Organisation mondiale de la santé (OMS) · Publications

La protection contre les rayonnements non ionisants

1 janvier 1985 Organisation mondiale de la santé

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Texte intégral

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Couverture de Richard A. Carlson National Institute for Occupational Safety and Health Cincinnati, Ohio, Etats-Unis d' Amerique

LA PROTECTION CONTRE LES RA YONNEMENTS

NON IONISANTS

OMS, Publications regionales Serie europeenne, N° 10

LA PROTECTION CONTRE LES RA YONNEMENTS

NON IONISANTS

Compilation de Michael J. Suess

Pub/ie avec le concours du

PROGRAMME DES NA TIO NS UNIES POUR L'ENVIRONNEMENT

ORGANISATION MONDIALE DE LA SANTE BUREAU REGIONAL DE L'EUROPE

COPENHAGUE 1985

ISBN 92 890 2101 2

Les publications de !'Organisation mondiale de la Sante beneficient de la protection prevue par Jes dispositions du Protocole N° 2 de la Convention universelle pour la Protec tion des Droits d' Auteur. Pour toute reproduction ou traduction partielle ou integrale, une autorisation doit etre demandee au Bureau regional de l'OMS pour !'Europe, 8 Scherfigs vej, DK-2100 Copenhague 0, Danemark. Le Bureau regional sera toujours tres heureux de recevoir des demandes a cet effet.

Les appellations employees dans cette publication et la presentation des donnees qui y figurent n'impliquent de la part du Secretariat de !'Organisation mondiale de la Sante aucune prise de position quant au statut juridique des pays, territoires, villes ou zones, ou de leurs autorites, ni quant au trace de leurs frontieres ou limites .

La mention de firmes et de produits commerciaux n'implique pas que ces firmes et produits commerciaux sont agrees ou recommandes par !'Organisation mondiale de la Sante de preference a d'autres. Sauf erreur ou omission, une majuscule initiale indique qu'il s'agit d'un nom depose.

Cette publication exprime les vues des auteurs et ne represente pas necessairement les decisions 011 la politique officiellement adoptees par !'Organisation mondiale de la Sante.

COMPOSE EN FRANCE IMPRIME EN SUISSE

83/5867 Gran champ/ A tar - 2000

ISSN 0250-8575

Table des matieres

Page

Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii

Note terminologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii

Introduction par M. J. Suess . ... . .......... .. .. . . .. .... .... .... .

CHAPITRE PREMIER.

CHAPITRE 2.

CHAPITRE 3.

CHAPITRE 4.

CHAPITRE 5.

CHAPITRE 6.

CHAPITRE 7.

Glossaire

Annexe 1.

Annexe 2.

Index

Les ultraviolets - M. Faber . ........... .

Les rayonnements optiques, et en particulier Jes rayons laser - L. Goldman, S.M. Michaelson, R.J. Rockwell, D.H. Sliney, B.M. Tengroth & M.L. Wolbarsht ..................... . .

Les infrarouges - C.E. Moss, R.J. Ellis, W.E. Murray & W.H. Parr ... .. ...... .

Les microondes et Jes radiofrequences - S.M. Michaelson .............. . ..... . .

Les champs electriques et magnetiques aux frequences de reseau, en particulier de 50 et 60 Hz - R. Hauf ............ .

Les ultrasons - C.R. Hill & G. ter Haar ......... . .... ... . ........ .

Reglementations et mesures d'application - F. Kosse/ . .. . .... .. .. .... .. .......... .

Remerciements . . ... .................. .

Liste des groupes de travail . . ......... . .

105

191

217

249

267

271

283

285

PREFACE

A vec !'augmentation des populations humaines et le deve/oppement ainsi que la diversification de l'industrie, de nouveaux risques se precisent et certains d'entre eux revetent un caractere de plus en plus critique. Pour limiter cette extension des risques et, dons toute la mesure du possible, renverser la tendance, le Bureau regional de /'Europe de !'OMS a organise un vaste programme international, portant sur /es annees 1969-1979, qui a conduit en definitive au succes de nombreux projets realises dons differents domaines.

L 'un des nouveaux dangers presentes par l'environnement est ce/ui des rayonnements non ionisants qui peuvent avoir des effets nuisibles a la sante de /'etre humain. Les expositions a ces rayonnements s'etendent de la sphere limitee de la sante du travail a cel/e, beaucoup plus vaste, de la sante pub/ique. Si /'on envisage de definir des limites d'exposition et de mettre en reuvre des programmes de limitation des risques, ii faut tenir compte de /'heterogeneite des populations a proteger. Les chercheurs se sont penches avec attention sur /es effets genetiques et carcinogeniques possibles de ces rayonnements, ainsi que sur leurs effets sur la croissance, qui revetent une importance capitale lorsqu 'ii s'agit de proteger la population. C'est pourquoi l'un des principaux efforts realises durant ces annees dons la partie du programme consacree aux rayonnements a eu pour but la preparation de l'ouvrage qui suit et que j'ai maintenant le plaisir de presenter a un vaste public de professionnels. Cet ouvrage constitue l'aboutissement de la collaboration de plus de deux cents experts de vingt pays, auxquels nous devons etre reconnaissants, non seulement de la competence professionnelle qu'ils ont apportee a ce travail, mais egalement de /eur total devouement. Je liens a remercier avec tout autant de satisfaction le personnel de /'OMS directement charge de ce travail. J'ai hautement apprecie aussi /'aide financiere apportee par le Programme des Nations Unies pour /'environnement a la realisation du projet consacre a la protection contre /es rayonnements non ionisants et a la publication du present ouvrage.

La protection contre /es expositions aux rayonnements non ionisants constitue un souci croissant des pays europeens, mais elle a egalement une importance toujours plus grande pour /es habitants des autres parties du monde. J'espere que le travail qui vous est presente aujourd'hui revetira une va/eur concrete pour /es nombreux savants, techniciens, medecins et personnalites civiques interesses a la protection contre /es rayonnements non ionisants comme a la sante de /'homme, et qui ont la charge d'y veil/er.

J.E. Asvall Directeur regional pour I 'Europe de !'Organisation mondiale de la sante

vii

NOTE TERMINOLOGIQUE

En matiere de terminologie, !'OMS a pour politique de se confor mer aux recommandations officielles des organismes internationaux qui font autorite, par exemple !'Union internationale de physique pure et appliquee (UIPP A), la Commission internationale de I' eclairage (CIE) et !'Organisation internationale de normalisation (ISO). Les responsables de la presente publication se sont efforces a tous egards de donner suite a ces recommandations.

Presque tous Jes organismes scientifiques internationaux recomman dent aujourd'hui l'emploi des unites SI (c'est-a-dire du Systeme interna tional d'unites), elaborees par la Conference generale des poids et mesu res (CGPM)°, et l'emploi de ces unites a ete approuve en mai 1977 par la Trentieme Assemblee mondiale de la Sante. Seules les unites SI sont uti lisees dans la presente publication.

Pour fixer des normes de protection scientifiquement acceptables a la fois par les travailleurs et par la population en general, ii faut en tout premier lieu pouvoir disposer d'unites de mesure acceptables sur le plan international . L'utilisation ici des unites SI signifie que cette condition est aujourd'hui largement remplie.

• L'Organisation mondiale de la Sante a elabore un document faisant autorite sur le systeme SI, qui porte le titre Le SI pour /es professions de la sante. Les personnes interes sees pourront s'en procurer des exemplaires aupres des concessionnaires dont la lisle figure au verso de la couverture du present ouvrage, ou bien directement aupres du Service de la distribution et des ventes, Organisation mondiale de la Sante, 1211 Geneve 27, Suisse.

viii

Introduction M.J. Suess0

Les progres et l'emploi des materiels producteurs d'energie rayonnante non ionisante se sont largement intensifies ces dernieres annees, et la ques tion s'est posee de savoir si Jes mesures prises suffisaient pour proteger Jes utilisateurs et la population en general contre Jes effets potentiels nuisibles de !'usage de ces materiels. Contrairement aux rayonnements ionisants, Jes rayonnements de plus grande longueur d'onde possedent intrinsequement moins d'energie et agissent generalement sur Jes tissus humains en y produi sant de la chaleur. Faute d'avoir trouve un meilleur terme collectif, on emploie !'expression « rayonnements non ionisants » pour designer ce groupe de rayonnements electromagnetiques, ainsi que Jes ultrasons. Les rayonnements non ionisants sont presents dans l'environnement tout entier mais, sauf dans l'etroit spectre visible, ils echappent aux sens de l'etre humain a moins que leur intensite n'atteigne un niveau tellement eleve que l'homme Ies ressent sous la forme de chaleur. Les differences de longueurs d'onde, ne serait-ce qu'a l'interieur d'un meme groupe de rayonnements, revetent une importance particuliere lorsqu'il s'agit de determiner Jes ris ques des expositions aux rayonnements non ionisants. La capacite de ces derniers a penetrer dans l'organisme de l'homme, et Ies sites d'absorption, dependent de cette caracteristique et different d'un type de rayonnements a l'autre.

Le nombre des procedes et des appareils qui utilisent ou emettent des rayonnements non ionisants a largement augmente dans Jes pays develop pes. Les appareils de ce type sont de plus en plus employes dans l'industrie, la technique, Jes telecommunications, la medecine, la recherche, !'education et les foyers domestiques . Cette proliferation amene a se poser plusieurs questions : quelle est la gravite des problemes associes a l'emploi des rayon nements non ionisants, quelles sont Jes dimensions de ces problemes, et quels sont Ies effets aigus et chroniques de ces rayonnements sur l'orga nisme humain ? Connait-on suffisamment Jes risques qu'ils comportent pour Jes travailleurs et pour la sante publique ? Comment reduire Jes expo sitions ? Les normes nationales de protection sont-elles suffisantes et, si elles ne le sont pas, comment peut-on elaborer et faire appliquer de meil leurs reglements de fac;on a reduire Jes expositions ? En raison de la rapi dite avec laquelle les technologies se developpent et des consequences que

° Fonctionnaire regional pour la recherche et la limitation des risques dans l'environne ment, OMS, Bureau regional de !'Europe, Copenhague, Danemark .

ce developpement peut avoir pour la sante, ii faut intensifier la cooperation internationale dans le domaine des rayonnements non ionisants et dans celui des mesures destinees a prevenir !es surexpositions. De plus, ii faut demander aux pouvoirs publics de s'employer plus activement a elaborer des reglements ainsi que !es moyens de !es faire appliquer.

La partie non ionisante du spectre electromagnetique se divise en cinq regions (tableau 1). On peut en definir exactement Jes limites, et celles qui sont indiquees au tableau l constituent seulement des approximations. Dans certains cas, et pour diverses raisons, !es organismes internationaux ont elabore et accepte des limites de regions legerement differentes !es unes des autres, selon le but de la definition adoptee. II en va de meme pour cer tains groupes de travail qui ont collabore a la preparation du present ouvrage.

Les rayonnements ultraviolets (UV) sont largement utilises pour la ste rilisation des materiels et de !'air, ainsi que dans divers equipements medi caux. Ces dernieres annees, Jes utilisations industrielles des sources d 'ultra violets se sont largement developpees, et !es travailleurs courent un certain risque du fait des sources d'ultraviolets non protegees. Les ultraviolets n'attaquent que !es yeux et la peau, mais ils s'assortissent de certains ris ques de cancer de la peau a longue echeance. Le groupe expose le plus nombreux se compose des personnes qui passent beaucoup de temps au soleil, et ii convient d'appeler !'attention sur !es mesures de protection necessaires. En ce qui concerne le cancer de l'homme, on est peu renseigne qualitativement sur Jes relations entre doses et effets et sur Jes periodes de latence. Les lampes a ultraviolets de menage sont d'usage courant et doi vent etre vendues accompagnees des mises en garde necessaires.

Les expositions aux rayonnements infrarouges (IR) peuvent se produire dans n'importe quelle industrie, du fait des sources emettant directement des infrarouges ainsi que d'autres sources de chaleur, et Jes risques courus dans certaines conditions de travail sont bien connus. On ne sait pas encore exactement si Jes rayonnements IR produisent des cataractes. En tout etat de cause, la presence de detecteurs de temperature tres sensibles dans la peau qui entoure l'ceil constitue un bon systeme d'alerte biologique.

Les risques presentes par !es lasers doivent faire l'objet d'une attention plus grande, en raison des progres rapides de ces instruments et de leur emploi croissant a des fins militaires ou non. La lumiere emise par !es lasers peut endommager !es yeux et la peau et peut-etre aussi, dans certai nes conditions, !es tissus internes . La difficulte que !'on eprouve a evaluer Jes risques des lasers tient en partie a celle que presente !'extrapolation a l'homme des resultats d'experiences menees sur Jes animaux.

Les microondes (MO) et Jes radiofrequences (RF) sont Jes types de rayonnements non ionisants dont Jes risques sont actuellement le mieux per c;us. L'extension de !'usage des microondes dans Jes communications et dans !es fours de cuisine pourrait presenter un danger pour la sante publi que si !'on n'employait pas de dispositifs de securite appropries.

On s'est demande si !es champs electriques et magnetiques pouvaient avoir des effets nocifs, notamment a basse frequence, lorsqu'ils provien nent de lignes a haute tension. Toutefois, ii n'a ete signale en !'occurrence aucun effet des expositions de travailleurs, non plus qu'aucune indication de lesions dans Jes organes de l'homme. A l'heure actuelle, on manque

(.;.>

Tab leau 1. Limites de frequences, de longueurs d'onde et d 'energie de certains types de rayonnements electromagnetiques

Type de radiation Gammas de frequence • b

lonisants

Ultraviolets (UV) !region non ionisante) Extreme la vide) Lointain Proche uv-cc UV-BC UV-Ac (« lumiere noire »l

Lumiere visible</

lnfrarouge (IR ) IR-A< IR-BC IR-CC Proche Moyen Lointain

Lasers Categorie 1 - appareils lasers sans risque

3 000 3 X 1()6 to 30 000

1 580 1 000 3 000 1 070

952

750

385 385 214 100 385 100 10

1 500

Categorie 2 - appareils de faible puissance et a faible risque Categorie 3a - appareils de moyenne puissance et a faible risque Categorie 3b - appareils de moyenne puissance et a risque moyen Categorie 4 - appareils de grande puissance et a haut risque

Microondes (MO) lou hyper-frequences) EH F (extremement hautes frequences) SHF (super-hautes frequences) UHF (ultra-hautes frequencesl

Radars

Radiofrequences (RF) lou frequences radioelectriques) VHF (tres hautes frequences) HF I hautes frequences) MF (moyennes frequences)

300 300

30 3

300 300

30 3

> 3 000 THz

750 THz 1 580 1 000

750 1 070

952 750

385 THz

0,3 THz 214 100

0,3 100

10 0,3

0,3 GHz 30

3 0,3 0,23

0,1 MHz 30 3 0,3

Gammas de longueurs d"ondes •

100 to 10

190 300 100 280 315

400

0,78 0,78 1,4 3 0,78 3

30 0,2

1 1

10 100

5,4

1 1

10 100

< 100 nm

400 nm 190 300 400 280 315 400

780 nm

1 OOO µm 1,4 3

1 000 3

30 1 000

1000mm 10

100 1 000 1 300

3 000 m 10

100 1 000

• Ces limites ne sont que des approximations, car ii n'a pu en etre defini de precises. b Les chiffres donnes ici ont generalement ete arrondis au troisieme chiffre significatif vers le bas ou vers le haut.

Gammas des energies par phot on a b

> 12,40 eV

12,40 1 240 to 124

6,53 4,13

12,40 4,43 3,94

3,10

1 590 - 1 590

886 413

1 590 413

41 6 200

1 240 1 240

124 12

230

1 240 1 240

124 12

3,10 eV 6,53 4,13 3, 10 4,43 3,94 3,10

1,59 eV

1,24 meV 886 413

1,24 413

41 ,33 1,24

1,24 µeV 124 12,40 1,24 0,95

0,41 neV 124 12,4 1,24

c Gammes de rayonnements de signification biologique definies par la Commission internationale de l'eclairage (CIEi lchapitre 3, ref. 11). d Les limites de visibilite de l'ceil humain varient, selon les individus, entre 380-400 nm et 750-780 nm.

encore d'informations a ce sujet, et ii faut encore proceder a des experi mentations et des observations plus objectives et plus specifiquement orien tees.

La polyvalence qui est la caracteristique des ultrasons a conduit a leur emploi etendu dans l'industrie, la medecine et la science, pour !es mesures, !es reperages et !es controles, ainsi que pour modifier Jes materiaux par effet thermique. Les ultrasons sont relativement inoffensifs parce qu'ils ne peuvent franchir une interface air-eau. On ignore si !'immersion des mains dans Jes bains de nettoyage aux ultrasons peut avoir des effets nocifs. Cer tains chercheurs ont pretendu que !es ultrasons pouvaient provoquer des aberrations chromosomiques, mais Jes preuves a cet egard sont en general negatives. Jusqu'ici, on n'a constate aucun effet nocif majeur a la suite d'expositions des foetus in utero aux fins de diagnostic, et ii est generale ment admis que le risque presente par !es ultrasons est bien moindre que celui des rayons X.

L'Organisation mondiale de la Sante a toujours reconnu que la protec tion de l'environnement fait partie integrante de celle de la sante des per sonnes qui vivent dans cet environnement. Conscient de la gravite du pro bleme, le Bureau regional de !'OMS pour !'Europe a decide, en 1969, d'adopter un vaste programme a long terme de protection de l'environne ment et de lutte contre la pollution, ainsi que de protection contre Jes rayonnements non ionisants. Ce programme avait surtout pour but !'elabo ration de guides de gestion et de bases de decision a !'intention des admi nistrations publiques, des organismes d'execution, des institutions scientifi ques et des specialistes qui s'interessent a la qualite de l'environnement et a la protection de la sante publique.

La realisation de la partie du programme consacree a la protection contre Jes rayonnements non ionisants a commence par la reunion, a La Haye en novembre 1971, d'un groupe de travail qui avait pour mission d'etudier !es effets sur la sante des rayonnements ionisants et non ionisants. On peut considerer peut-etre cette reunion comme le debut des activites internationales consacrees a la protection contre !es rayonnements non ioni sants. Le groupe a fait le point de la situation concernant l'emploi des rayonnements non ionisants et a conclu que, bien que !es codes et directives existants fussent suffisants pour prevenir Jes dommages, on pouvait se demander s'ils suffiraient encore a l'avenir en raison du developpement attendu des utilisations de tous Jes types de rayonnements non ionisants. Le groupe a ensuite formule un certain nombre de recommandations particu lieres concernant Jes etudes a realiser dans le domaine de la protection de la sante, de la diffusion de !'information et de !'elaboration de codes de prati que. Cette reunion a essentiellement eu pour suite une serie d'activites qui ont conduit a la publication du present ouvrage.

Celui-ci constitue l'aboutissement d'une serie d'efforts concertes, deployes par plus de deux cents chercheurs de vingt pays d'Europe, d' Ame ;-ique du Nord et d' Asie (Annexe 1). Cinq groupes scientifiques (Annexe 2), qui se sont consacres chacun aux sujets traites dans un ou deux des chapi tres de l'ouvrage, se sont reunis a plusieurs reprises pour revoir Jes projets de chapitres et recommander comment Jes mettre en forme finale. Les pro jets ont ete revus plusieurs fois avant et apres les reunions des groupes, puis revises et etablis dans leur version definitive. Le but du present

ouvrage est de donner des informations pratiques sur Jes consequences pour la sante des expositions aux energies non ionisantes. II contient des descrip tions des caracteristiques physiques, des principes biophysiques et des effets biologiques des expositions a ces energies . II decrit egalement Jes conse quences , pour la sante publique et la sante du travail, des mesures de pro tection contre Jes risques et dangers presentes par ces expositions. II rap pelle les normes actuelles, applicables aux expositions de la population en general et des travailleurs, afin d'informer les Jecteurs des expositions maxi males admissibles ou des valeurs de seuil actuellement acceptees dans Jes divers pays. Les auteurs ont voulu apporter des renseignements et emettre des recommandations de nature a faciliter !'elaboration de programmes de protection contre les rayonnements non ionisants et l'etablissement d'un systeme unifie de notation et d'evaluation des resultats. Ils entendaient ega Iement presenter un guide technique a !'intention des scientifiques, techni ciens et personnels medicaux qui jouent un role dans le domaine de la pro tection contre Jes rayonnements, concernant Jes effets eventuellement dele teres de ces rayonnements, de facon a permettre la promulgation de normes et de lois appropriees a la protection de la sante. Bien que le Bureau regio nal ait, au depart, destine cet ouvrage aux pays europeens, ii devrait pre senter egalement de l' interet pour les pays d'autres parties du monde et pour Jes autres organisations internationales concernees. En outre, ii devrait apporter aux specialistes des rayonnements non ionisants du monde entier des informations utiles, fondees sur la pratique internationale actuelle.

La preparation de I' ouvrage a commence en 1973, Iorsque le profes seur Michaelson a ete invite a elaborer un rapport sur les risques potentiels des energies non ionisantes et les considerations de securite liees aux exposi tions des etres humains a ces rayonnements . Le premier projet de ce rap port a ete acheve en mai 1973 et envoye a des specialistes pour commentai res . De plus, on a profite du collogue international sur les effets biologi ques et les risques sanitaires des microondes, tenu a Varsovie en 1973, pour reunir un petit groupe special compose des professeurs Czerski, Faber, Gordon, Michaelson et Schwan. II a ete decide de partager le rapport en deux parties, dont celle qui etait consacree aux microondes et aux radiofre quences devait faire l'objet d 'une nouvelle revision, et la seconde, consa cree aux lasers, serait en fin de compte presentee a un groupe de travail specialise dans Ia question. Le manuscrit final du rapport sur Ies microon des et Jes radiofrequences, qui comportait, relativement au projet, des modifications importantes et approfondies, a ete pret pour publication finale en 1976 et effectivement pub lie par le Bureau regional en 1977. Les professeurs Gordon et Schwan et le Dr Silverman ont apporte une contri bution importante a l'exhaustivite et a !'exactitude de cette derniere ver sion.

Par contre, ce document n'avait pas ete discute par un groupe de tra vail, et ii avait perdu son actualite au moment ou Jes autres chapitres ont ete acheves. Une reunion speciale, tenue a Fribourg en 1978 et a laquelle assistaient Jes docteurs Czerski, Harlen, Kosse!, Michaelson, Repacholi, Shore et Suess, a decide de soumettre le document sur Ies microondes et Ies radiofrequences a une nouvelle operation de revision. A cet effet, le profes seur Michaelson a reuni un groupe d 'experts d'Europe et d ' Amerique du Nord en 1978 a la Direction de la protection contre Ies rayonnements a

Washington, D.C. Cette reunion a conduit a !'elaboration d'un nouveau texte, assez long et detaille, mais qui etait tres complet et que taus les par ticipants a la reunion ant pu accepter. Le nouveau chapitre a ete revise et corrige, et presente pour mise en forme definitive en decembre 1979. M. Harlen en particulier a largement contribue a la verification de !'exacti tude et de la precision des parties du manuscrit qui ne traitaient pas de bio logie.

Le groupe de travail des effets des lasers sur la sante, reuni a Dublin en octobre 1974, a etudie le document de travail revise que Jui avait remis le professeur Michaelson, et d'autres chercheurs y ant contribue de far;on a produire un nouveau projet. A la suite de nouveaux travaux de revision, ce chapitre a ete presente pour mise en forme finale en fevrier 1976 et publie par le Bureau regional en version provisoire en 1977. M. Sliney et le Dr Wolbarsht ant particulierement contribue a donner ace chapitre sa forme actuelle, tandis que le professeur Michaelson, pour sa part, a coordonne Jes travaux de l'equipe et procede a la correction technique de la documentation .

Les chapitres sur Jes ultraviolets et Jes infrarouges ant, l'un et l'autre, ete mis en chantier en 1976. Le premier a ete revu par correspondance, puis etudie par un groupe de travail a Sofia en fevrier 1978. A la suite d'autres revisions, le chapitre a ete presente pour mise en forme definitive en janvier 1979. Le projet de chapitre consacre aux rayonnements infrarouges a subi un certain nombre de revisions avant d'etre presente au meme groupe de travail. II a ete revise, commente et corrige par la suite, puis presente pour mise en forme definitive en octobre 1978.

Le chapitre consacre aux ultrasons a ete mis en chantier en 1975 et a passe par Jes memes etapes. II a ete etudie par un groupe de travail a Lan dres en octobre 1976, puis, apres de nouveaux commentaires et corrections, presente pour mise en forme definitive en mai 1977. Le Bureau regional en a publie la meme annee une version provisoire.

Les deux derniers chapitres a mentionner, que le groupe de travail a etudies en mai 1978 a Fribourg, concernaient Jes champs electriques et magnetiques de basses frequences et Jes reglements et mesures d'applica tion . Ces chapitres ant ete mis en chantier en 1976, ant passe par un meme processus de commentaire, de revision et de correction, et ant ete presentes pour mise en forme definitive en decembre et octobre 1978 respectivement.

Certains chapitres contiennent des conclusions ou des recommanda tions de nature et de finalites diverses. Elles ant ete acceptees d'un commun accord, comme le contenu des chapitres lui-meme, par Jes participants aux divers groupes de travail, et presentees par leurs auteurs respectifs . II est evident, considerant le temps passe a mettre ce travail au point, que certai nes references ne seront pas aussi recentes qu'on le souhaiterait. Toutefois, le lecteur se rendra compte que le but de l'ouvrage n'est pas de faire le point de la documentation publiee a ce jour, meme si cela eut ete possible. Ce qui importe, c'est que Jes informations de base qu'il contient sont justes et demeureront valables pendant quelques annees encore. La mise a jour de la documentation et des bibliographies se fera dans Jes revisions ulterieures .

On s'est beaucoup efforce de presenter un texte uniforme dans son style et sa terminologie . De plus, !'OMS a pour regle generale d'utiliser , dans ses publications, les termes et unites approuves par Jes milieux scienti-

fiques internationaux faisant autorite, termes et unites qui sont d'ailleurs parfois relativement nouveaux. Un court glossaire en fin d'ouvrage apporte Ia definition de certains termes essentiels . Cependant, Jes termes utilises couramment dans des domaines voisins tels que la physique, l'optique, Jes sciences des rayonnements, Ia science des rayonnements ionisants et Ia medecine, ainsi que leurs definitions dans d'autres glossaires, n'apparais sent pas dans ce glossaire final.

Le Bureau regional s'est egalement livre a un recensement des legisla tions et des reglements nationaux, ainsi qu'a celui des institutions et des specialistes interesses a un ou plusieurs secteurs du domaine des rayonne ments non ionisants. Cette enquete s'est appuyee sur Jes reponses a deux questionnaires qui ont ete envoyees par divers gouvernements, ainsi que sur Jes renseignements communiques par de nombreux experts qui ont travaille a l'ouvrage. II en est ressorti qu'il n'existe d'institutions s'occupant des rayonnements non ionisants que dans un relativement petit nombre de pays . A cote des deux pays qui travaillent depuis Iongtemps dans ce domaine, a savoir Jes Etats-Unis et l'URSS, environ Jes trois-quarts de ces pays se situent en Europe. Etant donne que Ia Iiste actuelle est incomplete et que cette premiere tentative de recensement contiendra inevitablement des erreurs et des omissions, ces resultats seront publies separement de maniere a faciliter Ieur revision et Ieur mise a jour.

L'Organisation mondiale de Ia Sante remercie Jes gouvernements de la Bulgarie, de la Republique federale d' Allemagne, de l'Irlande et du Royaume-Uni d'avoir bien voulu accueillir Jes groupes de travail dans leurs pays, et le gouvernement des Pays-Bas de l'appui financier qu'il a apporte a la realisation du projet. Elle remercie egalement le Programme des Nations Unies pour l'environnement qui, grace a )'aide financiere notable qu'il a apportee au projet depuis 1978, en a permis l'achevement et a per mis egalement la publication du present ouvrage. L'appui continu apporte a la realisation du pro jet par M. J.C. Viii forth, Directeur de la Direction de la protection contre Jes rayonnements du Service de sante publique des Etats-Unis, et par son personnel, a ete hautement apprecie. En sa qualite de centre collaborateur de l'OMS pour la normalisation des rayonnements non ionisants, la Direction de Ia protection contre Jes rayonnements a accueilli une reunion d'etude des effets des expositions aux microondes sur la sante. Je remercie aussi le Dr W.H. Parr, Chef de la section des effets des agents physiques, Institut national de la sante et de la securite du tra vail, ainsi que ses collaborateurs, de leur contribution au chapitre consacre aux rayonnements infrarouges.

Certaines figures et certains tableaux du present ouvrage sont extraits de publications anterieures. Dans tous les cas, ces publications ont ete men tionnees. Les auteurs et l'OMS tiennent a remercier leurs editeurs de Ieur avoir accorde l'autorisation d ' utiliser cette documentation .

Je voudrais enfin remercier personnellement tous mes collegues, com mentateurs ou participants aux reunions, qui ont contribue de bien des fa~ons aux diverses etapes a Ia realisation du projet. Leur liste figure a )'annexe I, et je presente mes excuses les plus sinceres a tous ceux dont le nom aurait ete involontairement passe sous silence. Enfin, je remercie cha leureusement de leur etroite collaboration Jes auteurs des chapitres et les autres membres des groupes de travail qui ont participe de fa~on particulie-

rement active a la realisation de ce travail, et dont certains sont devenus pour moi des amis personnels ; je leur suis reconnaissant des efforts inces sants qu'ils ont deployes pour ameliorer et mettre a jour la documentation.

J'ai vivement apprecie Jes concours et la bonne volonte de nombreux membres du personnel du Bureau regional en differentes occasions. II s'agit des secretaires, graphistes, personnel du service de publications et de repro duction, personnel des services d'enregistrement et du courrier, ainsi que de !'administration. Bien qu'il soient trop nombreux pour que je Jes cite cha cun individuellement, tous ont contribue au succes de !'operation. Je remercie egalement de leur concours a la mise en ceuvre et a l'achevement de ce travail M. J. Kumpf et M. I.I. Waddington, ancien chef et actuel directeur, respectivement, de l'equipe de la salubrite de I'environnement au Bureau regional. J'ai ete grandement encourage par l'interet porte a ce tra vail par le Dr Leo A. Kaprio, Directeur regional de !'OMS pour !'Europe, et par le Dr F. Bauhofer, ex-directeur des services de sante, qui ont reconnu combien l'ouvrage permettrait d'ameliorer la protection contre Jes rayonnements non ionisants dans de nombreux pays .

Enfin, je remercierai le Dr Shore d'avoir compris l'interet et Jes avan tages de ce travail pour la comprehension et la cooperation internationales ainsi que des encouragements et des concours incessants dont ii m'a fait beneficier ; le professeur Michaelson de n'avoir epargne ni son temps ni ses efforts pour m'apporter des avis speciaux et Jes concours indispensables ; le Dr R.B. Dean de son aide a la mise en forme de l'ouvrage ; enfin Chris tiane Sorensen qui a ete ma secretaire de 1974 a 1978 et qui s'est consacree entierement a ce projet, en meme temps qu'elle a aide a !'organisation des quatre groupes de travail.

II se peut qu'une edition revue et mise a jour de cet ouvrage soit pre paree a I'avenir, et Jes lecteurs sont done pries de bien vouloir m'adresser leurs commentaires, corrections et observations, ainsi que leurs suggestions pour d'eventuelles additions, a l'adresse suivante : Organisation mondiale de Ia Sante, Bureau regional de !'Europe, 8 Scherfigsvej, 2100 Copenhague 0, Danemark.

CHAPITRE PREMIER

Les ultraviolets M. Faber 0

SOMMAIRE

Page

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Caracteristiques physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Le rayonnement ultra-violet nature! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Propagation et absorption dans Jes tissus biologiques . . . . . . . . . . . . . . . 17 Absorption et effets photochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Effets pathologiques chez l'homme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Effets non stochastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Photosensibilisation chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Effets differes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Les risques de surexposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Dosimetrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Normes de securite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Le rayonnement UV solaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Les sources industrielles de rayonnement UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

INTRODUCTION

Les ultraviolets (UV) presentent un interet special, car leur energie photonique, sensiblement plus forte que celle des autres rayonnements non ionisants, peut done provoquer des reactions biologiques plus diverses. Par contre, leur faible penetration limite aux tissus superficiels la plupart de ces reactions, lorsqu'elles sont directes.

Bien qu'il existe de nombreuses sources artificielles de rayons ultravio lets, le soleil en est la source principale a laquelle la population en general et !es travailleurs de plein air soot naturellement exposes. II faut tenir

0 Professeur et Directeur , The Finsen Laboratory, Institut Finsen, Copenhague, Danemark .

compte de ce rayonnement nature! et de ses variations dans le debat sur Jes limites d'exposition acceptables.

11 est bien connu que Jes UV peuvent declencher des reactions photo chimiques, dont certaines dans la peau. La mieux connue est la production de vitamine D3, indispensable a la prevention du rachitisme chez l'homme. II est difficile de quantifier !'influence des UV sur la sante de l'etre humain, mais on emploie cependant la lumiere ultraviolette artificielle comme appoint dans Jes mines et Jes caves pour proteger Jes travailleurs contre Jes deficiences fonctionnelles (26, 27). Beaucoup d'effets observes, par exemple la diminution d'incidence des maladies infectieuses et celle de l'absenteisme, tiennent peut-etre au pouvoir bactericide de ces rayons (91). Par contre, Jes fortes doses d'UV exercent un puissant effet destructeur sur la peau et sur l'reil. Des doses assez faibles pour ne provoquer que des sympt6mes aigus normalement tolerables peuvent, en s'additionnant, pro duire des effets differes tels qu'une elastose de la peau, une keratose ou divers cancers cutanes. Ces effets sont d'autant plus marques que Jes sujets ont la peau moins pigmentee.

Pour proteger la population contre Jes effets nocifs des UV, notre intention est de determiner les seuils d ' exposition Jes plus acceptables d'apres une comparaison entre Jes bienfaits et Jes risques biologiques de toutes ces influences que nous essaierons le plus possible de quantifier (77).

CARACTERISTIQUES PHYSIQUES

Le rayonnement ultraviolet se situe dans le spectre electromagnetique entre Jes rayons X mous et le spectre visible. D'un point de vue biologique, ii est commode de considerer comme UV !es rayons de longueur d'onde allant de 100 a 380/ 400 nm. La limite inferieure de 100 nm correspond a une energie photonique de 12,4 eV, qui est a peu pres celle qui commence a produire une ionisation dans des materiaux biologiquement importants. L'autre extremite de la fourchette correspond a la plus petite longueur d 'onde visible, qui varie legerement d'un sujet a l'autre mais qui se situe toujours entre 380 et 400 nm.

On a subdivise la gamme des UV en raison des differences de proprie tes physiques et d'effets biologiques qu'on y a constatees. Les longueurs d'ondes inferieures a 190 nm environ constituent l'UV a vide qui est suffi samment absorbe par !'air pour ne produire en principe aucun effet biolo gique, sauf a partir de sources tres puissantes. L'UV lointain se situe entre 190 et 300 nm et l'UV proche entre 300 et 400 nm.

On peut egalement subdiviser !es UV en tenant compte de certains de leurs effets biologiques. Dans ce cas, la fourchette de 400 a 315 nm (la « lumiere noire ») constitue la region UV-A qui produit une fluorescence dans de nombreuses substances. L'UV-B couvre la fourchette de 315 a 280 nm (region de l'erytheme cutane). La plus grande partie des UV solai res biologiquement actifs et potentiellement dangereux qui parviennent a la surface de la terre se situent dans cette region spectrale. L 'UV-C comprend Jes rayonnements de longueur d 'onde inferieure a 280 nm (region germi cide). Ces subdivisions sont toutefois arbitraires et leur usage varie d'un chercheur a un autre.

PRODUCTION

Toute matiere portee a une temperature de 2 500 K OU davantage peut emettre une quantite notable de photons dont Jes energies se situent dans !'ultraviolet. Ces sources incandescentes emettent un spectre continu presen tant parfois des raies.

La plupart des sources artificielles d'ultraviolets peuvent entrer dans Jes categories suivantes :

Decharges gazeuses Lampes a vapeur de mercure (basse, moyenne et haute pression) Lampes a vapeur de mercure et halogenures metalliques Lampes a gaz rares « Photofloods » Lampes a hydrogene et deuterium Arcs a souder

Sources incandescentes Lampes a tungstene et halogenes

Lampes Jluorescentes Tubes fluorescents Lampes fluorescentes « solaires » Emetteurs de lumiere noire

Sources mixtes Arc au carbone.

Le spectre des UV emis varie d'une source a l'autre. Les lampes a vapeur de mercure basse pression emettent un spectre de raies qui font place a des bandes dans Jes lampes haute pression (souvent appelees lampes moyenne pression par les photobiologistes), ces lampes pouvant egalement produire un spectre continu sur une gamme assez etendue de longueurs d'onde. Ce fond continu appara'it surtout dans le cas des lampes a tres haute pression. L'addition d'halogenures metalliques augmente a la fois le spectre continu et le nombre des raies surimposees. Avec Jes lampes a xenon ou hydrogene haute pression, on constate egalement la combinaison de bandes et d'un spectre continu (93) (voir fig. 1 et 2).

L'arc produit pendant la soudure depend moins de !'atmosphere ambiante que de la composition des electrodes . La fig. 3 presente un exemple de spectre produit !ors d'une soudure.

Le spectre des lampes fluorescentes depend des proprietes des phos phores utilises dans l'enveloppe. La petite composante ultraviolette du spec tre des lampes « lumiere du jour » provient quant a elle de la decharge de mercure dans la lampe. La quantite d ' UV depend dans une certaine mesure du verre constituant le tube fluorescent.

Avec Jes lasers, le spectre de raies depend du milieu actif et des condi tions d'operation.

Pour permettre le passage des UV, lorsque la decharge ne se produit pas a !'air libre, ii faut enclore Jes arcs et autres sources dans une enve-

1 ,Or--..--------------------,

Lampe Hg basse pression (germicide) PHg = 1 Pa

0,2

--- .n.______n _ __n__Il _ --~~- ~ -----~ 300 400 500 600 700

Longueurs d'onde (nm) 1,0 r------~ ----------------,

0 ,8

-~ 0 ,6 "' ~ 'j!l ·.; 0.4 C l!! C

0,2

300

Lampe H(t haute pression (spectrale) PHg = 10 Pa

400 500 600 700

Longueurs d'onde (nm) 1 ,0 r------~ ----------

a, >

0,8

-~ 0 ,6

~ 'j!l -~ 0,4 a,

300 400

Lampe Hg tres haute pression (arc court) PHg > 106 Pa

\____________r ~

500 600 700

Longueurs d'onde (nm)

Fig. 1. Spectres d'6mission des lampes a vapeur de mercure (K . Bischoff)

20 E u --3: ::1.

<I) ~

15 0-

~ e> <I) C:

'<I> 10 .., C: <I)

E ~ ·a; 0 5 w

1 ,0 Lampe Hg et halog6nures

0 ,8 haute pression

<I)

-~ 0,6 "' ~ ~ "iii C: 0 ,4 ~ C:

0 ,2

Longueurs d'onde (nm)

Fig . 2. Spectre d'emission d'une lampe Ill vapeur de mercure et halogenures (K. Bischoff)

Precede : GMAW Courant : 150 A Electrode : LINDE 85 Gaz : CO, a 0,02 m'/s

200 300 400 500 600 700

Longueurs d'onde (nm)

800

Fig. 3. Spectre d 'emission d'un arc de soudure au tungstilne (D. Sliney)

loppe de quartz ou de verre transparent aux UV. Par contre, Jes sources de rayonnement visible qui produisent aussi des quantites notables d'UV inde sirables doivent etre munies d'un ecran de verre exterieur qui bloque le pas sage des UV-B et C.

LE RAYONNEMENT ULTRAVIOLET NATUREL

Le soleil est la principale source d'ultraviolets. La largeur du spectre et l'intensite des UV solaires s'expliquent par la haute temperature superfi cielle et la dimension de cette etoile. L'intensite est telle que le rayonnement UV qui atteint !'atmosphere terrestre serait probablement mortel pour la plupart des organismes vivants a la surface du globe. Ces organismes sont heureusement proteges par l'ecran atmospherique ou la couche d'ozone de haute altitude joue un role particulierement important. La fig . 4 presente le spectre solaire avant passage des rayons a travers !'atmosphere et au niveau de la mer. L'intensite du rayonnement a la surface du globe depend de l'epaisseur atmospherique traversee par Jes UV, mais aussi de la latitude geographique, de !'altitude au dessus du niveau de la mer et de l'epoque de l'annee. La dispersion et !'absorption par Jes poussieres, Jes fumees ou la pluie jouent elles aussi un role important. II faut noter que pratiquement aucun UV solaire de longueur d'onde inferieure a 290 nm n'atteint la surface du sol. La fig. 5 presente Jes variations sur l'annee en un point du globe, mesurees au moyen de l'appareil de Robertson-Berger (94), et l'on voit que ces variations sont considerables d'un jour a l'autre. Quand Jes variations annuelles des rayonnements de differentes longueurs d'onde sont rnesurees en moyennes mensuelles (fig. 6), on voit qu'elles ne sont pas identiques pour toutes Jes longueurs d'onde. La comparaison des courbes obtenues a

a, 16 > -~ ~ 12 $ ·u; C 8 a,

100

Corps noir 5 600 K

olaire hors mosphere

Terrestre /", , ·' / -~\ I +-' ' I C'

/~:§ \ ..... 300 700 3000 10 000 30 .000

UV Visible IR proche

300 600 900 1200 1800 2400 3000

Longueurs d'onde (nm)

Fig. 4. Le spectre solaire a} la surface exterieure de !'atmosphere et au niveau de la mer ( 122)

12000~-------------------------------~

> 11000 ::,

10000 ,,,

~ 9000

~ 8 000 C Q)

'6 ·g CJ CT

7000

6000

C 4000 0

·,.::::; 3000 ~

..c, 2 000 E

5000 1

;i 10: J\r' 030 060 120 150 180 270

Quantillme de l'annee

Fig. 5. Nombre total quotidian d'UV en 1974, Minneapolis, Etats-Unis d'Amerique (941

1200

1100

1000

9 00

SOFIA 1200

1100

PLEINE CAMPAGNE

Q) > 800 ·.::

lE 100 ~

~ 600

·u5 500 C !? 400 C

- 300

200l _: ,., _. /

100 _-: <_,./

i i

~ I II Ill IV V VI VII VIII I X

Mois civils

Longueurs d'onde (nm)

· ..... 390 - • -335 -310

·, "> •

X XI XII

1000

900 Q)

.~ BOO <O ~ 700

'$ 60

·en 500 C

!? 400 C

200

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/ 100 • .I

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(

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1460 ,.- '.

/ ' I

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IV V VI VII VI II IX

Mois civils X XI XII

Fig. 6. lntensite mensuelle moyenne du rayonnement UV ll Sofia, Bulgaria, et dans la campagne voisine

la campagne et dans une ville voisine (Sofia) fait appara'itre comment la pollution de !'air reduit le rayonnement UV urbain (fig. 6) . La encore, l'effet differe selon les longueurs d'onde, les plus courtes accusant la plus forte diminution. L'effet de la latitude est presente a la fig. 7(94).

Si la couche d'ozone diminuait d'epaisseur, ii faudrait s'attendre a une diminution de l'absorption des rayons UV critiques ainsi qu 'a une augmen tation considerable des effets photochimiques de ce rayonnement (52).

L'ozone est produit photochimiquement par Jes UV solaires de lon gueurs d'onde tres inferieures a 242 nm. Sa concentration, qui resulte d'un equilibre dynamique entre sa production (4 000 t i s) et sa decomposition spontanee, presente des variations quotidiennes et saisonnieres .

Certaines substances volatiles, produites par l'homme et inertes dans l'atmosphere, peuvent atteindre depuis la terre la couche d'ozone ou elles

.. I 0

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3 _5,-------------------------~

3 .0-

2 .5--

2 .0 - 1.5 -

1 .0 -

• Maune Loa

Tallahassee•

e El Paso

• Albuquerque

• Fort Worth e Oakland

Des Moinase

Philadelphia. Bismarck

• • Minneapolis

o .__ _ __.l __ ____.l __ __._1 ___ ..__1 _ __,1'-----'-1 __ __, 15 20 25 30 35 40 45 50

Degr6s _de latitude Nord

Fig. 7. Nombre d'UV 6rythematiques selon la latitude (94)

se trouvent decomposees par reaction photochimique. L'interet se porte surtout sur !es fluorocarbones halogenes, dont 1 million de tonnes ont ete fabriquees en 1975, car le chlore ou !es radicaux libres issus des reactions photochimiques peuvent attaquer la couche d'ozone et en deplacer l'equili bre vers des valeurs inferieures (92) . Les oxydes d'azote produits par Jes moteurs a combustion interne et par Jes bacteries ont egalement ete mis en cause a cet egard.

II devrait en resulter en definitive, quand un nouvel equilibre aura ete atteint apres un certain nombre d'annees, une diminution de l'ordre de 10 a 150/o qui influera sur le passage des UV a travers la couche d'ozone, aug mentant la quantite d'UV-B a la surface de la terre, ainsi qu'un decalage du spectre vers Jes longueurs d'onde inferieures qui pourrait avoir des con sequences nocives pour toutes Jes formes de vie.

Si les consequences de cette evolution pour l'espece humaine sont evi demment difficiles a evaluer, ii a cependant ete donne a entendre, d'apres des observations effectuees aux Etats-Unis concernant la relation entre !es cancers de la peau et !'exposition aux UV, qu'une diminution de 10/o de l'epaisseur moyenne de la couche d'ozone pourrait entrainer une augmenta tion de 20/o (dans la fourchette 0,7 a 50/o) des cancers non melaniques de la peau aux Etats-Unis (52, 96).

Selon une etude recente de I' Academie nationale des sciences des Etats Unis (121), le risque presente pour la couche d'ozone stratospherique par les emissions de chlorofluorocarbones pourrait etre plus grand qu'on ne l'avait pense jusqu'a ce jour. Cette etude a revele que, si ces emissions se poursuivaient au rythme actuel, la couche d'ozone pourrait se trouver reduite de plus de 16% au milieu du siecle prochain, ce qui entra'inerait peut-etre un accroissement allant jusqu'a 650/o de l'incidence mondiale des cancers cutanes . Si les emissions augmentaient de 70/o entre aujourd'hui et !'an 2000, plus de la moitie de !'ozone stratospherique pourrait finir par dispara'itre.

PROPAGATION ET ABSORPTION DANS LES TISSUS BIOLOGIQUES

La penetration des ultraviolets de faible longueur d'onde dans le corps humain s'arrete a l'epiderme. Les rayons de plus grande longueur d'onde penetrent sensiblement plus loin et, chez !es sujets non pigmentes, on cons tate une penetration jusque dans le derme, notamment aux longueurs d'onde superieures a 300 nm (115) (cf fig . 8).

II en va de meme pour l'reil. Si la plus grande partie des UV est absor bee par la cornee, le cristallin et les tissus de la partie anterieure de l'reil peuvent cependant etre atteints par !es rayons de longueur d'onde supe rieure a 295 nm. L'absorption finale se produit dans le cristallin, et la retine n'est exposee que dans des cas exceptionnels. La penetration des rayons de differentes longueurs d'onde dans l'reil est indiquee au tableau 1. Cependant, le chiffre eleve donne pour l'humeur vitree aux grandes lon gueurs d'onde reste conteste (7).

Longueurs d'onde (nm)

coucfie - cornee

?~ !1!!1_ -:--1-~---•-...... IL,, .... _..,_ Reseau de Malpighi

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Fig. 8. Penetration des rayons UV dans la peau. extrait de 108 (A. Wiskemann)

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ABSORPTION ET EFFETS PHOTOCHIMIQUES

L'absorption des UV depend de Ieur longueur d'onde, comme le mon tre le spectre d'absorption (71).

Les proteines et Jes acides nucleiques sont Jes principaux absorbants biologiques. Les acides nucleiques ont leur maximum d'absorption vers 265 nm, en raison de la pyrimidine. Les acides amines aromatiques sont Jes sites d'absorption par Jes proteines, avec 275 nm pour Ia tyrosine et 280 nm pour le tryptophane.

Le spectre d'action denote Jes reactions d'un systeme a !'irradiation selon !es longueurs d'onde. Dans !es systemes physiques simples, le spectre d'action est identique au spectre d'absorption, mais cela n'est que partielle ment vrai pour !es systemes biologiques car des phenomenes de transfert d'energie, de masquage, etc. (65), encore mal compris, peuvent compliquer Jes resultats et meme donner lieu a des effets de longueurs d'onde non absorbees. Kurzel et al. (61) ont analyse ces effets dans Jes cas de photoke ratite. Les proteines en combinaison avec I' AON, par exemple Jes histones, peuvent Jui etre photochimiquement liees, donnant des croisements ADN proteines. L' AON para'it etre le chromophore le plus souvent a l'origine de !'absorption d'UV (98, 100).

Tableau I. Pourcentage de l'energie atteignant !'epithelium corneen qui parvient a la surface anterieure des divers milieux

oculaires (modifie, d'apres 57)

Longueurs Stroma Humeur Cristallin Humeur Retina d'onde (nm) corneen aqueuse vitree

230 3 235 11 240 19 245 26 250 26 260 26 265 27 270 29 275 31 280 33 285 42 290 52 2 0,4 295 63 9 3 300 70 27 14 305 75 50 37 310 78 64 51 320 81 78 74 0,3 0,3 330 84 80 77 0,5 0,5 350 87 86 83 2 2 360 89 88 85 4 4 370 90 90 87 12 11 380 93 91 88 28 26 390 94 93 91 49 45 400 95 94 93 69 64 450 96 96 84 81 500 96 96 87 84

Apres !'absorption, ii se produit un certain nombre de reactions photo chimiques, dont celles au niveau des acides nucleiques presentent la plus grande importance biologique. Le nombre des photoproduits possibles est grand. Avec l'ADN, des liaisons entre cha1nes et des ruptures de cha!Iles sont produites in vitro. L'action photochimique peut amener la creation d'hydrates de cytosine et d'uracile, mais on n'a pas constate qu'ils produi sent d'effets biologiques apres absorption directe d'energie UV. Le point le plus interessant, au moins dans la region des UV-B, est Ia photoproduction de dimeres covalents de thymidine et d'autres pyrimidines (7). Les effets biologiques de ces lesions ont ete etudies par Wacker et al. (112) sur des bacteries irradiees.

Les atteintes a I' ADN se reparent principalement dans Jes cellules vivantes par excision (« dark-repair »), processus auquel participent au moins 5 enzymes qu'il a ete possible d'isoler. Ces enzymes agissent par excision des dimeres de thymidine et d'autres pyrimidines, reproduisant ainsi une cha1ne d' ADN intacte. Ce mecanisme biochimique primaire, qui a ete etudie sur des bacteries et des cellules de mammiferes et d'etres humains, est maintenant relativement bien compris (31). On a constate des defaillances du mecanisme de reparation dans le cas d'un certain nombre de maladies rares, dont xeroderma pigmentosum est Ia plus importante dans le contexte des degats causes par Jes UV. Selon certaines observations, la constitution genetique, sous la forme de la capacite des lymphocytes a reparer Jes lesions d'origine ultraviolette, peut beaucoup influer sur !'evolu tion des maladies provoquees par ces rayons (62). La reparation en cours est facile a reconnaitre, dans Jes autoradiographies, sous la forme d'une synthese imprevue d' ADN apres incorporation de thymidine tritiee. Cette synthese s'attenue peu a peu jusqu'a s'arreter dans Jes 24 heures qui suivent !'irradiation. L'efficacite du mecanisme de reparation est limitee. Dans Jes cellules HeLa, la vitesse initiale de reparation augmente Iineairement suite a )'absorption de doses pouvant atteindre 30 J/m2

• A des doses superieures, ii n'y a plus d'augmentation du taux d'extraction de thymidine (31). La dose a recevoir pour produire un nombre donne de dimeres depend de la longueur d'onde ; pour Jes longueurs de 254, 290 et 310 nm respectivement, Jes doses s'etablissent dans le rapport 1 :30:6 000. En raison du nombre de dimeres produits, la letalite et la mutagenicite sont plus fortes aux grandes longueurs d'onde. II semble qu'a ces niveaux d'autres types de lesions de I' ADN prennent une importance croissante et finalement dominante (69).

De plus, une reparation post-replication se produit dans Jes cellules de mammiferes, mais ii se peut qu'elle comporte plus d'aberrations. II Jui arrive aussi de faire defaut dans Jes cas de xeroderma pigmentosum.

Les croisements proteines-ADN sont parfois aussi repares, mais ce mecanisme n'est pas encore compris (60).

La .photoreactivation est un autre mecanisme de reparation, indepen dant, ou !'exposition a de grandes longueurs d'onde, UV ou visibles, peut entra!Iler une reparation enzymatique. L'enzyme active dans ce mecanisme n'a pas encore ete decouverte dans Jes cellules de mammiferes (106). Une concordance totale de vues n'existe pas encore sur la signification de ces resultats. Cette enzyme serait aussi absente des cellules de xeroderma pig mentosum (105).

Les reactions photochimiques a effet biologique provoquees par Jes UV

ne se limitent cependant pas aux constituants cellulaires, et la photo oxydation des composants atmospheriques a 316 nm peut, par exemple, agir indirectement sur la sante de l'etre humain (23).

EFFETS PATHOLOGIQUES CHEZ L'HOMME

Du point de vue protection, ces effets peuvent etre divises en deux groupes principaux, dits non stochastiques et stochastiques (51). Les effets non stochastiques, lies directement a l'exposition au rayonnement, sont generalement aigus, tandis que Jes effets stochastiques se presentent comme une augmentation du risque de contracter certaines maladies, dont le cancer tardif est la plus grave.

Effets non stochastiques

Dans ce groupe, la gravite des effets sur Jes sujets exposes varie avec la dose, et ii peut y avoir un seuil au dessous duquel aucun effet ne se produit (51). Ces effets peuvent etre aigus ou differes et peuvent se produire dans toute cellule ou tout tissu a portee du rayonnement.

En raison de la penetration limitee des UV, Jeurs effets sur l'homme sont essentiellement limites a la peau et aux yeux ; ce n'est qu'exceptionnel lement qu'on en constate dans la cavite buccale.

Peau

Quatre modifications immediates se produisent a ce niveau : a) brunis sement de la melanine preexistante ; b) production d'un erytheme (coup de soleil) ; c) migration vers la surface et production de grains de melanine (bronzage) et d) alterations de la croissance des cellules epidermiques. La fig. 9 presente la structure de la peau.

Le brunissement du pigment existant se produit des l'irradiation. La longueur d'onde maximale qui en est la cause est normalement voisine de 360 nm, mais ii arrive cependant que des longueurs d'onde superieures a 400 nm provoquent cette reaction. Elle resulte probablement de l'oxydation de la premelanine deja en place et constitue peut-etre le resu1tat visible de l'elimination des radicaux libres produite par la melanine (37, 39). Elle est fortement marquee dans Jes peaux pigmentees.

La reaction vasculaire de la peau aux UV, connue sous le nom d'ery theme, comprend une vasodilation, une acceleration du flux sanguin et une augmentation de la permeabilite vasculaire conduisant a une exsudation cel lulaire, de leucocytes neutrophiles par exemple.

L'erytheme est forme de deux composantes qui se succedent (22, 67, 78). II commence par un erytheme immediat, de courte duree (1 a 2 heu res), provoque surtout par Jes UV de longueur d'onde superieure a 300 nm. Apres une periode de latence de 2 a IO heures apparait l'erytheme secon daire, plus serieux et qui dure un a plusieurs jours. La duree de la periode de Jatence varie en raison inverse de la dose. L'intensite de l'erytheme va de pair avec la dose re<;ue et, a fortes doses , ii se complique d'une augmenta tion de la permeabilite des vaisseaux qui se manifeste par un redeme et une

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La dose minimale provoquant un erytheme (dose erythemateuse mini male, DEM) est la dose de seuil la mieux definie des effets aigus apres exposition de l'homme aux UV, mais seulement si l'on emploie toujours la meme technique de mesure. La DEM depend de l'absorption et de la dis persion des rayons dans la peau et varie avec l'age, la pigmentation, Jes

expositions precedentes aux UV, l'epaisseur de la peau et le site irradie. Chez Jes Europeens peu pigmentes, la DEM pour la peau non bronzee du thorax est voisine de 100 J / m2 aux longueurs d'onde comprises entre 240 et 290 nm (I 11). Aux longueurs d'onde solaires Jes plus basses de 300 nm, la DEM reste approximativement de 150 J / m2, mais elle augmente rapidement aux plus grandes longueurs d'onde (72).

La troisieme reaction cutanee aux UV est une augmentation de la pig mentation, ou « bronzage », ou le spectre d'action est probablement pro che de celui de l'erytheme. Elle debute par une dispersion dans !es cellules avoisinantes des granules de pigment deja presents. Par la suite, de nou veaux grains de melanine apparaissent.

Le rayonnement UV influe sur la croissance des cellules cutanees. lmmediatement apres !'irradiation, on constate un arret de la croissance cellulaire (16, 34) qui dure 24 heures ou plus, selon la dose, et auquel sue cede une acceleration des mitoses (] 1) qui passe par un maximum a 72 heu res, contre 42148 heures quand le rythme normal est interrompu par un arrachement des couches superficielles de la peau (24). L'augmentation de la production cellulaire a Ia suite une exposition unique de courte duree provoque une hyperplasie de l'epiderme dont le maximum se situe a 5 ou 6 jours (13), et qui se traduit souvent par !'elimination du materiau cellulaire superflu (desquamation). En cas d'expositions repetees, ii arrive que l'epi derme s'epaississe, ce qui attenue la sensibilite de la peau aux expositions ulterieures aux UV.

Les cellules de coup de soleil constituent un phenomene histologique special : elles se caracterisent par un noyau dense et se retrouvent isolees dans Jes couches moyennes de l'epiderme. Comme elles sont gravement lesees, et eventuellement mortes, elles seront eliminees, mais on manque d'informations directes a leur sujet. Les longueurs d'onde comprises entre 260 et 290 nm paraissent toutes egalement actives et !es photosensibilisa teurs, methoxy-8-psoralene par exemple, augmentent Ia production de ces cellules (116).

Dans certains pays, l'emploi de sources fluorescentes d'UV-A pour produire un bronzage rapide s'est largement repandu ces dernieres annees . En raison de l'intensite elevee des rayonnements de certaines de ces lampes, de Ia presence de faibles quantites d'UV-B, et de la connaissance imparfaite de l'effet des hautes doses d'UV-A sur la peau et l'reil, on en est a se demander si ce type d'exposition cosmetique aux UV est a conseiller. A tout le moins, ces appareils devraient etre soumis a une stricte reglementa tion et ii faut aussi tenir compte du risque qu'ils presentent pour Jes sujets photosensibles.

Apres !'absorption de doses uniques tres fortes, !es UV provoquent chez !'animal, souris par exemple, une ulceration suivie de cicatrisation, mais cela ne se produit chez l'homme qu'en presence d'une infection bacte rienne secondaire.

Bouche

Du fait des pratiques dentaires recentes, ou des materiaux plastiques sont durcis (ou traites) aux UV, ii arrive aujourd'hui que la muqueuse buc cale soit exagerement exposee a un rayonnement lorsqu'un appareillage

defectueux est utilise (34). Jusqu'a present, on a seulement observe dans ces cas des erythemes graves de la peau autour de la bouche.

La structure de l'reil appara'it a la fig . 10. Les effets cliniques princi paux des UV sur l'reil sont la photokeratite et la conjonctivite, qui se mani festent entre 2 et 24 heures apres l'irradiation. Les sympt6mes - hypere mie aigiie, photophobie et blepharospasme - durent 1 a 5 jours, sans lais ser en general de sequelles. La photokeratite provient surtout des UV-B, et un peu aussi des UV-A mais avec une sensibilite decroissante. La sensibilite maximale de la cornee se situerait a 270 nm (86) ou 288 nm (20). L'effet correspond a la dose, c'est-a-dire que l'endommagement tissulaire depend de l'energie totale absorbee et non de la vitesse d'absorption. L'effet depend done aussi de la duree d'exposition. On a mesure assez precisement l'energie necessaire pour produire une photokeratite minimale. Le seuil se situe pour 270 nm a 50 J/m2 (87), atteint 550 J/m2 pour 310 nm, puis s'eleve tres rapidement jusqu'a 22 500 J/ m2 pour 315 nm.

Pour provoquer une lesion irreversible de la cornee du lapin, ii faut une exposition deux fois plus forte que pour l'effet minimum. Des exposi tions a des rayons de 315-325 nm n'ont provoque d'uveite anterieure patente qu'a environ quatre fois la dose minimale. II semblerait que l'effet sur les yeux des primates se produise a partir d'un seuil Jegerement plus bas (87) .

L'importance du probleme des lesions aigues ou durables des structu res oculaires profondes s'est accrue avec l'emploi de sources UV puissantes, lasers y compris. Les effets produits dependent de la penetration des UV a travers Jes milieux oculaires, et l'on voit au tableau 1 que le cristallin peut etre atteint par les ondes de plus de 290 nm. Le spectre d'action pour les

Nerf optique

Humeur vitr~e

Fig. 10. Coupe de l'ceil humain

lesions du cristallin est compris entre 295 et 320 nm (61). D'apres des expe riences sur !'animal, une forte exposition unique et de faibles expositions prolongees provoquent une opacisation. Quelques etudes epidemiologiques sur l'homme conduisent a penser que la lumiere solaire, et en particulier !'UV-A, peut aussi favoriser Jes cataractes (85, 119). Un type de cataracte resulte peut-etre de reactions photochimiques a l'interieur du cristallin, qui mettent en jeu le tryptophane et entrainent la formation d'un pigment brun (cataracte « brune »). Kurzel et al. (61) et Zigman (119) en ont analyse le mecanisme biochimique possible. Les rayons !es plus actifs dans l'opacisa tion passagere du cristallin etaient ceux de 300 nm, mais seulement quand !'exposition depassait 1 500 J/m 2 (87). La lesion devenait permanente a partir d'expositions energetiques environ deux fois plus fortes.

Le probleme des lesions retiniennes n'est pas encore resolu, mais devrait pouvoir l'etre dans le cas de !'UV proche et dans celui de la lumiere visible de courte longueur d'onde notamment apres des expositions de courte duree. On sait que Jes UV peuvent provoquer une erythropsie (rou gissement de I~ vision) passagere (55). Cet effet ne se rencontre couram ment que dans ·1•reiJ aphaque ou le cristallin ne protege plus la retine. Selon des etudes recentes, !'exposition des yeux d'animaux d'experience a des rayonnements de 350-365 nm a endommage Jes zones basales des cellules retiniennes sensibles au bleu (118, 120).

Photosensibilisation chimique

La photosensibilisation est un phenomene a la fois interessant et important en hygiene du travail. Elle se manifeste de nombreuses fa~ons mettant en jeu des mecanismes differents.

Les effets photodynamiques des substances organiques, qui paraissent tous reposer sur le meme principe, sont associes a l'UV-A et a son exten sion dans la region visible. L'energie est d'abord absorbee par le photosen sibilisateur, substance de poids moleculaire relativement faible presente dans Jes cellules, et qui est par exemple un colorant fluorescent (orange d'acridine, riboflavine). Elle peut alors passer dans une molecule-cible, l'oxygene servant de mediateur. L'effet de ce passage est plus serieux quand la cible est I' ADN du noyau ou d'un virus, et que des ruptures de chaines ou des croisements entre chaines peuvent en resulter (99).

D'autres substances, Jes psoralenes naturels par exemple, se Iient a I' ADN apres irradiation et reagissent en presence de thymine et de cytosine. Apres une irradiation a 365 nm, elles forment ainsi des radicaux covalents qui entrainent des liaisons entre chaines, endommageant profondement l'ADN.

Du point de vue clinique, on designe en general par le terme de photo sensibilisation )'action combinee des UV et d'une substance chimique, qui peut conduire a des reactions phototoxiques ou photoallergiques. La photo toxicite est la reaction habituelle chez tous Jes sujets soumis a une irradia tion cutanee d'energie suffisante et de longueur d'onde appropriee en pre sence d'une substance phototoxique. II peut en resulter un simple coup de soleil, mais l'effet est plus marque en presence du photosensibilisateur. La photoallergie, moins commune, depend croit-on d'une reactivite alteree acquise, imputable a une hypersensibilite (soit du type antigene-anticorps,

soit a mediation cellulaire) au photosensibilisateur. Elle peut se manifester cliniquement par un urticaire immediat ou par des reactions papuleuses ou eczemateuses differees et provoquer un accroissement de la sensibilite a la lumiere, meme en l'absence de sensibilisateur. Elle se produit meme a doses relativement faibles et les UV de 300 a 320 nm des lampes fluorescentes blanches (58) suffisent parfois a la provoquer.

Effets differes

Effets differes non stochastiques

Ces effets se produisent au niveau de la peau et de l'reil. Peau. Apres une exposition prolongee de plusieurs annees au soleil, le

derme commence a degenerer et a perdre son elasticite par suite de la degradation des fibres du collagene, combinee avec d'autres alterations his tologiques (25, 80). Les symptomes visibles sont alors des rides profondes de la peau, donnant un aspect de vieillissement precoce. On ne connait pas de relation dose-effet dans le cas de cette reaction chez l'homme.

II arrive que l'epiderme soit Jui aussi mis en jeu et presente alors une keratose actinjque. L'importance de cette lesion est difficile a evaluer, mais l'acceleration de la proliferation cellulaire (114) et l'apparition d'un certain nombre de cellules atypiques (50) donnent a penser qu'elle peut constituer un stade precancereux dans l'evolution d'epitheliomes malpighiens. Bon nombre de ces epitheliomes sont entoures de zones de keratose actinique (50). Selon certains, la keratose actinique serait une perturbation generate de la croissance epitheliale (84).

O!il. Comme on !'a vu, certaines cataractes de !'age avance s'expli quent peut-etre par des expositions repetees aux UV, et specialement a l'UV-A, pendant de nombreuses annees. La relation dose-effet quantitative est inconnue.

Effets stochastiques difjeres

Ces effets sont ceux dont la probabilite, plutot que la gravite, serait fonction de la dose. On ne peut done determiner de seuils d'exposition dans le cas des lesions de ce type (51). La lesion caracteristique apres expo sition aux UV est une tumeur maligne. 11 n'y a aucune raison qu'un dom mage genetique puisse se produire, puisque Jes UV, etant absorbes dans les tissus superficiels, ne peuvent atteindre les gonades.

Peau. Le cancer de la peau est un effet bien connu de l'irradiation aux UV, chez les animaux d'experience et chez l'homme.

On distingue en l'occurrence trois types de cancers : l'epitheliome basocellulaire, l'epitheliome malpighien et le melanome malin. Que Jes UV puissent provoquer des cancers a ete demontre pour tous les types de tumeurs malignes (12, 104) ; il a ete difficile, par contre, de provoquer des melanomes par Jes seuls UV, mais on vient d 'y parvenir chez Jes souris sans poils (49).

Roffo (89, 90) et Funding et al. (44) ont demontre Jes premiers, en tra vaillant sur des animaux, que Jes longueurs d'onde propices a l'apparition de tumeurs sont inferieures a 320 nm. La crete du spectre d'action parait se

situer entre 280 et 320 nm (42) et l'abondant rayonnement solaire de courte longueur d'onde, compris entre 295 et 320 nm, sera done actif a dose assez forte (110). L'irradiation n'est en general efficace que si la dose est etalee sur une periode assez longue (9, JO, 114) et l'effet carcinogene depend du nombre de doses et de la duree d'irradiation. La dose de rayonnement re<;ue en irradiation continue jusqu'a !'apparition des tumeurs est en partie sans effet. Si !'irradiation se produit en temps opportun, Jes tumeurs appara1tront ensuite, meme sans nouvelle irradiation ( 45). A fortes doses, une hyperplasie de l'epiderme se produira durant !'irradiation du fait de l'epaississement de la couche cornee. A doses faibles, ii arrivera que les tumeurs apparaissent sur des peaux a peu pres normales (14). II n'existe done aucune correlation simple entre l'hyperplasie et la formation de tumeurs chez !'animal d'experience (103).

La photosensibilisation peut affecter la carcinogenese, mais ii se peut alors que le sensibilisateur doive se fixer sur l'ADN. Ainsi, !'exposition a des rayonnements de 300 a 400 nm, apres application locale OU generalisee de methoxy-8-psoralene, peut provoquer !'apparition de tumeurs cutanees chez des animaux d'experience (47) . Le cancer de la peau peut aussi, en dehors des photosensibilisants, et comme d'autres cancers experimentaux, provenir d'autres carcinogenes (28), d'immunosupresseurs, etc. (26) .

Chez l'homme, !'observation selon laquelle Jes UV peuvent provoquer des cancers de la peau est d'origine a la fois clinique et epidemiologique. Les epitheliomes basocellulaires et malpighiens apparaissent par predilec tion sur la peau decouverte des sujets a faible pigmentation . De plus, leur incidence depend des expositions accumulees. II devrait etre possible de voir la une relation inverse entre !'incidence de ces cancers et la latitude geogra phique. La meilleure preuve devrait etre apportee par Jes melanomes (fig. 11) (32, 33, 63, 64, 66, 73, 74, 75) sur Iesquels on possede des informations plus sfires que celles concernant les autres tumeurs cutanees, car ils sont plus graves, necessitent un traitement immediat, et sont probablement declares plus frequemment aux registres des cancers. Qui plus est, en raison de Ieur periode de Iatence plus courte, ils permettent des etudes epidemiolo giques plus realistes. Les correlations avec la latitude, par contre, ne sont significatives que pour des populations suffisamment homogenes: des popu lations differentes presenteront des tableaux totalement differents, ce qui prouve bien que d'autres facteurs interviennent largement dans la relation dose-effet.

II n'a pas ete possilJle de determiner de relations dose-effet quantitati ves chez l'homme, etant donne que le nombre des parametres biologiques qui influent sur !es resultats est eleve. Toute augmentation de la pigmenta tion de la peau entra1ne une diminution d'incidence. Ainsi a-t-on observe, dans Ia population indigene de l'Ouganda, que Jes tumeurs cutanees provo quees par !es UV apparaissaient par predilection sur !es cicatrices non pig mentees (29). Meme si la pigmentation est legere, !'augmentation de la tem perature cutanee, par exemple, qui peut provenir d'une irradiation a l'infrarouge (41, 83), augmentera !'action carcinogene des UV. En dehors de la pigmentation, la partie du corps irradiee a aussi son importance, en raison sans doute des differences d'epaisseur de Ia peau.

La periode de Iatence en fonction de la dose de rayons a aussi une valeur significative. D'apres Jes resultats epidemiologiques obtenus au

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Fig. 11 . Incidence annuelle, ajustl!e par age, du melanome cutane, salon la latitude, parmi les femmes de race blanche (graphique superieur) et les hommes de race blan che, aux Etats-Unis, 1970

Danemark, la periode de latence serait de 10 a 15 ans pour le melanome malin (18, 19, 35). II est par contre difficile de determiner la periode de latence des autres tumeurs cutanees, qui se manifestent en general plus tard dans la vie, sont parfois precedees d'anomalies precancereuses prolongees au niveau epidermique, telles que la keratose actinique, et peuvent resulter d'expositions repetees. En fait, on ignore encore sur quels groupes ii con viendrait de travailler pour realiser une etude a ce sujet.

Certaines maladies, par exemple quelques formes d'albinisme heredi taire ou bien xeroderma pigmentosum (56), conduisent a une augmentation de !'incidence des keratoses actiniques et des tumeurs cutanees, du fait pro bablement de deficiences des divers mecanismes reparateurs.

L'intensification de l'activite cellulaire constitue souvent un stade pre cancereux, mais ce n'est apparemment pas le cas du psoriasis, que caracte rise une hyperactivite epidermique generalisee. L'incidence de la keratose actinique dans cette maladie est faible (59), que !'on considere Jes zones c-utanees non traitees (F. Urbach, communication personnelle, 1978) ou la peau toute entiere, y compris Jes zones traitees (53). On postule en general que la reparation incomplete ou erronee des anomalies de I' ADN contribue beaucoup a !'apparition de tumeurs malignes de la peau apres irradiation aux UV. Certaines experiences, ou !'incidence des cancers de la peau etait moindre parmi Jes souris dont on avait inhibe a la cafeine le mecanisme de reparation par excision (117), donnent a penser que la conjugaison d'une reparation complete et de la survie de nombreuses cellules contribue beau coup a la carcinogenese ; cette observation expliquerait peut-etre pourquoi des expositions faibles, mais repetees, contribuent plus que des doses uni ques importantes a la production de cancers chez Jes animaux d'experience. La theorie des microsites qui, selon Blum (J 1), constitueraient Jes points sensibles de carcinogenese, concorde avec l'idee que des lesions inhabituel Jes et non reparees pourraient en etre le point de depart.

On ignore encore si la phototherapie dermatologique au methoxy-8-psoralene entratne ou non une augmentation des tumeurs mali gnes chez l'homme, mais on l'a constate chez des animaux d'experience (45, 48). La relation avec la longueur d'onde presente de l'interet (46) : !'incidence des tumeurs n'a pas augmente parmi Jes animaux traites au methoxylene et irradies a la longueur d'onde normalement carcinogene de 254 nm, mais !'exposition aux UV-A a provoque chez eux une augmenta tion marquee de cette incidence (45). Un probleme similaire peut se poser avec d'autres substances phototoxiques ou chimiques, que !'exposition aux UV ait lieu sous surveillance medicale ou dans un environnement industriel !ors de la production ou de la manipulation de ces substances. Le travail en plein air au contact de photosensibilisateurs ou d'irritants de la peau, par exemple dans le cas des travailleurs du goudron, paratt accrottre le risque. Des experiences sur des animaux ant conduit a penser que Jes agents blan chissants fluorescents augmenteraient le risque de cancer cutane (8, 36), mais des experiences ulterieures n'ont pas confirme cette observation (38, 39).

Ceil. II n'existe a ce jour aucune preuve directe que Jes UV peuvent provoquer des tumeurs, et notamment des melanomes, dans la chambre anterieure de l'reil. On notera que le melanome de l'reil est plus commun chez Jes sujets aux yeux bleus, et que celui de l'iris n'a ete rencontre que

chez ces sujets a !'occasion de !'observation d'une serie de melanomes ocu laires (54) . Des tumeurs de la cornee, fibrosarcomes ou hemangioendothe liomes, ont ete provoquees chez des animaux d 'experience (40), et !'on ren contre des tumeurs, melanomes entre autres, chez Jes animaux domestiques et l'homme dans Jes regions tropicales (29) .

LES RISQUES DE SUREXPOSITION

De nombreuses situations comportent des risques de lesions dues a des expositions aigues ou chroniques aux UV.

Ces expositions proviennent surtout des UV naturels. Tous les travail leurs en plein air courent potentiellement le risque d'une surexposition dont les consequences peuvent etre immediates ou differees . La mode qui con siste a exposer au soleil une tres grande partie du corps accro'it depuis ces dernieres annees !'irradiation de la peau par de fortes doses d'UV. Cela se constate non seulement dans les travaux de plein air mais aussi en vacan ces, comme le prouve l'exode estivaJ d'une grande partie de la population du Nord de ]'Europe vers Jes cotes de la Mediterranee.

Les arcs emetteurs d'UV font partie integrante des conditions de tra vail dans beaucoup d'ateliers industriels. Les arcs de soudure constituent un risque serieux, car ils emettent non seulement des UV, mais aussi des rayonnements visibles et des infrarouges sous la forme de spectre de raies a composante continue. L'aspect de ces spectres differe selon Jes techniques de soudage (107) .

L'emploi d'UV dans certains procedes de reproduction graphique pre sente Jui aussi un risque d'exposition pour Jes techniciens concernes.

Les UV, et notamment l'UV-C, servent a la sterilisation des aliments et de !'air, et peuvent avoir des effets pathologiques suite a des expositions accidentelles, souvent a faible dose mais de longue duree.

De nombreuses sources a la disposition de la population en general sont connues pour emettre des UV, soit comme composante normale de leurs emissions, soit par suite de maJfonction. Ainsi, les tubes fluorescents normaux a lumiere blanche peuvent produire une petite quantite d'UV qui peut suffire pour provoquer une reaction phototoxique en presence d'un photosensibilisateur. De plus, des sources UV se rencontrent depuis plu sieurs annees dans les menages memes aux fins semi-cosmetiques de bron zage par exemple. II peut en resulter des surexpositions si le mode d'emploi de l'appareil n'est pas suivi. Le spectre des tubes fluorescents a lumiere solaire est rarement limite au seul spectre solaire et on y trouve parfois des composants dans l'UV-B et l'UV-C.

L'usage des lampes a lumiere noire pour s'assurer de l'efficacite des brossages dentaires ne constitue pas en general un danger, car !es sources utilisees sont de faible intensite et Jes expositions de courte duree. II en va de meme des tubes fluorescents a lumiere noire utilises par exemple pour deceler les fissures, pour la chromatographie, la philatelie, !'identification des mineraux, !'inspection de documents, etc.

Pourtant, des expositions accidentelles de courte duree accompagnees de symptomes cliniques se sont produites apres rupture des ecrans protec teurs de lampes UV de haute intensite (109) .

La pratique de l'irradiation medicale par phototherapie se repand actuellement. La phototherapie d'enfants qui presentent un ictere neonatal (hyperbilirubinemie) provoque des erythemes lorsque les tubes fluorescents sont mal choisis. L'usage de certains colorants photodynamiques et de la lumiere pour le traitement de l'herpes, comme celui des psoralenes et de l'UV-A contre d'autres affections dermatologiques, le psoriasis par exemple (PUVA), expose le patient a certains risques, mais leur nature n'est actuel lement connue qu'a titre experimental. Jusqu'a present, le spectre d'action de l'erytheme est le seul effet qui ait ete bien etudie quantitativement (80) . Ni le spectre d'action de cet effet sur le psoriasis, ni son spectre carcino gene potentiel, ne sont connus (17). Faute de precautions correctes, les manipulateurs eux-memes peuvent se trouver exposes a des risques.

La question des lasers UV est traitee en detail au chapitre 2. A propos de surexposition, ii ne faut pas perdre de vue que tout ce qui

reduit la penetration des UV solaires dans !'atmosphere peut reduire la quantite de rayonnement recue par l'homme, ramenant son exposition a un niveau proche de celui qui est necessaire au maintien de la vie ou inferieur a ce dernier. II faut peut-etre alors recourir comme appoint a certaines sources artificielles sous controle strict, et, dans toute situation, mettre en balance les avantages obtenus et les risques courus .

DOSIMETRIE

S'agissant de normes, ii est bon de pouvoir non seulement mesurer les doses emises, mais aussi enregistrer, par un moyen quelconque de dosime trie individuelle, Jes doses recues par Jes sujets a proteger. II faut cependant se rendre compte que la dose absorbee par les cellules sensibles peut etre difficile a evaluer. La plus grande partie des materiels de mesure des doses aux fins de protection sont encombrants, delicats et mal adaptes a une utili sation sur le terrain. En general, on emploie des detecteurs a photomultipli cateur ou a photodiode. Pour determiner la distribution spectrale, ii est possible de differencier !es longueurs d 'onde au moyen par exemple d'un monochromateur a reseau ou de filtres, et le dispositif optique de transmis sion doit etre fait de quartz pour Jaisser passer la totalite des UV. On peut realiser des mesures des larges bandes de bonne qualite mais des erreurs considerables peuvent se produire si l'on veut arriver a une differenciation integrale, par suite par exemple du manque de precision des definitions des bandes etroites du a l'usage des filtres.

II est interessant, du point de vue dosimetrie, d'etre renseigne dans le detail sur la quantite de rayonnement solaire produisant un erytheme. Pour cela, on a concu un dosimetre totalisateur analogique (Robertson-Berger) (6) et l'on publie aujourd'hui des courbes annuelles de l'effet erythematique du soleil en differents points du globe (94).

On a fabrique un detecteur de danger (88) consistant en un dispositif de filtrage des bandes larges de sensibilite maximale a 270 nm, et qui ne reagit pratiquement pas au dessus de 325 nm. II correspond aux normes indiquees ci-apres et doit en principe bien convenir pour la surveillance des lieux de travail.

Bien que portatifs, ces instruments ne peuvent ni Jes uns ni Jes autres servir pour une dosimetrie permanente experimentale, ou protectrice dans des cas speciaux. C'est pourquoi Jes travaux actuellement entrepris pour la mise au point de dosimetres thermoluminescents sensibles dans la region des UV presentent de l'interet (2) . Un autre type de dosimetre portatif des bandes larges, utilisant le noircissement d'un film en matiere plastique, a ete utilise avec quelque succes (21, 30), mais au stade experimental seule ment. Avant de pouvoir !'employer pour la protection des travailleurs, ii faudra en definir exactement le mode d'emploi, par exemple la fa~on de prendre en compte l'effet protecteur du moindre mouvement.

NORMES DE SECURITE

Les normes de securite doivent en tout etat de cause tenir compte non seulement des effets nocifs du rayonnement UV, mais aussi de la necessite d'assurer une irradiation minimale pour la production d'une quantite suffi sante de vitamine D 3 qui revet une importance capitale pendant l'enfance et !'adolescence.

La production maximale de vitamine D chez l'homme pendant !'irra diation a des longueurs d'onde inferieures a 366 nm est (3, 4, 5) de l'ordre de 2 a 18 Ul/cm 2 pour une dose UV de 4 a 6 J, mais ces productions varient beaucoup selon Jes parties de la peau et sont moindres avec Jes peaux pigmentees.

Les besoins quotidiens sont difficiles a definir, mais un appoint de 100 a 250 UI, du moins chez les enfants peu pigmentes, suffit a prevenir le rachitisme (95).

Si !'on admet que la totalite du rayonnement UV enregistre par l'appa reil de Robertson-Berger produit de la vitamine D 3 avec la meme effica cite, on peut calculer que Jes besoins quotidiens ne representent qu'un fai ble pourcentage de la DEM re~ue sur le seul visage. Ce calcul s'applique aux enfants, mais ii faut aussi tenir compte des besoins des adultes et sur tout des personnes agees.

Loomis (70) a analyse Jes graves consequences de la conjugaison d'une pigmentation, de mauvaises habitudes sociales et d'une pollution de l'envi ronnement, qui rendent insuffisante !'irradiation UV humaine. L'effet de la pollution de !'atmosphere d'une grande ville sur le spectre UV ressort de la fig. 6.

Jusqu'a present, la recommandation formulee par le Congres ameri cain des hygienistes publics du travail (American Conference of Govern mental Industrial Hygienists, ACGIH), qui fixe une valeur de seuil, a servi pour !'elaboration des principes applicables dans d'autres pays (]). Cette recommandation se base sur le spectre d'action de la dose erythemateuse minimale (DEM) et sur la dose minimale causant une photokeratite chez Jes sujets normaux a peau blanche, et seuls done !es effets aigus y ont ete pris en consideration. Pour l'UV-B et Jes rayons de plus faible longueur d'onde, !'exposition a l'energie rayonnante sur toute periode de 8 heures ne doit pas depasser le chiffre indique au tableau 2. Dans la gamme des 320 a 400 nm, l'eclairement energetique total de la peau non protegee OU de l'reil ne doit

pas depasser 10 W /m 2 pendant plus de 103 secondes (environ 17 minutes). Pour des expositions energetiques de plus courte duree, il ne doit pas depasser 10 kJ/m 2

On a propose une methode de determination des quantites relatives d'UV provenant de sources lumineuses et des nombres-guides correspon dant aux illuminations maximales qui ne depassent pas les normes ACGIH (15):

Les chiffres du tableau 2 ne s'appliquent qu'aux sources monochroma tiques d'UV. L'exposition maximale acceptable a une source a large spectre peut se calculer en faisant la somme des contributions de toutes ses compo santes spectrales, chacune etant ponderee par son efficacite spectrale rela tive S qui figure au tableau 2. De plus, !es nombres-guides ne doivent pas servir pour determiner les limites d'exposition des sujets photosensibles.

Tableau 2. Valeurs de seuil et efficacite spectrale relative par longueur d'onde en 8 heures d'exposition

Longueurs d'onde, " (nm)

200 210 220 230 240 250 254 260 270 280 290 300 305 310 315

Valeurs de seuil J/m2

1 000 400 250 160 100 70 60 46 30 34 47

100 500

2 000 10 000

Efficacit~ spectrale relative, S"-

0,03 0,075 0,12 0, 19 0,30 0,43 0,50 0,65 1,00 0,88 0,64 0,30 0,06 0,015 0,003

Jusqu'a present, aucun des produits recommandes ne prend en compte le risque de carcinogenese, car ni le spectre d'action, ni la courbe dose reaction chez l'homme ne sont connus. 11 faut esperer parvenir a les deter miner en comparant les incidences des cancers avec les eclairements energe tiques UV, mesures selon la methode de Robertson-Berger (94).

PROTECTION

Le rayonnement UV solaire

La faible penetration des UV facilite la protection, puisqu'ils sont arre tes par la plupart des vetements. Ceux-ci, bien entendu, ne protegent ni le visage ni les mains pendant le travail en plein air. De plus, on doit se rap peler que !es vetements ne protegent pas tous de la meme fa~on ; par exem-

pie, il y a de bonnes raisons de croire que les bas transparents laissent pas ser assez d'UV pour produire des melanomes de la peau. Les dermatolo gues ant aussi constate que les matieres synthetiques utilisees pour la con fection de robes et de chemises laissent passer assez d'UV pour qu'une reaction de la peau se produise en presence de substances phototoxiques (83). II est possible aussi de se proteger au moyen de substances anti solaires qui absorbent Jes UV ou reflechissent les rayonnements. Parmi Jes premiers, l'acide p-aminobenzo'ique et quelques-uns de ses esters sont Jes plus efficaces. Ils peuvent facilement s'appliquer en lotion, en creme ou de preference en solution alcoolique (82) et reduisent l'erytheme produit par l'UV-B tout en ralentissant le bronzage.

Certains pensent que le {3-carotene pourrait agir comme protecteur uni verse! (76), mais comme son efficacite eventuelle contre la protoporphyrie erythropo'ietique, qui est une affection de photosensibilisation, a ete mise en doute, son utilite generale n'est pas evidente. L'observation recente selon laquelle l'acide retino'ique, qui est une substance apparentee, permet de reduire Jes doses necessaires au succes des traitements PUV A du psoria sis (43) est interessante, considerant l'effet inhibiteur de cet acide sur Jes tumeurs cutanees (101, 113). Pourtant, comme des experiences sur !'animal donnent a penser que l'acide retino'ique est carcinogene (F. Urbach, com munication personnelle, 1978) et peut accelerer la proliferation cellulaire (101), la prudence s'impose.

Les sources industrielles de rayonnement UV

La protection contre Jes UV en milieu de travail doit consister tout d'abord a empecher la propagation du rayonnement en adaptant comme ii convient Jes sources emettrices ou Jes appareils dans lesquels elles sont placees.

Comme on !'a vu, un grand nombre de sources peuvent etre masquees par un verre protecteur, laissant filtrer par exemple exclusivement Jes rayons de longueur d'onde qui correspondent aux usages prevus de la lampe. Pour Jes lampes a forte intensite contenant des sources UV, on essaie de les equiper de systemes de securite qui arretent !'emission en cas de bris du verre protecteur.

Les materiels utilises en dermatologie pour le traitement du psoriasis (PUV A) fournissent un exemple de cas ou la source doit etre enclose pour proteger le manipulateur. Cela semble difficile, mais comme Jes rayons pro duits se situent principalement dans !'UV-A, cette protection n'a peut-etre qu'un interet minime.

Quand la protection de la source n'est pas possible et que l'eclairement energetique est puissant, ii est obligatoire de proteger non seulement la peau mais aussi Jes yeux. Des normes de protection des yeux existent dans de nombreux pays. La soudure a !'arc est un exemple de travail ou une protection suffisante peut etre obtenue grace a des masques ou des casques convenablement com;us et portes. II arrive cependant qu'au debut de !'ope ration, le soudeur doive enlever I' ecran protecteur, ce qui risque d 'entrainer des photolesions de I' ceil.

II est heureux que le soudeur lui-meme resiste partiellement au danger, car l'ceil rejette Jes filtres dont la capacite d'absorption est insuffisante

dans le visible aux longueurs d'onde proches de !'UV-A (97). II ne suffit pas de proteger le soudeur lui-meme ; Jes alentours doivent etre surveilles et proteges eux aussi pour empecher toute exposition accidentelle de tiers. II faut done placer entre Jes soudeurs et autour d'eux des ecrans fixes traites a Ia peinture non reflechissante pour proteger le cou des soudeurs contre une exposition par reflexion.

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Informations clés

Organisation Organisation mondiale de la santé (OMS)

Type de document Publications

Date d'adoption 1 janvier 1985

Source Organisation mondiale de la santé