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  • Définitions
  • Sources lumineuses

Les sources lumineuses

a- Irradiation solaire

Le soleil est un énorme réacteur qui envoie en moyenne à la surface de la Terre 1,5.1018 kWh par an, ce qui représente approximativement 28000 fois la consommation mondiale annuelle. Les radiations hors de l’atmosphère ont une longueur d’onde comprise entre 200 et 50 000 nm qui est réduite entre 300 et 3000 nm lorsqu’elles atteignent la surface, à cause de l’absorption par les différents composés atmosphériques (ozone, oxygène, dioxyde de carbone, …). Les radiations qui atteignent la terre sans être absorbées ou dispersées sont appelées radiations directes. Les radiations qui atteignent la terre en étant dispersées sont appelées radiations diffuses, et la somme des deux représente la radiation globale.

La figure ci-dessous représente les différents domaines de rayonnement classés suivant les longueurs d’onde.





Comme nous l’avons déjà montré, la photocatalyse hétérogène repose sur l’irradiation d’un semi-conducteur par un rayonnement UV. Le rayonnement UV possède plus de propriétés quantiques que le rayonnement visible ou infra-rouge. La lumière ultra-violette est généralement scindée en 3 parties suivant les effets qu’elle produit.

La région UV-A (315-400 nm), qui est le type de rayonnement le moins nuisible. On l’appelle souvent lumière noire, elle est utilisée pour exciter des matériaux fluorescents pour émettre une lumière visible, qui apparaît dans le noir.

La région UV-B (280-315 nm) est typiquement la plus destructrice, parce que l’énergie du rayonnement est suffisante pour créer des dommages aux tissus biologiques.


Ce domaine de rayonnement est connu pour provoquer des cancers. Il peut être complètement absorbé par l’atmosphère.

La région UV-C (100-280 nm) est complètement absorbée par l’air. Quand les photons UV-C entrent en collision avec de l’oxygène de l’air, le transfert d’énergie est suffisant pour former de l’ozone. Les lampes UV-C sont utilisées pour le traitement de l’eau car le rayonnement permet de tuer les bactéries.

b- Irradiation artificielle

La source de lumière est un facteur très important dans l’élaboration de réacteurs photochimiques. Différentes lampes permettent la production des radiations pour différents domaines de longueur d’onde. Le choix d’une lampe se fait suivant l’énergie de réaction requise dans le processus.

Il y a quatre types de sources de radiation:

- Les lampes à arc : l’émission est obtenue par un gaz activé par collisions avec des électrons accélérés par une décharge électrique. Le gaz activé est en général du mercure et/ou du xénon.

- les lampes fluorescentes : l’émission est obtenue par l’excitation de substances fluorescentes, déposées dans un cylindre, par décharge électrique réalisée dans le gaz à l’intérieur du cylindre. Généralement, ces lampes émettent dans la région visible, mais certaines lampes aux actinides ont une émission dans le proche UV. Il est évident que le spectre d’émission dépend de la nature de la substance fluorescente utilisée. La puissance de ces lampes est relativement faible, environ 150W.

- les lampes incandescentes : l’émission est obtenue par chauffage à très haute température d’un filament, de nature variable, par circulation d’un courant électrique.

- les lasers : ils sont fréquemment utilisés en photochimie et dans bien d’autres domaines. Ils produisent des radiations cohérentes et de très fortes intensités.

En photocatalyse, les lampes à arc ainsi que les lampes fluorescentes sont fréquemment utilisées pour différentes raisons : en utilisant le mercure ou le xénon, le spectre d’émission est très proche du spectre solaire. De plus, ces lampes émettent peu de chaleur par rapport aux autres lampes (incandescence et laser).

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