Les dommages insoupçonnés du soleil

Par Caroline Lachance, technicienne, Innofibre

En 2024, nous sommes tous sensibilisés aux dommages que le soleil peut causer à notre peau comme le cancer.  Nous appliquons des crèmes solaires afin de bloquer les rayons ultra-violets du soleil (UV) avant qu’ils ne pénètrent dans la peau. Certaines crèmes forment un écran solaire physique, qui fait rebondir les rayons UV, alors que d’autres crèmes créent un écran solaire chimique qui absorbe les rayons UV.

Mais que sont les rayons UV ?  Ils font référence à un type de rayonnement électromagnétique avec des longueurs d’ondes plus courtes que la lumière visible mais plus longues que les rayons X. Les UV se divisent en trois catégories principales :

• UVA (320-400 nm) : constituent la majeure partie de la lumière naturelle du soleil, ils représentent environ 95 % des UV qui atteignent la surface de la Terre.

• UVB (280-320 nm): très peu atteignent la surface de la Terre, car ils sont en grande partie absorbés par l’atmosphère, en particulier par la couche d’ozone.

• UV de type C (100-280 nm): n’atteignent jamais la surface de la Terre parce que l’atmosphère les filtre.

Mais saviez-vous que les rayons UV n’altèrent pas seulement notre peau ?

En effet les UV affectent principalement les matériaux organiques, mais peuvent aussi influencer certains matériaux inorganiques. L’altération par UV désigne les changements et dégradations que subissent les matériaux lorsqu’ils sont exposés aux rayons UV. Les rayons UV peuvent provoquer la dégradation des pigments et des colorants, entraînant une perte de couleur, un blanchiment ou un jaunissement des matériaux. Ils peuvent briser les chaînes des polymères, rendant les matériaux plus cassants et moins élastiques.

Des tests de vieillissement accéléré permettent de comprendre comment les matériaux se comporteront sous une exposition prolongée à la lumière solaire, permettant ainsi de développer des produits plus durables et résistants. Ces tests s’effectuent dans des chambres spéciales, comme la chambre Q-SUN d’Innofibre (figure 1), où les échantillons sont exposés à des lampes UV simulant la lumière solaire. Les conditions de test incluent souvent des cycles d’humidité et de température pour imiter les conditions extérieures.

L’utilisation d’une chambre de vieillissement accéléré présente plusieurs avantages pour les industries qui cherchent à garantir la qualité et la durabilité de leurs produits. Les tests de vieillissement accéléré permettent de simuler plusieurs années de dégradation en quelques jours ou semaines, ce qui est crucial pour le développement rapide de nouveaux produits. Ils aident à prédire la durée de vie et la performance des matériaux et des produits sous différentes conditions environnementales, telles que la lumière, la chaleur, l’humidité, et autres agents corrosifs.

En identifiant les points faibles ou les défauts des produits avant leur mise sur le marché, les fabricants peuvent améliorer la qualité et la fiabilité de leurs produits. En effet, détecter les problèmes potentiels de vieillissement et de dégradation tôt dans le cycle de développement peut éviter des coûts élevés associés aux rappels de produits ou aux réclamations de garantie. De nombreuses industries, telles que l’automobile, l’électronique, et les matériaux de construction, doivent se conformer à des normes de durabilité spécifiques telles que ISO, ASTM, AATCC, GB/C etc. Les tests de vieillissement accéléré permettent de vérifier que les produits répondent à ces normes.

Les tests de vieillissement accéléré permettent également de prouver la fiabilité des produits par rapport à ceux des concurrents.

En recherche et développement, ils permettent d’étudier les mécanismes de dégradation et de trouver des moyens d’améliorer les formulations de matériaux, les revêtements, et les méthodes de fabrication pour augmenter la résistance au vieillissement. Par exemple, dans un projet de recherche chez Innofibre, la chambre de vieillissement a permis d’évaluer l’impact des UV sur la stabilité de la couleur d’un papier lors de l’ajout d’un pourcentage de biomasse de microalgues dans la pâte (figure 2).

En somme, les chambres de vieillissement accéléré sont des outils essentiels pour garantir la robustesse, la fiabilité et la durabilité des produits tout en permettant aux entreprises de respecter des délais de développement serrés et de répondre aux exigences réglementaires.