Article Annexe II
RAYONNEMENTS OPTIQUES LASER Les grandeurs physiques d'exposition pertinentes d'un point de vue biophysique sont choisies en fonction de la longueur d'onde et de la durée du rayonnement émis par la source. Plus d'une grandeur physique d'exposition, et donc plus d'une limite d'exposition correspondante, peut être pertinente pour une source de rayonnements optiques laser donnée. Valeurs limites d'exposition Les valeurs limites d'exposition figurent aux tableaux 2.2, 2.3 et 2.4 selon la longueur d'onde du rayonnement émis et les risques associés au regard desquels elles sont pertinentes, conformément au tableau 2.1. Les coefficients CA, CB, CC, T1, T2, αmin et γ, ainsi que les corrections applicables aux expositions répétitives, utiles à l'identification des valeurs limites d'exposition pertinentes, sont précisés aux tableaux 2.5 et 2.6. Tableau 2.1 : Risques associés aux rayonnements :
Longueur d'onde [nm] λ
Région du spectre
Organe atteint
Risque
Tableaux dans lesquels figurent les valeurs limites d'exposition
180 à 400
UV
œil
lésion photochimique et lésion thermique
2.2, 2.3
180 à 400
UV
peau
érythème
2.4
400 à 700
visible
œil
lésion de la rétine
2.2
400 à 600
visible
œil
lésion photochimique
2.3
400 à 700
visible
peau
lésion thermique
2.4
700 à 1 400
IRA
œil
lésion thermique
2.2, 2.3
700 à 1 400
IRA
peau
lésion thermique
2.4
1 400 à 2 600
IRB
œil
lésion thermique
2.2
2 600 à 106
IRC
œil
lésion thermique
2.2
1 400 à 106
IRB, IRC
œil
lésion thermique
2.3
1 400 à 106
IRB, IRC
peau
lésion thermique
2.4
Tableau 2.2 : valeurs limites d'exposition de l'œil au laser Exposition de courte durée < 10 s
Longueurd'ondea [nm]
Diaphragme
Durée [s]
10-13 - 10-11
10-11 - 10-9
10-9 - 10-7
10-7 - 1,8.10-5
1,8.10-5.10-5
5.10-5 - 10-3
10-3 -101
UVC
180 - 280
1 min pour t˂0,3s ; 1,5. t0,375 pour 0,3˂t˂10s
E = 3 1010 W m-2 voir note c
H - 30 J m-2
UVB
280 - 302
303
H = 40 J m-2 si t < 2,6 . 10-9 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
304
H = 60 J m-2 si t < 1,3 . 10-8 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
305
H = 100 J m-2 si t < 1,0 . 10-7 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
306
H = 160 J m-2 si t < 6,7 . 10-7 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
307
H = 250 J m-2 si t < 4,0 . 10-6 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
308
H = 400 J m-2 si t < 2,6 . 10-5 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
309
H = 630 J m-2 si t < 1,6 . 10-4 alors H - 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
310
H = 103 J m-2 si 1 < 1,.0 . 10-3 alors H - 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
3111
H = 1,6 . 103 J m-2 si t < 6,7 . 10-3 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
312
H = 2,5 . 103 J m-2 si t < 4,0 . 10-2 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
313
H = 4,0 . 103 J m-2 si t < 2,6 . 10-1 alors H - 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
314
H = 6,3 . 103 J m-2 si t < 1,6 . 100 alors H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2 voir note d
UVA
315 - 400
H = 5,6 . 103 t0,25 J m-2
VisiblesetIRA
400 - 700
7 mm
H = 1,5 . 10-4 CE J m-2
H = 2,7 . 104 t0,75 CE J m-2
H = 5 . 10-3 CE J m-2
H = 18 . t0,75 CE J m-2
700 - 1 050
H = 1,5 . 10-4 CA CE J m-2
H = 2,7 . 104 t0,75 CA CE J m-2
H = 5 . 10-3 CA CE J m-2
H = 18 . t0,75 CA CE J m-2
1 050- 1 400
H = 1,5 . 10-3 CC CE J m-2
H = 2,7 . 105 t0,75 CC CE J m-2
H = 5 . 10-2 CC CE J m-2
H = 90 . t0,75 CC CE J m-2
IRBetIRC
1 400 - 1 500
Voirnote b
E = 1012 W m-2 voir note c
H = 103 J m-2
H = 5,6 . 103 . t0,25 J m-2
1 500 -1 800
E= 1013 W m-2 voir note c
H = 104 J m-2
1 800 - 2 600
E = 1012 W m-2 voir note c
H = 103 J m-2
H = 5,6 . 103 . t0,25 J m-2
2 600 - 106
E = 1011 W m-2 voir note c
H = 100 J m-2
H = 5,6 . 103 . t J m
a Si la longueur d'onde du laser correspond à deux limites, la limite la plus restrictive s'applique. b Si 1 400 ≤ λ < 105 nm : diamètre de diaphragme limite = 1 mm pour t ≤ 0,3 s et 1.5 t0,375 mm pour 0,3 s < t < 10 s ; si 105 ≤ λ ˂ 106 nm : diamètre de diaphragme limite = 11 mm. c Soit la valeur limite de e pour 1 ns. d Le tableau indique des valeurs correspondant à une seule impulsion laser. S'il y a plusieurs impulsions laser, leurs durées sont additionnées pour les impulsions émises au cours d'un intervalle Tmin (figurant dans le tableau 2.6) et t prend la valeur qui en résulte dans la formule : 5,6 * 103 t0,25. Tableau 2.3 : valeurs limites d'exposition de l'œil au laser Exposition de longue durée > 10 s (Vous pouvez consulter le tableau dans le JO n° 153 du 04/07/2010 texte numéro 11 à l'adresse suivante : http://www.legifrance.gouv.fr/jopdf/common/jo_pdf.jsp?numJO=0&dateJO=20100704&numTexte=11&pageDebut=12149&pageFin=12168) Tableau 2.4 : valeurs limites d'exposition de la peau au laser
Longueur d'ondea [mn]
Diaphragme limite
Durée [s]
< 10-9
10-9 - 10-7
10-7 - 10-3
10-3 - 101
101 - 103
103 - 3 104
UV(A, B, C)
180-400
3,5 mm
E=3 1010 [W m-2]
Voir limites d'exposition de l'œil
Visible et IRA
400-700
3,5 mm
E = 2 1011 [W m-2]
H=200 CA [J m-2]
H = 1,1 104 CA t0,25 [J m2]
E = 2 103 CA [W m-2]
700 -1400
E = 2 1011 CA [W m-2]
IRBetIRC
1400-1500
E = 1012 [W m-2]
Voir limites d'exposition de l'œil
1500-1800
E = 1013 [W m-2]
1 800-2600
E = 1012 [W m-2]
2 600-106
E = 1011 [W m-2]
a : Si la longueur d'onde ou un autre paramètre du laser correspond à deux limites, la limite la plus restrictive s'applique.
Tableau 2.5 : facteurs de correction appliqués et autres paramètres de calcul :
Paramètre
Gamme spectrale de validité (nm)
Valeur
CA
λ < 700
CA = 1,0
700 - 1 050
CA = 100,002(λ - 700)
1 050 - 1 400
CA = 5,0
CB
400 - 450
CB = 1,0
450 - 700
CB = 100,02(λ - 450)
CC
700 - 1 150
CC = 1,0
1 150 - 1 200
CC = 100,018(λ - 1150)
1 200 - 1 400
CC = 8,0
T1
λ < 450
T1 = 10 s
450-500
T1 = 10 [100,02(λ - 450)] S
λ > 500
T1 = 100 s
.
Paramètre
Valable pour les effets biologiques
Valeur
αmin
tous les effets thermiques
αmin = 1,5 mrad
.
Paramètre
Gamme angulaire de validité (mard)
Valeur
CE
α < αmin
CE = 1,0
αmin < α < 100
CE = α/αmin
α > 100
CE = α2/(αmin αmax) mrad avec αmax = 100 mrad
T2
α < 1,5
T2 = 10 s
1,5 < α < 100
T2 = 10 [10(α - 1,5) / 98,5] S
α > 100
T2 = 100 s
.
Paramètre
Fourchette valable de temps d'exposition (s)
Valeur
γ
t ≤ 100
γ = 11 [mrad]
100 < t < 104
γ = 1,1t0,5 [mard]
t > 104
γ = 110 [mrad]
. .
Table 2.6 : Correction pour l'exposition répétitive Les trois règles suivantes s'appliquent cumulativement à toutes les expositions répétitives dues à des systèmes de laser pulsé répétitif ou des systèmes de balayage laser : 1) L'exposition résultant d'une impulsion unique dans un train d'impulsions ne dépasse pas la valeur limite d'exposition pour une impulsion unique de cette durée d'impulsion ; 2) L'exposition résultant d'un groupe d'impulsions (ou d'un sous-groupe d'impulsions dans un train) délivrées dans un temps t ne dépasse pas la valeur limite d'exposition pour le temps t ; 3) L'exposition résultant d'une impulsion unique dans un groupe d'impulsions ne dépasse pas la valeur limite d'exposition pour une impulsion unique multipliée par un facteur de correction thermique cumulée Cp = N- 0,25, où N est le nombre d'impulsions. La présente règle ne s'applique qu'aux limites d'exposition destinées à protéger contre la lésion thermique, lorsque toutes les impulsions délivrées en moins de Tmin sont considérées comme une impulsion unique.
Paramètre
Gamme spectrale de validité (nm)
Valeur ou description
Tmin
315 < λ ≤ 400
Tmin = 10- 9 s (= 1 ns)
400 < λ ≤ 1 050
Tmin = 18 10- 6 s (= 18 µs)
1 050 < λ ≤ 1 400
Tmin = 50 10-6 s (= 50 µs)
1 400 < λ ≤ 1 500
Tmin = 10- 3 s (= 1 ms)
1 500 < λ ≤ 1 800
Tmin = 10 s
1 800 < λ ≤ 2 600
Tmin = 10-3 s (= 1 ms)
2 600 < λ ≤ 106
Tmin = 10- 7 s (= 100 ns)
Grandeurs physiques d'exposition et formules de calcul Les grandeurs physiques d'exposition pertinentes d'un point de vue biophysique sont calculées au moyen des formules énoncées ci-dessous : E = (dP/dA) [W m- 2] H = t∫0 E(t) d t (J m- 2] Définition détaillée des expressions utilisées : dP : puissance exprimée en watts [W] ; dA : surface exprimée en mètres carrés [m2] ; E (t), E : éclairement énergétique ou densité de puissance : puissance rayonnée incidente par superficie unitaire sur une surface, généralement exprimée en watts par mètres carrés [W m2]. Les valeurs de E(t), E, soit proviennent de mesures, soit peuvent être communiquées par le fabricant de l'équipement ; H : exposition énergétique : l'intégrale de l'éclairement énergétique par rapport au temps, exprimée en joules par mètre carré (J m-2] ; t : temps, durée de l'exposition, exprimée en secondes[s] ; λ : longueur d'onde, exprimée en nanomètres[nm] ; γ : angle de cône de limitation du champ de mesure, exprimé en milliradians [mrad] ; γm : champ de mesure, exprimé en milliradians [mrad] ; α : angle apparent d'une source, exprimé en milliradians [mrad] ; diaphragme limite : la surface circulaire, utilisée pour calculer les moyennes de l'éclairement énergétique et de l'exposition énergétique ; G : luminance énergétique intégrée : l'intégrale de la luminance énergétique sur une durée d'exposition donnée, exprimée sous forme d'énergie rayonnante par superficie unitaire d'une surface rayonnante et par angle solide unitaire d'émission, en joules par mètre carré par stéradian [J m-2 sr -1].