Les LED et la lumière bleue : 10 questions sur les risques pour nos rétines et notre sommeil

Par David Larousserie, Pascale Santi, Hervé Morin

Un rapport de l’Anses note le potentiel impact sanitaire de la lumière bleue diffusée par les LED. Nous recensons les questions posées par l’omniprésence de ces nouvelles sources lumineuses.

La lumière ? « C’est aussi important que la nourriture qu’on mange, l’air qu’on respire », estime l’ophtalmologiste Francine Behar-Cohen (Inserm, AP-HP). Et ce d’autant plus qu’une nouvelle source de lumière artificielle, inédite par la force de sa composante bleue, la diode électroluminescente (LED), est désormais omniprésente. Quels impacts peuvent avoir ces LED sur nos rétines et notre métabolisme, qui dépend d’horloges internes réglées depuis la nuit des temps par l’alternance jour-nuit ?

Une expertise collective présidée par cette ­spécialiste des maladies oculaires a tenté de répondre à la question. Elle a donné lieu à un avis de l’Agence nationale de sécurité sanitaire ­(Anses) sur les effets sanitaires et sur l’environnement des LED, publié le 15 mai. Apparues il y a moins de vingt ans, celles-ci sont désormais partout, dans l’éclairage, les écrans, les jouets, les gadgets ou encore les phares automobiles. En 2010, l’Anses avait déjà alerté sur les effets physiologiques engendrés par la lumière bleue qu’elles émettent. Ce nouveau rapport est le fruit d’une analyse de la littérature scientifique, mais aussi de mesures physiques et de modélisations d’exposition confiées au Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). L’enjeu était de caractériser le danger et d’évaluer le niveau de risque associé en fonction de ces scénarios d’exposition. Et voir si les parades proposées (filtres, lunettes) étaient efficaces.

Si les experts consultés par l’Anses reconnaissent des progrès par rapport à leurs constats de 2010 dans la qualité de l’éclairage domestique, ils notent que des points aveugles subsistent dans la réglementation. Le rapport souligne que des menaces sur nos rétines persistent (surtout pour les plus jeunes) et s’inquiète des inconnues quant à l’impact d’une exposition chronique. Notre sommeil apparaît plus que jamais mis en péril par la lumière bleue, notamment des écrans, nos rythmes circadiens étant potentiellement bousculés dès la vie intra-utérine. Quels sont les risques, et comment s’en prémunir ? Le point en dix questions.

Pourquoi parle-t-on de « lumière bleue » ?

La lumière est constituée de plusieurs « couleurs », ou longueurs d’onde, qui correspondent à des vibrations plus ou moins rapides des photons qui la constituent. Le spectre visible par l’œil humain s’étend ainsi du violet au rouge, avec des longueurs d’onde comprises entre 400 et 700 nanomètres (nm) de long environ.

Une source lumineuse se distingue d’une autre par son spectre, bien que l’aspect blanc, résultat de la somme de toutes les longueurs d’onde, ait l’air semblable à l’œil. La lumière du jour à midi contient ainsi plus de bleu que de rouge, mais c’est l’inverse au crépuscule. Par rapport aux autres lumières artificielles, les LED ont un pic dans le bleu et un large spectre dans les autres longueurs d’onde. Cela est dû au fait qu’une partie du bleu, généré par un courant électrique dans un semi-conducteur, sert aussi à rendre fluorescent du phosphore déposé sur la surface entourant la diode. Si la lumière totale apparaît blanche, c’est la présence accrue du bleu dans des équipements variés qui pose de nouvelles questions sanitaires.

La lumière a-t-elle une température ?

Pour le public, déjà perdu dans les différents types d’éclairage (ou les culots, ou les puissances…), la situation se complique, car il existe différentes LED, se distinguant par leur température de couleur, un paramètre qui indique la part de ce pic bleu dans le spectre complet. Cette température est comprise entre 2 500 K (K pour kelvin, l’unité internationale de température) et 7 000 K pour les LED d’éclairage et est obligatoirement indiquée sur l’emballage.

« On peut s’attendre à une diminution de la présence des LED froides sur le marché », estime Sébastien Flet Reitz, du Syndicat de l’éclairage, ­représentant des fabricants du secteur en France.

Deux bleus, deux effets physiologiques ?

Les longueurs d’onde problématiques des LED se situent en bas du spectre, entre 400 à 500 nm. Mais, à l’intérieur, deux bandes spectrales sont à distinguer, notamment parce qu’elles ont des ­effets biologiques différents. L’une se situe entre 380 (ultraviolet) et 500 nm, avec le maximum d’effet à 435 nm, et l’autre, entre 400 nm et 500 nm (quasi vert), avec le maximum d’effet à 480 nm. La première est dite phototoxique, car liée aux ­atteintes directes à la rétine. La seconde, dite mélanopique, est impliquée dans l’endormissement, le sommeil et le rythme circadien.

Y a-t-il des LED hors norme ?

En 2015, une nouvelle réglementation a imposé d’évaluer la phototoxicité des lampes LED pour les classer en catégorie RG 0 (sans risque), RG 1 (risque faible), RG 2 (risque modéré) ou RG 3 (risque élevé). La mention RG 0 ou RG 1 n’est pas forcément ­indiquée aujourd’hui, mais le comité d’experts de l’Anses voudrait l’imposer. La catégorie RG 2 est signalée sous la forme d’un logo triangulaire qui affiche la distance de sécurité à respecter. « L’immense majorité des produits d’éclairage est classée RG 0 et RG 1 », selon le Syndicat de l’éclairage. ­L’Anses, dans les modèles étudiés, n’a pas trouvé, contrairement à son avis de 2010, d’ampoule en RG 2. « Mais nous pointons plusieurs lacunes régle­mentaires », note Christophe Martinsons, du CSTB et membre du comité d’experts scientifiques de l’Anses. Les phares de voitures, les éclairages portatifs, du type torche ou frontal, ne sont ainsi pas concernés par les règlements de 2015 (car non reliés au secteur), alors que les mesures du CSTB ont montré qu’ils sont à classer en RG 2, avec des intensités très élevées.

Idem pour des jouets, dont des diodes peuvent être très lumineuses. Dans cette catégorie, la ­limite d’exposition est comprise entre 0,25 et 100 secondes. « Dans le cas d’un gyrophare sur un jouet, cette limite a été atteinte en huit secondes ! », se souvient Christophe Martinsons, qui soupçonne que l’industrie écoule dans ces produits non réglementés des LED qui ne seraient plus ­acceptées dans l’éclairage classique.

D’où la recommandation de limiter la mise à disposition des systèmes à LED au grand public au groupe RG 1, y compris donc pour les jouets ou les guirlandes décoratives, qui se multiplient. Christophe Martinsons note aussi que des dispositifs comme les enseignes ou les panneaux publicitaires mériteraient d’être mieux réglementés.

Quels risques pour la rétine ?

La lumière du soleil peut avoir, à elle seule, un impact sur la rétine. Plusieurs méta-analyses ont déjà mis en avant le lien entre la dégénérescence ­maculaire liée à l’âge (DMLA) et l’exposition au soleil. Par exemple, les guides de haute montagne présentent des lésions dégénératives rétiniennes plus précoces, précise Francine Behar-Cohen. A l’inverse, des nonnes en Irlande s’exposant très peu à la lumière du jour n’ont jamais aucune lésion sur la rétine. Or « même si la lumière du jour est dominante, l’éclairage domestique se surajoute, représentant un plus non négligeable », souligne Francine Behar-Cohen. Les scénarios d’exposition explorés par le CSTB montrent que l’éclairage artificiel accroît les doses reçues dans les bandes phototoxique et mélanopique, allant jusqu’à 50 % d’augmentation.

« Les nouvelles données scientifiques confortent le résultat de 2010 sur la toxicité de la lumière bleue pour l’œil, qui peut conduire à une baisse de la vue », prévient l’Anses. Ces études mettent en évidence les effets phototoxiques sur la rétine à court terme, à la suite d’une exposition aiguë (inférieure à huit heures), et des effets à long terme, liés à une exposition chronique, augmentant le risque de DMLA. Mais « aucune étude épidémiologique n’a à ce jour évalué le risque de DMLA ou d’autres pathologies rétiniennes ou oculaires associées à l’exposition à des sources de lumière artificielle », insiste le rapport. Des études sur l’animal démontrent que la rétine est plus sensible à ces effets de phototoxicité durant la nuit.

Faut-il craindre une épidémie de DMLA chez les jeunes générations ? « C’est multifactoriel, mais il est possible que l’on voie apparaître des ­lésions plus précoces », craint Francine Behar-Cohen. Les valeurs limites d’exposition retenues par la Commission internationale pour la protection contre les rayonnements non ionisants (Icnirp) pour la toxicité rétinienne de la ­lumière « ne sont pas suffisamment protectrices », poursuit l’avis des experts.

Notre sommeil est-il menacé ?

L’homme est une créature diurne. La lumière est un facteur-clé du fonctionnement de notre horloge biologique interne. Elle active les récepteurs photosensibles non visuels de la rétine, les cellules ganglionnaires à mélanopsine, qui envoient le message dans l’hypothalamus, siège de l’horloge circadienne centrale. La sécrétion de la mélatonine est liée à la lumière. La synchronisation efficace du rythme biologique nécessite une intensité de lumière importante durant la journée et une obscurité totale pendant la nuit. La mélatonine est en effet libérée en cas d’obscurité, à la tombée de la nuit, pour faciliter l’endormissement, avec en général un pic vers 3 heures du matin. Une lumière forte le soir retarde les horaires d’endormissement et de réveil.

De nombreuses études mettent en évidence l’impact négatif de lumière riche en bleu issue d’éclairages artificiels ou d’écrans. Elle dérègle notre horloge biologique la nuit et a un impact sur la qualité du sommeil. Les effets sont mesurables même avec de faibles niveaux de lumière, dès 10 lux à 40 lux (un téléphone allumé, c’est 15 lux, une tablette, c’est 20 lux à 30 lux…).

Pour l’Anses, pas de doute, « l’effet de l’exposition à la lumière riche en bleu avant le coucher est avéré sur la latence à l’endormissement, la durée et la qualité du sommeil ». « C’est tout à fait préoccupant », affirme Claude Gronfier, chronobiologiste à l’Inserm, qui a participé à ces travaux. Il n’hésite pas à parler de la « lumière bleue chronotoxique ».

« Il est certain que la lumière bleue a un effet sur les rythmes circadiens, mais l’activité même des écrans a aussi des effets délétères sur le sommeil, l’attention, qu’il ne faut pas minimiser », commente Sylvie Chokron, neuropsychologue à la Fondation ophtalmologique Rothschild, à Paris. Pour Pierre Geoffroy, médecin du sommeil et psychiatre à l’hôpital Bichat (AP-HP), à Paris, « il ne faut pas non plus minimiser les effets positifs des longueurs d’onde de lumière bleue dont on a besoin le matin pour synchroniser notre horloge biologique, pour son effet antidépresseur et pour stimuler la vigilance ».« Le vrai problème est la pollution lumineuse, surtout le soir, avec des lumières très enrichies en bleu, notamment avec des écrans LED et un temps d’écran trop long », conclut-il.

Les effets combinés de la lumière bleue et de l’hyperconnexion conduisent les professionnels à recommander d’imposer un « couvre-feu digital », le soir, surtout aux enfants et aux adolescents. D’autant que, outre les effets sur le sommeil, le dérèglement des rythmes circadiens peut entraîner des troubles métaboliques, un risque accru de cancer – notamment du sein –, des pathologies cardiovasculaires et des effets également sur la santé psychique, souligne l’avis de l’Anses. Des comportements dépressifs viennent d’être mis en évidence chez la souris.

Quelles sont les populations à risque ?

« Les enfants sont particulièrement concernés, puisqu’on naît avec un cristallin clair, qui a un très faible pouvoir filtrant de lumière bleue », souligne Dina Attia, qui a assuré la coordination scientifique de l’expertise pour l’Anses. « Toutes les po­pulations sont à risque, selon Claude Gronfier, mais des études ont montré que les adolescents passaient de plus en plus de temps sur les écrans, y compris la nuit, générant des troubles du sommeil, cognitifs, de l’humeur, du métabolisme… Les effets de cette lumière ont le potentiel d’aggraver le retard de phase et la mauvaise qualité du sommeil à l’adolescence, et de ce fait la privation chronique de sommeil. »

Le rapport de l’Anses évoque aussi l’exposition des femmes enceintes. On y lit qu’« on peut raisonnablement supposer que l’effet de l’éclairage moderne la nuit sur la sécrétion de mélatonine maternelle impacte négativement le développement du fœtus in utero ». Des études chez l’animal ont montré qu’une diminution de mélatonine, liée à l’exposition lumineuse de la mère, peut avoir des effets sur le développement cognitif ou métabolique de l’enfant à naître. « La mélatonine traverse la barrière placentaire et elle est sans doute impliquée dans le cycle veille-sommeil du fœtus, peut-être dans des fonctions immunitaires », précise Claude Gronfier. Certes, ce sont des résultats chez l’animal, mais l’Anses recommande de « limiter l’exposition des femmes enceintes à la lumière la nuit et de les informer des potentielles conséquences sur l’enfant porté d’une exposition excessive la nuit ».

Un nouveau risque identifié ?

C’est l’une des nouveautés et des surprises de l’avis de l’Anses par rapport à celui de 2010, des mesures ont montré que l’intensité lumineuse des LED est variable ! Certaines vont même jusqu’à s’allumer et s’éteindre 100 fois par seconde. L’Anses constate « qu’environ 43 % des lampes LED à usage domestique ont des performances dégradées en matière de modulation temporelle ».

Le rapport liste divers effets sanitaires liés à ces effets visuels de papillotement, ou stroboscopiques : crises d’épilepsie, accidents de la route, migraines, maux de tête et fatigue visuelle. Mais ­l’Anses estime ne pas pouvoir conclure sur les risques, faute de données scientifiques ou d’exposition. Elle met en garde cependant les personnes déjà sujettes aux migraines ou à l’épilepsie et les enfants et jeunes adultes. De son côté, le Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE) a lancé une étude pour évaluer les effets de ces ­variations parasites sur la lecture. La correction de ces modulations temporelles est une question de coût, mais « la législation européenne en cours de révision sur l’écoconception devrait prendre en compte ce paramètre », indique Sébastien Flet Reitz.

Les protections sont-elles efficaces ?

Loin de là, répond l’Anses, avec son partenaire le CSTB, lequel a effectué plusieurs mesures de divers dispositifs de protection. L’agence recommande plus d’informations sur « l’efficacité très disparate des moyens de protection actuellement proposés vis-à-vis des effets néfastes pour la santé liés à l’exposition à des LED ». Elle souhaiterait même imposer un marquage du taux d’atténuation de la lumière par ces divers systèmes.

Concernant les effets phototoxiques aigus (en théorie absents pour les éclairages classiques de type 0 et 1, mais qui peuvent concerner certains professionnels, du spectacle par exemple), aucune lunette, y compris « spécial joueur », ou filtre ne sont efficaces pour être considérés comme un équipement de protection. En effet, ces dispositifs atténuent entre 15 % (pour des ­lunettes de vue) et 60 % (pour des verres jaune orangé de gamer) la bande spectrale concernée, quand il faudrait une diminution par cent pour passer dans la classe inférieure de risque.

Du côté de la bande mélanopique, celle-ci n’est pas filtrée par les verres de vue, mais elle l’est plus pour certaines lunettes de jeu (entre 30 % et 43 %). Pour les experts, « les relations dose-effet étant encore mal connues, il est impossible d’affirmer que ce filtrage est suffisant pour empêcher la suppression du pic de mélatonine induit par une exposition lumineuse en soirée, ainsi que les effets de retard d’endormissement. »

Enfin, côté écrans, la seule précaution à prendre est de baisser la luminosité et, le soir, de passer en blanc chaud, soit avec le préréglage des écrans, soit en jouant directement sur la balance des couleurs pour diminuer le bleu. Des logiciels préinstallés ou à installer (comme f.lux) permettent d’effectuer cette opération automatiquement en fonction du moment de la journée. A noter qu’utiliser une liseuse (non rétroéclairée) n’atténuera pas l’effet jour-nuit si l’éclairage de chevet est une LED, qui, elle aussi, diffuse du bleu…

Alors, que faire ?

Au total, l’avis de l’Anses montre que les pouvoirs publics doivent renforcer l’encadrement réglementaire d’un secteur en pleine expansion. « La LED a le potentiel technique de devenir la lumière parfaite, en modulant sa couleur en fonction de nos besoins physiologiques », note Francine ­Behar-Cohen. « Il est possible d’agir sur la réglementation pour généraliser la lutte contre l’effet phototoxique, appuie Matthieu Schuler, directeur des risques, à l’Anses. De leur côté, les individus peuvent faire attention pour protéger leur rythme circadien. » Si choisir des ampoules présentant une température de couleur plus chaude ne ­semble pas hors de portée, se détacher des écrans, drogue civilisationnelle, représentera un défi bien plus difficile à relever…