La lumière ultraviolette ou UV est une forme de rayonnement électromagnétique qui se situe au-delà de l’extrémité violette du spectre de la lumière visible. Il a une longueur d’onde plus courte et transporte donc plus d’énergie que la lumière visible. Le rayonnement UV est un composant de la lumière solaire, mais une grande partie est filtrée par la couche d’ozone terrestre et seule une petite proportion atteint la surface. La lumière ultraviolette stimule la production de vitamine D et est responsable du bronzage ; cependant, les niveaux d’énergie plus élevés de la lumière UV peuvent également endommager les cellules. L’irradiation UV peut être utilisée pour tuer les micro-organismes nocifs, mais chez l’homme, une surexposition aux UV peut provoquer des coups de soleil et des problèmes oculaires ainsi qu’augmenter le risque de cancer de la peau.
La lumière UV peut être classée en types A, B et C, selon la longueur d’onde, A ayant la longueur d’onde la plus longue et C la plus courte. Bien que l’irradiation UV de la Terre implique les trois types, les longueurs d’onde plus courtes sont absorbées plus efficacement par l’atmosphère, de sorte que plus d’UVA atteignent la surface que d’UVB et que tous les UVC sont absorbés, sauf à très haute altitude. Étant donné que les UVB ont les longueurs d’onde les plus courtes, ils fournissent plus d’énergie. Cette forme énergétique de lumière UV peut rompre les liaisons qui maintiennent les molécules ensemble, provoquant des changements chimiques dans les matériaux exposés au rayonnement UV.
Les effets des rayons UV peuvent être à la fois bénéfiques et nocifs. La lumière ultraviolette stimule la production de vitamine D3, essentielle à la santé humaine. Le manque d’exposition au soleil peut entraîner une carence, avec des effets sur la santé associés.
La vitamine D3 est produite naturellement à partir d’un composé précurseur présent dans la peau lors d’une exposition aux UVB. Une autre forme de vitamine, connue sous le nom de D2, peut être produite par irradiation UV d’un composé présent dans les plantes. Cela a des effets similaires à D3 et est disponible sous forme de supplément vitaminique.
Les UVA stimulent la production du pigment mélanine dans la peau, entraînant le bronzage, bien que certains UVB soient nécessaires pour amener la mélanine à la surface. Les lits de bronzage utilisent des lampes UV conçues pour produire principalement des UVA, afin de favoriser le bronzage et de minimiser les risques de brûlure et de cancer de la peau. Les preuves suggèrent cependant que les UVA peuvent également contribuer au cancer de la peau et qu’il existe une incidence accrue de la maladie chez les personnes qui utilisent régulièrement des lits de bronzage. Les UVB sont plus nocifs, mais les UVA, en raison de leur longueur d’onde plus longue, pénètrent plus profondément dans la peau. Les deux types contribuent au vieillissement de la peau et une exposition excessive peut provoquer des cataractes dans les yeux.
On craint que l’appauvrissement de l’ozone dans la haute atmosphère permette à de plus grandes quantités d’UVB d’atteindre la surface, ce qui endommagerait les organismes vivants. La vie terrestre et la vie aquatique peuvent être affectées. Le phytoplancton, les organismes marins photosynthétiques simples qui forment le premier niveau crucial de la chaîne alimentaire marine, peut être affecté par les UV jusqu’à une profondeur allant jusqu’à 66 pieds (20 mètres).
En raison de préoccupations spécifiques concernant les effets du rayonnement UV sur la santé humaine, des directives pour la notification des niveaux d’UV ont été publiées par l’Organisation mondiale de la santé. Dans de nombreuses régions, un indice UV est utilisé pour alerter le public du niveau probable de rayonnement UV pour le lendemain. Aux États-Unis, un indice UV allant de 1 à 15 a été développé par l’Environmental Protection Agency (EPA) pour indiquer le risque de dommages cutanés. Un indice de 2 ou moins est faible, tandis qu’une valeur de 11+ est extrême.
Les dommages causés aux organismes résultent principalement de l’effet des UV sur l’ADN, qui absorbe le rayonnement aux longueurs d’onde UVB. Bien que les mécanismes de réparation aient évolué pour restaurer l’ADN endommagé, les effets de l’irradiation UV peuvent empêcher les cellules de se reproduire. L’irradiation UV peut également induire la mort cellulaire ou une croissance anormale, conduisant au cancer.
Les effets néfastes de l’irradiation UV peuvent être mis à profit pour tuer ou désactiver les micro-organismes pathogènes. Comme ils sont constitués de cellules uniques, normalement avec peu ou pas de protection contre les rayonnements, les micro-organismes sont particulièrement vulnérables aux dommages causés par la lumière UV. Les virus et bactéries pathogènes ne survivent généralement pas longtemps lorsqu’ils sont à l’extérieur et exposés au soleil. Un germicide ultraviolet qui fournit un rayonnement UV plus intense que la lumière du soleil peut être utilisé efficacement pour la désinfection dans les hôpitaux et pour stériliser l’eau.