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Effets de grands écrans à DEL sur la santé des résidents locaux - traduction préliminaire

Sujets: Environnement bâti, Contaminants et dangers, Agents physiques, Établissements publiques Emplacement: Général, Canada

En 2011, trois panneaux d’affichage vidéo haute définition à DEL ont été érigés autour d’un stade municipal. Les résidents de la communauté avoisinante sont exposés aux images lumineuses de ces écrans lorsqu’ils fonctionnent. Un représentant d’un organisme communautaire prônant l’enlèvement des écrans vidéo a demandé au médecin hygiéniste en chef du service de santé publique local si son bureau convient que ces écrans présentent un risque pour la santé des résidents locaux.

Renseignements généraux sur l’étude de cas
Exposition aux sources lumineuses
Effets possibles sur la santé
Exigences relatives à l’évaluation des risques
Conclusions
Remerciements
Bibliographie

Questions :

  • Quels sont les effets possibles de l’exposition aux grands panneaux d’affichage à DEL extérieurs sur la santé des résidents qui vivent à proximité?
  • Quels renseignements additionnels sont nécessaires pour évaluer le risque dans ce cas?

Renseignements généraux sur l’étude de cas

Les écrans à diode électroluminescente (DEL) ont été érigés dans le cadre d’une rénovation générale du stade. Au total, on a installé trois écrans mesurant chacun 30 pieds sur 50 pieds. Deux des écrans sont illuminés chaque jour de 6 h à 23 h. Un logiciel règle l’intensité des écrans au cours de la journée. De 9 h à 19 h, ces deux écrans fonctionnent à 50 % de leur capacité; le reste du temps, ce pourcentage passe à 25 %. Le troisième écran fonctionne selon un calendrier saisonnier et est illuminé du lever au coucher du soleil, sauf les soirs d’activité, comme à l’occasion d’un match de soccer ou de football. De 9 h à 17 h, le troisième écran fonctionne à 50 %; les soirs d’activité, cette période est prolongée jusqu’au début de l’événement. Le reste du temps, il fonctionne à 20 %. Les trois écrans sont illuminés jusqu’à ce que 15 minutes se soient écoulées après la fin de l’événement.

Exposition aux sources lumineuses

Le spectre de la lumière comprend trois groupes de longueurs d’onde : la lumière ultraviolette (UV), la lumière visible (V) et la lumière infrarouge (IR). Nous percevons la lumière visible dans la fourchette de longueurs d’onde allant de 390 à 780 nm. Elle peut être produite artificiellement par divers types d’appareils, y compris les ampoules incandescentes, les lampes à décharge électrique et les appareils d’éclairage à semi-conducteurs comme la DEL. Pour quantifier l’intensité de la lumière visible, on utilise deux types de quantités et d’unités : radiométriques et photométriques.

Les quantités radiométriques décrivent l’absorption d’énergie rayonnante dans les tissus biologiques. Par conséquent, les limites d’exposition sont exprimées en quantités radiométriques comme l’éclairement énergétique (Watts par mètre carré, W/m2), l’exposition énergétique (joules par mètre carré, J/m2), la luminance efficace (Watts par mètre carré par stéradian — l’unité SI d’un angle solide, W/(m2.sr)) et la luminance intégrée dans le temps (joules par mètre carré par stéradian, J/(m2.sr)). Les mesures radiométriques sont normalement effectuées en laboratoire au moyen de spectroradiomètres aux fins du calibrage et de l’évaluation de la puissance de sortie des petits et grands écrans de visualisation.

Les quantités photométriques, la luminance et l’éclairement lumineux, décrivent la brillance relative de la lumière visible pour l’œil humain et sont mesurées au moyen de photomètres. On définit la luminance comme la brillance de la lumière d’une source (candela par mètre carré, cd/m2) et l’éclairement lumineux comme l’intensité de la lumière qui tombe perpendiculairement sur une surface (lumen par mètre carré, lm/m2 ou lux), dans les deux cas selon la perception de l’œil humain. L’œil humain est capable de voir sans effort un grand éventail d’intensités photométriques. L’éclairage intérieur moyen produit un éclairement lumineux de 100 à 1 000 lux, et la lumière solaire extérieure moyenne s’élève à 50 000 lux. Le ciel par temps nuageux a une luminance d’environ 3 000 cd/m2; ce chiffre peut atteindre de 6 000 à 10 000 cd/m2 par beau temps1.

Exposition selon l’étude de cas

Puisque le fabricant et les spécifications techniques n’étaient pas immédiatement disponibles, les mesures photométriques réelles sont inconnues. Dans ce cas, la contribution de la lumière artificielle des écrans à DEL extérieurs par rapport aux autres sources est inconnue. Les DEL papillotent à une fréquence qui dépend des fluctuations de celle de leur alimentation. Toutefois, nous ne disposons d’aucun renseignement sur la fréquence de scintillement des écrans à DEL. De plus, la luminance maximale des écrans n’est pas connue, mais la compagnie qui a fourni les écrans extérieurs indique que leur luminance maximale est de 5 000 à 6 000 cd/m2.

Effets possibles sur la santé

Les effets possibles suivants de la lumière artificielle des sources à DEL sur la santé ont été déterminés et sont analysés ci-dessous :

  • épilepsie photosensible;
  • dommages rétiniens;
  • stress et agacement;
  • perturbation du rythme circadien et du sommeil.

La plupart des recherches portent sur l’éclairage intérieur, l’utilisation d’écrans personnels ou les expositions professionnelles à l’éclairage industriel; on ne peut donc pas les appliquer avec certitude au cas de l’exposition à un grand écran extérieur.

Épilepsie photosensible

L’épilepsie photosensible (EPS) se caractérise par des crises épileptiques déclenchées par certains stimuli visuels chez les personnes susceptibles. La prévalence de l’EPS varie selon l’âge, la maladie étant plus fréquente chez l’enfant. Une étude britannique a estimé que l’EPS est rare, sa prévalence s’élevant à 1,2 sur 100 000 personnes dans la population générale, mais à 5,7 sur 100 000 enfants de 7 à 19 ans2. L’EPS peut être déclenchée par des lampes papillotantes, des appareils d’éclairage fluorescent défectueux, la lumière qui passe à travers des stores ou les pales d’un ventilateur, les escaliers roulants, les murs à bandes, voire certains vêtements.

Les stimuli visuels qui causent le plus couramment des crises sont la lumière clignotante et les motifs à bande, à grille ou à carreaux. On a déterminé les caractéristiques clés des stimuli responsables en mesurant les variations d’un électroencéphalogramme pendant une exposition contrôlée à des stimuli visuels3. Les voici :

  • Fréquence de papillotement : une fréquence de 5 à 30 Hz est la plus susceptible de stimuler une crise.
  • Intensité et contraste de la lumière : les images sombres et lumineuses en alternance présentant une différence de 20 cd/m2 sont les plus préoccupantes.
  • Aire du stimulus : plus l’image visuelle est grande, plus la partie du cerveau est stimulée. Ce facteur varie aussi selon la distance entre le sujet et la source.
  • Nombre de répétitions du motif : dans le cas d’une image statique, un motif comptant plus de huit paires de bandes augmente le risque de crise. Si l’image bouge, ce chiffre descend à cinq.
  • Couleur : un clignotement passant d’un rouge foncé et saturé à une autre couleur est plus susceptible de provoquer une crise.

L’Union internationale des télécommunications (UIT) a produit des lignes directrices à l’intention des diffuseurs afin de réduire le risque de crise photosensible4. Les recommandations limitent cinq caractéristiques de la diffusion :

  1. Fréquence : les clignotements dont la fréquence est supérieure à 3 Hz sont interdits.
  2. Variations de luminance : les clignotements dont la variation de luminance est supérieure ou égale à 20 cd/m2 sont interdits.
  3. Aire de clignotement : les clignotements sur plus d’un quart de l’aire de l’écran sont interdits.
  4. Couleur : le papillotement à partir d’une lumière rouge saturé est interdit.
  5. Motifs à bande : les couleurs, la taille et la durée des images à bandes sont limitées.

On recommande aux patients atteints d’EPS d’éviter les stimuli et les autres facteurs qui les rendent plus susceptibles de subir une crise (p. ex., fatigue, alcool). En cas d’exposition, on leur suggère de diminuer l’étendue du champ visuel et, par conséquent, de la partie du cerveau stimulée en s’éloignant de la source potentielle ou en se cachant un œil jusqu’à la fin des stimuli2.

Dommages rétiniens
Parce que l’œil concentre la lumière visible, la rétine peut être endommagée si l’énergie absorbée est suffisante pour en augmenter la température et dénaturer les protéines rétiniennes. Le réflexe d’évitement de la lumière intense – contraction de la pupille, tourner la tête, fermer les yeux – peut protéger contre ces dommages, mais dans le contexte d’une lumière très puissante ou d’une exposition prolongée, ce réflexe peut être insuffisant pour prévenir une blessure aiguë. Dans des études portant sur des animaux, la rétine semble particulièrement sensible à la lumière bleue ayant une longueur d’onde de 400 à 460 nm. La lumière bleue a un effet photochimique unique sur la rétine par comparaison aux autres couleurs (longueurs d’onde), lequel effet rend la rétine plus sensible.

La Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants (CIPRNI) a établi les limites applicables aux sources lumineuses pour protéger la rétine humaine : les sources dont le niveau de luminance est inférieur à 10 000 cd/m2 ne sont pas dangereuses et les mesures radiométriques sont inutiles5. Si la luminance dépasse 10 000 cd/m2, il faut effectuer des mesures radiométriques autour de la source pour déterminer si la luminance efficace est inférieure à la limite de 100 W/m2.sr pour l’exposition prolongée (p. ex., plus de 10 000 seconds, soit 2 heures et 45 minutes).

Le Comité scientifique des risques sanitaires émergents et nouveaux de l’Union européenne a examiné les effets de l’éclairage artificiel sur la santé de la population générale6. Toutefois, l’examen portait sur l’éclairage artificiel utilisé aux fins de visibilité (p. ex., lampes, ampoules) et non sur les autres sources de lumière artificielle comme les écrans à DEL, les téléviseurs ou les tablettes électroniques. En se fondant sur les lignes directrices de l’CIPRNI, le rapport conclut que l’éclairage artificiel utilisé habituellement aux fins de visibilité ne cause pas de dommage aigu à l’œil et que rien ne prouve que l’exposition chronique à la lumière visible (en l’absence de lumière UV) entraîne des effets à long terme.

Stress et agacement

Les caractéristiques de l’éclairage associées à l’agacement ou au stress ont surtout été étudiées dans les milieux de travail intérieurs. Un grand éventail de lieux de travail ont été examinés, y compris des bureaux et des établissements de soins de santé7. Les ampoules fluorescentes qui papillotent sont une source courante de plaintes dans cette documentation : maux de tête, fatigue oculaire et stress général sont attribués au papillotement. Le remplacement des ballasts magnétiques des lampes fluorescentes par des ballasts numériques réduit très efficacement l’inconfort visuel et le stress signalé par les employés de bureau8. La plupart des DEL sont conçues pour s’adapter à ces fluctuations; le clignotement perceptible n’a lieu que si l’on diminue beaucoup l’intensité de la DEL9.

Nous n’avons trouvé aucune étude sur la réaction de stress physiologique à la lumière extérieure indésirable chez l’humain. Toutefois, les facteurs environnementaux que la personne ne contrôle pas, comme la chaleur, le bruit ou la lumière, peuvent causer le stress et l’agacement. Par exemple, dans les bureaux, l’incapacité de contrôler le niveau d’éclairage est associée à une augmentation du stress du travailleur et à une diminution de la productivité7.

Perturbation du rythme circadien et du sommeil

Presque tous les organismes, y compris l’humain, ont des rythmes circadiens et biologiques de 24 heures qui influent grandement sur les processus physiologiques et comportementaux. Chez l’humain, le rythme circadien est régulé par plusieurs gènes et hormones et par l’environnement. La lumière est le principal facteur environnemental modulant le cycle circadien humain par son effet sur l’hormone appelée mélatonine. La mélatonine a de nombreuses fonctions chez l’humain, y compris la régulation du cycle veille-sommeil, du système immunitaire et du métabolisme, et elle a des propriétés anticancéreuses comme l’élimination des radicaux libres et l’activation des voies antioxydantes10. L’exposition à la lumière artificielle lorsqu’il fait normalement noir (la « lumière pendant la nuit ») supprime la mélatonine et perturbe le cycle circadien naturel. La stimulation de la rétine par la lumière ayant certaines longueurs d’onde entre 420 et 520 nm (la lumière « bleue ») semble provoquer les effets inhibiteurs les plus puissants sur la production de mélatonine et, même si cet effet n’est pas lié à la technologie qui produit la lumière, certaines sources lumineuses peuvent présenter une répartition spectrale énergétique plus élevée dans cette fourchette (p. ex., les DEL par comparaison aux ampoules incandescentes au tungstène)11. Si le sommeil est perturbé, les effets connexes peuvent comprendre des variations de l’appétit, de l’équilibre énergétique, de l’indice de masse corporelle et de la régulation de la glycémie, ainsi qu’une augmentation du risque de diabète de type 212-14. Ces changements physiologiques et comportementaux associés au manque de sommeil peuvent toucher davantage les jeunes, les personnes âgées, les malades chroniques et les travailleurs de quarts. Toutefois, ces effets n’ont pas encore été étudiés dans le contexte de l’exposition nocturne à la lumière extérieure, et aucun lien causal n’a été établi.

Exigences relatives à l’évaluation des risques

Pour effectuer une évaluation approfondie dans le cadre de cette étude de cas, il faut obtenir de plus amples renseignements. Nous avons besoin de plus de données sur l’exposition, y compris le fabricant des écrans, la fréquence de papillotement et la luminance maximale. Il faudrait aussi recueillir des données sur la population à risque, notamment la distance des immeubles résidentiels avoisinants et la ligne visuelle vers les écrans. Les caractéristiques des populations sont également nécessaires. L’évaluation des risques devrait tenir compte de la population la plus menacée par l’exposition aux écrans à DEL, notamment les personnes atteintes d’EPS. Le fait de combler les lacunes actuelles dans les données pourrait faciliter la détermination des effets pertinents sur la santé, compte tenu de leur prévalence et de leur gravité. Une enquête sur la population qui fournirait des données démographiques et des renseignements sur les effets des écrans à DEL signalés par la collectivité (concernant la santé ou l’agacement) pourrait aussi guider ce processus.

Conclusions

  • Il faut obtenir des renseignements additionnels concernant les écrans à DEL, l’exposition et les caractéristiques de la population pour évaluer précisément la question des effets possibles sur la santé qui sont associés au fait d’habiter près des panneaux d’affichage à DEL.
  • Le risque d’EPS devrait être minimal si les images des écrans à DEL sont conformes aux recommandations de l’UIT visant à prévenir les crises photosensibles.
  • On devrait s’assurer que la luminance maximale des écrans est inférieure à 10 000 cd/m2 pour éviter les dommages rétiniens. Puisque les écrans ne fonctionnent jamais à pleine capacité, il semble improbable que le seuil de 10 000 cd/m2 soit dépassé. Si la luminance des écrans dépasse cette limite, une évaluation plus détaillée de l’exposition est nécessaire. Bien que le risque de dommage rétinien semble faible, aucune recherche n’a porté précisément sur l’exposition aux grands écrans à DEL et les dommages rétiniens.
  • En tant que source de lumière intense que les résidents ne contrôlent pas, les écrans à DEL peuvent causer de l’agacement et du stress chez ceux qui vivent à proximité. La technologie des DEL devrait éliminer le papillotement perceptible qu’on associe à l’agacement.
  • Les écrans contribuent à la lumière associée à l’espace urbain. Toutefois, il nous est impossible de déterminer dans quelle mesure cette lumière additionnelle provenant des écrans à DEL contribue à la perturbation du rythme circadien ou du sommeil, le cas échéant, chez les résidents locaux; la lumière n’est qu’un des nombreux facteurs qui influent sur ces rythmes biologiques.
  • L’insuffisance des renseignements sur les caractéristiques de l’exposition aux panneaux d’affichage vidéo à DEL et de la population touchée ainsi que l’absence de preuves scientifiques pouvant guider le processus empêchent actuellement la réalisation d’une évaluation des risques.

Remerciements

Nous remercions Joanna Oda, Daniel Fong, Abderrachid Zitouni et Tom Kosatsky pour la recherche et la rédaction. Helen Ward et Anne-Marie Nicol ont fourni de précieux commentaires et ont examiné le présent document.

Bibliographie

  1. Rogers SP, Spiker VA, Cicinelli J. Luminance and luminance contrast requirements for legibility of self-luminous displays in aircraft cockpits. Appl Ergon. 1986 Dec;17(4):271-7.
  2. Erba G. Shedding light on photosensitivity, one of epilepsy’s most complex conditions. Landover, MD: Epilepsy Foundation; [cited 2012 July 14, 2012]. Available from: http://www.epilepsyfoundation.org/aboutepilepsy/seizures/photosensitivity/gerba.cfm.
  3. Wilkins A, Emmett J, Harding G. Characterizing the patterned images that precipitate seizures and optimizing guidelines to prevent them. Epilepsia. 2005;46(8):1212-8.
  4. International Telecommunication Union. Guidance for the reduction of photosensitive epileptic seizures caused by television. Recommendation ITU-R BT.1702. Geneva, Switzerland: ITU; 2005. Available from: http://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.1702-0-200502-I!!PDF-E.pdf.
  5. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection. Guidelines on limits of exposure to broad-band incoherent optical radiation (0.38 to 3 µM). Health Physics. 1997;73(3):539-54.
  6. Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks. Health effects of artificial light. Brussels, Belgium: European Commission; 2012. Available from: http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/emerging/docs/scenihr_o_035.pdf.
  7. Cummings J. Wind farm noise and health. Lay summary of new research released in 2011. Santa Fe, NM: Acoustic Ecology Institute; 2012 Apr. Available from: http://www.acousticecology.org/wind/winddocs/AEI_WindFarmsHealthResearch2011.pdf.
  8. Wilkins AJ, Nimmo-Smith I, Slater AI, Bedocs L. Fluorescent lighting, headaches and eyestrain. Light Res Technol. 1989 March 1, 1989;21(1):11-8.
  9. Bullough JD, Sweater Hickcox K, Klein TR, Narendran N. Effects of flicker characteristics from solid-state lighting on detection, acceptability and comfort. Light Res Technol. 2011;43(3):337-48.
  10. Blask DE. Melatonin: chronobiological and chronopharmacological role in cancer prevention and treatment. Alternative Medicine Alert. 2005;8(10):109-13.
  11. Bartholomew RE. Re: "Epidemic hysteria: a review of the published literature". Am J Epidemiol. 2000 Jan 15;151(2):206-7.
  12. Taheri S, Lin L, Austin D, Young T, Mignot E. Short sleep duration is associated with reduced leptin, elevated ghrelin, and increased body mass index. PLoS Med. 2004 Dec;1(3):e62.
  13. Van Cauter E, Spiegel K, Tasali E, Leproult R. Metabolic consequences of sleep and sleep loss. Sleep Med. 2008 Sep;9 Suppl 1:S23-8.
  14. Chapman S, Simonetti T. Summary of main conclusions reached in 17 reviews of the research literature on wind farms and health. Sydney, Australia: School of Public Health, University of Sydney; 2012 Jan. Available from: http://tobacco.health.usyd.edu.au/assets/pdfs/publications/WindHealthReviews.pdf.

 Janvier 2013