Tanning bull Numerous other interactions with skin tissues

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biological effect ne health effect

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Health effects of laquo light raquo on humans

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Through the eye bull Ocular pathologies such photokeratitis cataract photoretinitis etc bull Deregulation of the circadian rhythm bull Regulation of the circadian rhythm bull Etc Through the skin bull Burns bull Skin pathologies such as reddening (erythema) photodermatoses etc bull Production of vitamin D bull Etc

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 9

Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 10

1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

Seacuteminaire Energie

Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 11

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 12

Glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 13

Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

Seacuteminaire Energie

Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 16

UGR definition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 17

10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 6: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Biological effects of laquo light raquo on humans

Through the eye bull Vision bull Glare bull Effect on the production of melatonin bull Numerous other interactions with eye tissues Through the skin bull Thermal effect (heating) bull Tanning bull Numerous other interactions with skin tissues

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biological effect ne health effect

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Health effects of laquo light raquo on humans

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Through the eye bull Ocular pathologies such photokeratitis cataract photoretinitis etc bull Deregulation of the circadian rhythm bull Regulation of the circadian rhythm bull Etc Through the skin bull Burns bull Skin pathologies such as reddening (erythema) photodermatoses etc bull Production of vitamin D bull Etc

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 13

Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

Seacuteminaire Energie

Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 16

UGR definition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 17

10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 7: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

biological effect ne health effect

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Health effects of laquo light raquo on humans

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Through the eye bull Ocular pathologies such photokeratitis cataract photoretinitis etc bull Deregulation of the circadian rhythm bull Regulation of the circadian rhythm bull Etc Through the skin bull Burns bull Skin pathologies such as reddening (erythema) photodermatoses etc bull Production of vitamin D bull Etc

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 8: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Health effects of laquo light raquo on humans

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 8

Through the eye bull Ocular pathologies such photokeratitis cataract photoretinitis etc bull Deregulation of the circadian rhythm bull Regulation of the circadian rhythm bull Etc Through the skin bull Burns bull Skin pathologies such as reddening (erythema) photodermatoses etc bull Production of vitamin D bull Etc

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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5Nov2015

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Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

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Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Blue Light Hazard

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Light absorption by the eye

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Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 9: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Indirect health effects of light on humans

bull Aggravation of some existing diseases

bull Interactions with some medication

bull Many effects linked to the biological clock and the circadian rhythm

ndash Mood alertness appetite sleep quality etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 9

Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 10

1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 11

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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2015

2014

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Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 10: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Pourquoi les LED sont-elles si diffeacuterentes

Efficaciteacute lumineuse gt 200 lmW en labo

La source eacuteleacutementaire est tregraves petite

La luminance est tregraves eacuteleveacutee mecircme avec de tout petit flux lumineux

Le spectre de la lumiegravere est laquo diffeacuterent raquo

La lumiegravere peut varier tregraves vite dans le temps ( 1 ns)

Controcircle eacutelectronique

Reacuteglages de couleur et de flux possibles Gradation

Couplage facile avec deacutetecteurs de preacutesence

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1 000 000 cdmsup2

00003 lumen

Spectres de LED

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 11

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Blue light hazard ICNIRP action spectra

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B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 11: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Spectres de LED

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 11

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Blue Light Hazard

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Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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safe minimum viewing distance

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Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 12: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Les effets biologiques qui ont attireacute lrsquoattention dans le cas des LED

bull Eblouissement

bull Lumiegravere bleue sur la reacutetine

bull Effets du papillotement

bull Effets non-visuels sur lrsquohorloge biologique et le rythme circadien

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Glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 13

Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 13: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 13

Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

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Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Blue Light Hazard

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Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Page 14: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Glare two different phenomena

Disability glare (eacuteblouissement drsquoincapaciteacute)

bull Temporary and reversible loss of visual acuity

bull Light scattering in the eye tissues

bull Veil luminance

bull Caused by high corneal illuminance

bull Typical of high power outdoor lighting

bull Lveil GR TI indices

Discomfort glare (eacuteblouissement drsquoinconfort)

bull Temporary and reversible sensation of discomfort

bull Caused by bright sources on dark background

bull No loss of visual acuity

bull Typical of high luminance sources in indoor lighting

bull Bodmans and Soumlllner abacus

bull UGR method (CIE-1171995)

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 14

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Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 15: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Seacuteminaire Energie

Environnement - Genegraveve

5Nov2015

Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 15

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 16

UGR definition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 17

10

UGR values and their meaning

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 16: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Eblouissement

Ce pheacutenomegravene est critique lorsque les LED sont directement visibles sans diffuseur de lumiegravere

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UGR definition

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10

UGR values and their meaning

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The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 17: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

UGR definition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 17

10

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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2015

2014

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Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Blue light hazard ICNIRP action spectra

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B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 18: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

UGR values and their meaning

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 18

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 19: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

The UGR method applied to LEDshellip

CIE-117 limitations UGR method is applicable for apparent source sizes between 00003 sr and 01 sr

00003 sr is about 2 cm at 1 m or 20 cm at 10 m

UGR is not applicable to point sources such as visible LEDs incorporated in a luminaire It can be misleading and yield low UGR values thereby underestimating the physiological perceived glare

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 19

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 20: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Indice drsquoeacuteblouissement laquo UGR raquo Prise en compte de la taille reacuteelle de la source

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 20

UGR incalculablehellip

lt 00003 sr UGR = 23

inacceptable

en eacuteclairage

inteacuterieur

UGR = 19

laquo confortable raquo

en eacuteclairage

inteacuterieur

La luminance devrait ecirctre speacutecifieacutee par les fabricants

Ceci permettrait drsquoutiliser les critegraveres drsquoergonomie visuelle baseacute sur les rapports de

luminance norme franccedilaise drsquoergonomie visuelle NF X 35-103

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 21: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

SSL and UGR

bull The use of the UGR method should be restricted to SSL products with large diffusers without any point sources It is recommended that the maximum luminance of the SSL finished products is specified whether they incorporate visible LED point sources or not

bull The luminance ratio between the light source and the

background should be computed and adapted to each lighting installation according to visual ergonomics criteria

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 21

Blue Light Hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 22

Light absorption by the eye

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 22: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Blue Light Hazard

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Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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2015

2014

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Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Blue light hazard ICNIRP action spectra

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B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 23: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Light absorption by the eye

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Genegraveve 5Nov2015 23 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 24: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Enorme avantage des LED en remplacement des lampes de forte puissance

pas drsquoUV pas drsquoIR

seul subsiste le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

bull Lampes agrave arc (HMI) Risque preacutepondeacuterant UV Puis IR puis lumiegravere bleue bull Lampes halogegravenes de forte puissance Risque preacutepondeacuterant IR Puis lumiegravere bleue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 24

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 25: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Le risque reacutetinien de la lumiegravere bleue

Au moins deux meacutecanismes photochimiques agrave lrsquoœuvre

bull Morts des photoreacutecepteurs

blanchiment de la reacutetine visible sur le fond drsquoœil

bull Leacutesions de lrsquoeacutepitheacutelium

pigmentaire reacutetinien (EPR)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 25

cocircnes

bacirctonnets

EPR

Vaisseaux

sanguins

The blue light hazard new research

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 26

2015

2014

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 26: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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2015

2014

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Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 27: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 27

Two types of retinal damages are observed after blue light exposure

bull Death of photoreceptors (necrosis

apoptosis) bull Damage of retinal pigment epithelium (RPE)

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 28: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Death of photoreceptors

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 28

Non exposed 18h 125 Jcmsup2

Iodure de Propidium

Apoptosis + necrosis

Iodure de Propidium + TUNEL

ONL (cell bodies of photoreceptors)

CGL INL ONL

Primary death mechanism induced by blue light is necrosis

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

RPE is damaged by blue light exposure

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 29

5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

Free Radic Biol Med 2015 Apr 8

Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 30

Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Page 29: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

RPE is damaged by blue light exposure

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5microm 5microm 5microm

DAPIfaloidina

NI 6h 12h 18h

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Retinal damage induced by commercial light emitting diodes (LEDs)

Jaadane I Boulenguez P Chahory S Carreacute S Savoldelli M Jonet L Behar-Cohen F Martinsons C Torriglia A

Autophagy Abnormal

permeability

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 30: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Photochemical damage observed on both photoreceptors and RPE

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Photoreceptor cell death by necrosis

(mainly) and apoptosis

449 467 473 507 nm

Oxydative Stress

RPE cell death by autophagy

RPE cells contains lipofuscin

(accumulates with age and

associated with ARMD)

Production of reactive oxygen

species and free radicals

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Blue light hazard ICNIRP action spectra

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B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

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Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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safe minimum viewing distance

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Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 31: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 31

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 32

B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 32: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Blue light hazard ICNIRP action spectra

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B(l) is maximum

at 435 nm

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 33: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Blue Cold white

Neutral white

Warm white

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Genegraveve 5Nov2015 33 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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safe minimum viewing distance

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Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 34: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Fraction of light contributing to the blue light hazard

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 34

Relative value

(watt per watt)

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 35

includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 35: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

ICNIRP Exposure limit values

Damage threshold 22 Jcmsup2

in terms of retinal irradiance dose of blue light

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includes safety factor of 5 from values obtained with monkeys rabbits and rodents

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

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Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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safe minimum viewing distance

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Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 36: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

ICNIRP Exposure limit values

bull 22 Jcmsup2 on the human retina is equivalent to a B(l) weighted source radiance dose

DB = 106 Jmsup2sr

bull Equivalent to a B(l) weighted source radiance

LB = 106

119905 Wmsup2sr

(Reciprocity between irradiance and exposure time for continuous exposures)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 36

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 37: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 37

Les effets photochimiques sont cumulatifs

Reacuteciprociteacute dureacutee drsquoexposition et eacuteclairement reacutetinien

Faibles niveaux lumineux Forts niveaux

Exposition longue Exposition courte

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 38

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 38: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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safe minimum viewing distance

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Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 39: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Photobiological safety of lighting sources

Standards (normes)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 39

2014

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 40 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED

Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Seacuteminaire Energie Environnement -

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 40: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

IESNA RP27 CIE S009 IEC 62471 Risk Group laquo algorithm raquo

Measure blue light radiance of source at 200 mm

within specified field of view angle

Risk Group

Exposure time to reach

exposure limit Risk Groups

t 10 000 s Risk Group RG 0 no risk

100 s t lt 10 000 s Risk Group RG 1 low risk

025 s t lt 100 s Risk Group RG 2 moderate risk

t lt 025 s Risk Group RG 3 high risk Seacuteminaire Energie Environnement -

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Compute exposure time needed to

reach the ICNIRP limit value

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ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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safe minimum viewing distance

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Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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NF EN 62471 exposition unique et continue

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Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 41: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 41

ICNIRP Limite drsquoexposition

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 42: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

IEC TR 72778 an important addition to IEC 62471

Measurements are always carried out are at 200 mm (if possible) New terminology bull RG0 laquo unlimited raquo if luminance lt 10 000 cdmsup2 bull RG1 laquo unlimited raquo If the product is not RG0 and not laquo RG1 unlimited raquo the light source can be either RG1 or RG2 - Threshold illuminance (in lx) illuminance level at which the risk

group goes down from RG2 to RG1

- Threshold distance distance at which the risk group goes down from RG2 to RG1

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 42

safe minimum viewing distance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 43: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 43

Adapted from IEC TR 62778 upper limits where measurements are not necessary

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 44: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Risk groups of existing SSL products

bull Composants LED (LED brutes laquo nues raquo)

ndash RG2 most blue LEDs

laquo bright raquo cool-white LEDs

ndash RG1 most neutral white LEDs laquo moderately bright raquo cool white LEDs

ndash RG0 all warm-white LEDs all low to moderate power white LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 44

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 45: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Classification des produits agrave LED

Lampes et luminaires majoriteacute de produits RG0 et RG1

ndash RG0 les lampes non directives (ampoules LED) les luminaires avec diffuseurs

ndash RG1 lampes et luminaires directifs (spots) pour la maison et le bureau

ndash RG2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 45

Distance de seacutecuriteacute deacutefinie dans

IEC TR 62778 mais pas encore

speacutecifieacutee par les fabricants

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

Seacuteminaire Energie Environnement -

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NF EN 62471 exposition unique et continue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Seacuteminaire Energie Environnement -

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 46: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

de lrsquoICNIRP agrave la NF EN 62471 il y a eu des laquo oublis raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 46

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 47: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Les populations sensibles

bull Les enfants ndash Transparence du cristallin ndash Macula peu pigmenteacutee

bull Les personnes ageacutees ndash Cristallin filtrant mais sensibiliteacute

accrue de la reacutetine (accumulation de lipufuscine)

bull Sujets preacutesentant des sensibiliteacutes

particuliegraveres agrave la lumiegravere

bull Sujets aphakes et pseudophakes

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 47

NF EN 62471 exposition unique et continue

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 48: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

NF EN 62471 exposition unique et continue

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 48

Cas des expositions chroniques et reacutepeacuteteacutees

Comment interviennent les meacutecanismes reacuteparateurs entre expositions successives

Quel est leur laquo constante de temps raquo

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 49: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Exposition faible dose agrave la lumiegravere bleue au cours de la vie entiegravere

Hypothegravese actuellement testeacutee par la recherche

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere bleue est-elle un facteur de risque pour la DMLA

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 49

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 50: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Aspects techniques actuellement investigueacutes en recherche

bull Vieillissement des LED en usage fuites bleues

bull Deacutecalage du pic primaire vers de plus courtes longueurs drsquoonde (405 nm au lieu de 430-440 nm)

bull Nouvelles LED plus lumineuses pour lrsquoautomobile 100 agrave 300 millions de cdmsup2

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 50

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 51: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Some workers are more likely to be exposed to SSL

Scientists engineers technicians working in SSL product development and testing

Lighting professionals

Stage artists

etc

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 51

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 52

If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 52: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Reducing the blue light hazard for highly exposed workers

bull Avoid staring at blue LEDs

bull Work with low CCT white LEDs

bull Reduce the luminance

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If not possible

Wear safety goggles designed for blue laser lines (Argon ion for instance)

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Light Flicker

(papillotement)

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 53: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Blue light hazard is not limited to the lighting sectorhellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 53

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 54

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 54: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Light Flicker

(papillotement)

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 56

Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 55: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Papillotement - ou laquo flicker raquo en anglais - variations temporelles peacuteriodiques de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 55

Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 56: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Flicker detection using a digital camera

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Courtesy of Pr Georges Zissis

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 57: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Light flicker

LED lamps have completely arbitrary behaviours

bull Some of them features high quality power supplies that include reliable ACDC rectifiers and filters They displayed very low flicker close to zero

bull Other devices have 100 flicker In this particular case the light turns ON and OFF every 10 mshellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 57

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 58: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Papillotement des LED

On trouve ldquode toutrdquo dans lrsquoeacuteclairage LED

Exemples

bull Produits agrave tregraves faible papillotement agrave 350 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 100 Hz

bull Produits avec papillotement important (0 agrave 100) agrave 30 kHz

bull etc

Aucune norme aucune reacuteglementation en Europe

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 58

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 59

Existing flicker indices

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 60

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 62

Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 64

Non-visual effects

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 59: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 60: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Existing flicker indices

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Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 61: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Effets du papillotement

bull Population sensibles crises drsquoeacutepilepsie apregraves une courte exposition (quelques secondes) agrave des papillotements de freacutequences basses (3 Hz agrave 70 Hz)

bull Population geacuteneacuterale migraines maux de tecircte fatigue visuelle apregraves des expositions longues (quelques heures) agrave des freacutequences allant jusqursquoagrave 100 Hz

bull Effets stroboscopiques

ndash Ralentissement apparent des machines tournantes

ndash Deacutecomposition des mouvements

ndash Distraction

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 61

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 63

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 65

Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 62: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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Effets stroboscopiques

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 69

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 63: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Aux USA norme IEEE P1789 (norme publieacutee en 2015 apregraves 10 ans de travaux)

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Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 88

Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 89

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 90

405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 64: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Norme USA IEEE P1789 (2015)

Recommandation

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 66

Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 68

Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Non-visual effects

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Les effets non-visuels

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Luminotheacuterapie

Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 67

La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 70

Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

Seacuteminaire Energie Environnement -

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Effets non-visuels de la lumiegravere

Lrsquoexposition agrave la lumiegravere agrave un effet direct sur lrsquohorloge biologique interne

La mecircme exposition peut avancer ou reculer lrsquohorloge selon le moment de lrsquoexposition

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La lumiegravere inhibe la seacutecreacutetion de

meacutelatonine

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Ann Acad Med Singapore 200837669-76

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Page 69: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Int J Mol Sci 2014 15(12) 23448-23500

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 91

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 92

Page 71: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Effets lieacutes agrave la perturbation du rythme circadien

bull Qualiteacute du sommeil bull Fatigue bull Deacuteprime bull Baisse de la vigilance bull Appeacutetit bull Autres effets agrave long terme chez les travailleurs posteacutes

(travail de nuit travail en 38 etc)

Effets indirects de lrsquoexposition agrave la lumiegravere artificielle au laquo mauvais moment raquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 71

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 72

An important point of view

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 73

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 81

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 86

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Page 72: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Effets non-visuels de la lumiegravere Effet existant agrave toutes les longueurs drsquoonde visible mais plus prononceacute dans le bleu

Tentative tregraves contesteacutee de normalisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo de la lumiegravere (pic agrave 490 nm - bleu) prEN 167912014 Quantifying irradiance for eye-mediated non-image forming effects of light in humansldquo

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An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Page 73: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

An important point of view

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Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 85

Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 74: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Effets non-visuels bull Les effets non-visuels de la lumiegravere deacutependent du

niveau drsquoeacuteclairement de la dureacutee de lrsquoexposition du moment de lrsquoexposition et du spectre

bull Les relations entre ces paramegravetres ne sont pas encore bien eacutetablies

bull Lrsquoutilisation drsquoun spectre drsquoaction ldquomeacutelanopiquerdquo ne permet pas drsquoexpliquer les effets biologiques observeacutes

bull On ne peut toujours pas parler de ldquolumen meacutelanopiquerdquohellip

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 74

The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

Seacuteminaire Energie Environnement -

Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 75

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 76

Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 77

Medical applications of LEDs

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 78

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 79

Light therapy

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 80

Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

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The missing understanding of the input-output characteristics between light stimulus and the resulting non-visual response seems to make tailored light application for a desired lighting effect impossibleldquo (juin 2015) Communiqueacute contre le ldquomarketing santeacuterdquo de lrsquoindustrie de lrsquoeacuteclairage geacuteneacuteral ou ldquohuman-centric lightingrdquo

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Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 76: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Regravegles geacuteneacuterales sur les effets non-visuels

bull Minimiser lrsquoeacuteclairage artificiel pour limiter les effets non-visuels de la lumiegravere

bull La lumiegravere riche en jaune orange et rouge est moins efficace pour activer les reacuteponses non-visuelles telles que la suppression de meacutelatonine

bull Inversement les sources eacutemettant des composantes bleu et bleu-vert avec un niveau drsquoeacuteclairement important sur la reacutetine deacuteclenchent ou renforcent les effets non-visuels de la lumiegravere

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

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Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Medical applications of LEDs

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Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Page 78: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

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bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

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bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

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Page 79: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Light therapy

bull Initially developed by military medical doctors

bull Successful treatment of a variety of syndroms linked to perturbation of circadian rhythms

ndash Sleep disorders SAD etc

ndash Promising treatment for circadian disorders in Alzheimer patients

bull Used in many hospitals by sleep specialists

bull Typical exposure to uniform white light at 10 000 lx for several minutes at specific times of the day

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

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bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Light therapy

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

bull Safety and efficacy are unknown

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 82

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Light therapy

Beware of commercially-available blue light device for home treatment

bull No photobiological risk assessment

bull No clinical test

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Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 87

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Merci pour votre attention quelques reacutefeacuterences pour approfondir

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Page 83: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Expose to daylight whenever possible

bull Daylight is vital for humans

bull Production of vitamin D requires UV radiation associated with sunlight

bull Daily dose of daylight is about 10 times greater than daily dose of artifical light

ndash 12 h indoor 8h at 500 lx + 4h at 100 lx = 4400 lxh

ndash 4 h outdoor 4h at 10 000 lx = 40 000 lxh

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 83

LED-based cosmetic treatments

bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Genegraveve 5Nov2015 Effets sanitaires de leacuteclairage agrave LED 84

LED-based cosmetic treatments

Ask for proofs of safety and efficacy

Caution when such treatments are provided by non medical staff (non-qualified aestheticians etc)

Various health expertise are currently under way (France for instance)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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bull LEDs are used for skin treatments (acne)

bull LEDs are used for hair removal (used with other techniques)

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Deesse Mask Skin Rejuvenation Treatment Device

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

bull S Epidermidis (8155T) Gram (+)

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

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Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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Page 88: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Bactericidal effect of blue LEDs at 415 and 455 nm

bull In Staphylococcus aureus proliferation was enhanced by low doses (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) while high doses (20 min with 415 nm ie 129 Jcm2) resulted in significant reduction of cell counts

bull On the other hand Escherichia coli was more susceptible to blue light illumination and produced more ROS than Staphylococcus aureus Even low fluencies (5 min with 415 nm ie 30 Jcm2) almost completely reduced E coli viability and maximum reduction (98 ndash 999) was achieved by 10 min with 415 nm (60 Jcm2) For both bacteria the inactivation effect was less important following exposure to 455 nm

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

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Bactericidal effect of blue LEDs at 405 nm

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Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

bull E Coli (ATCC 10799) Gram (-)

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Page 90: Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des LED

Bactericidal application of blue LEDs at 405 nm

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405 nm LEDs Very promising results obtained at CSTB on

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