Добірка наукової літератури з теми "Éclairage artificiel – Effets physiologiques"

La lumière artificielle nocturne (LAN) masque les cycles naturels lumineux utilisés par les organismes pour synchroniser leurs rythmes biologiques avec l’environnement. En perturbant ces rythmes, LAN peut avoir de graves conséquences physiologiques. LAN touche fortement les environnements côtiers du fait de l’importante et croissante densité de population humaine. Cependant, malgré cette menace grandissante, les effets de LAN sur ces écosystèmes sont peu étudiés. L’huitre Crassostrea gigas est une espèce clé des environnements côtiers susceptible d’être exposée à LAN. Ce travail évalue les effets de LAN à des intensités faibles et realistes sur le rythme journalier comportemental et l’horloge interne de l’huitre en fonction de l’intensité, de la composition spectrale et de la modalité d’exposition. Par ailleurs, est aussi étudié l’impact de LAN sur la croissance coquillère et le microbiote branchial de l’huitre. Les résultats indiquent que LAN affecte le rythme journalier comportemental de C. gigas et son horloge moléculaire dès 0.1 lx avec les effets les plus forts en lumière bleue et les moins forts en lumière verte. De plus, cette étude suggère que couper les éclairages directs en milieu de nuit mais en présence d’éclairage indirect (« skyglow ») peut aggraver certains effets néfastes. Enfin, LAN diminue la croissance coquillère et entraine une dysbiose du microbiote branchial. Ces effets sont directement corrélés à la robustesse du rythme journalier
Artificial Light At Night (ALAN) masks natural light cycles used by organisms to synchronize their biological rhythm with the environment. By disrupting these rhythms, ALAN can have harmful physiological consequences. Coastal environments are largely affected by ALAN due to the high and growing human population density. However, despite this growing threat, ALAN effects on these ecosystems are poorly studied. The oyster Crassostrea gigas is a key species of these ecosystems likely exposed to ALAN. This work evaluates ALAN effects at low and realistic intensities on the oyster’s behavioral daily rhythm and on its internal clock according to its intensity, spectral composition and exposure modality. Furthermore, the impact of ALAN is also studied on the oyster’s shell growth and gill’s microbiota. Results show that ALAN affects the oyster behavioral daily rhythm and its molecular clock, suggesting a disruption of its functioning, strating from 0.1 lx with the strongest effects in blue light and the least strong in green light. In addition, this study suggests that cutting off direct lighting in the middle of the night but in the presence of skyglow could increase harmful effects. Finally, ALAN reduces shell growth and leads to dysbiosis of the gill’s microbiota. These adverse effects are directly correlated with the daily rhythm robustness

L’inadaptation des travailleurs aux horaires de nuit est très souvent la cause de nombreux accidents de travail, de diminution de la performance ou de dégradation de leur santé affectée par des pathologies principalement liées aux troubles des rythmes circadiens. Les conséquences socio-économiques sont énormes et cette problématique va encore s’étendre dans le futur avec les exigences et les nécessités du travail de nuit. L’absence de la lumière naturelle du jour et les caractéristiques spectrales impropres des lumières artificielles utilisées la nuit sont généralement responsables de cette inadaptation au travail de nuit. De nombreuses recherches scientifiques ont montré l’existence d’interactions entre lumière, oeil et horloge biologique. Puisque les ondes bleues et rouges, en particulier, joueraient un rôle déterminant dans l’accroissement et le maintien de la vigilance des travailleurs, le laboratoire de photobiologie de l’université Laval propose, dans le cadre de ses activités de recherche, une solution de contrôle de l’horloge biologique par une lumière artificielle spécifique dans le but de favoriser l’adaptabilité des travailleurs aux horaires de nuit. La solution préconisée consiste en un dispositif de transformation d’un signal électrique de faible puissance en signal photonique calibré, riche en bleu et légèrement dosé de rouge. Pour évaluer son efficacité, notamment sur l’état de vigilance, nous avons conçu et développé une méthodologie comprenant un banc d’essai et une expérience dans un espace multivariable capable de traduire les modifications générées sur les comportements psychophysiologiques. La concentration de la mélatonine1 est la mesure la plus privilégiée comme marqueur de phase circadienne et de la réponse de l’horloge biologique. Mais son utilisation est ardue, contraignante et son obtention est non instantanée. C’est pourquoi nous proposons aussi d’explorer, au moyen de la méthodologie développée, la variabilité du rythme cardiaque comme marqueur biologique des effets de la lumière. Le rythme cardiaque présente l’avantage d ’être facilement accessible, sa mesure est non invasive et sa réponse est presque immédiate à des phénomènes rapides comme la lumière. De plus, la relation établie entre température et vigilance pourrait être reflétée similairement avec les composantes très basses fréquences de la variabilité du rythme cardiaque, lesquelles caractérisent le phénomène de la thermorégulation. C’est dans cette perspective que nous chercherons à mettre en évidence, dans la variabilité du rythme cardiaque, un marqueur spécifique des effets d ’un signal photonique calibré. Nous introduirons aussi l’utilisation d’outils d’analyses spectrales que nous appliquerons sur des fenêtres temporelles glissantes d’une largeur contrôlée. La méthodologie arborée, avec la représentation spectrale de la variable du rythme cardiaque, a permis d ’identifier une sensibilité marquée, principalement des composantes de la thermorégulation (0,02 - 0,05 Hz), aux signaux photoniques combinant des ondes bleues et rouges. Le signal photonique bichromatique bleu rouge puisé (BR ) semblerait montrer une efficacité encore plus élevée comparée au signal bleu rouge continu (BR). Cette efficacité est interprétée indirectement par un accroissement de la vigilance, car l’énergie de la thermorégulation baisse avec l’augmentation de la température corporelle qui est elle-même corolaire à l’augmentation de la vigilance.

L’emprise de la lumière artificielle s’étend de manière importante et rapide à travers le monde entier et est en train de changer le paysage nocturne menaçant ainsi une large part des écosystèmes. L’augmentation des niveaux de lumière la nuit entraîne une perturbation du rythme circadien et par là une modification des comportements des espèces nocturnes mais aussi diurnes et des interactions entre espèces. Malgré l’importance de l’enjeu que représente la pollution lumineuse, le manque de connaissances dans le domaine limite la création de réglementations pour réduire l’impact de l’éclairage nocturne sur la biodiversité. Il est donc urgent d’apporter des éléments concrets pour construire des recommandations et des outils d’évaluation à destination des gestionnaires du territoire.Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est d’étudier l’impact de la pollution lumineuse sur la faune nocturne à deux échelles paysagères afin de préconiser des méthodes d’évaluation et de gestion de l’éclairage artificiel. Nous avons utilisé les chauves-souris comme modèle d’étude car elles sont longévives et nocturnes et donc fortement affectées par la pollution lumineuse. De plus, il a été montré que les tendances de leurs populations tendent à refléter celles d’espèces plus basses dans la chaîne trophique, les rendant ainsi d’autant plus sensibles aux pressions anthropiques. Dans un premier temps, nous avons étudié l’effet de la pollution lumineuse à l’échelle de villes, une échelle paysagère en cohérence à la fois avec les distances de déplacement des individus et avec une réalité de gestion de l’éclairage. Malgré que les espèces anthropophiles vivant toujours dans les grandes villes soient considérée comme bénéficiant de l’éclairage artificiel, ce travail a montré qu’à une échelle regroupant tous les aspects des déplacements quotidiens des individus, l’effet global de la lumière est négatif. De plus, bien qu’une part significative de la pollution lumineuse soit due à l’éclairage public de par sa permanence et son étende, l’étude montre que l’éclairage privé n’est pourtant pas à négliger. Au-delà d’un effet sur le niveau d’activité, la lumière artificielle peut avoir un effet de barrière dans le déplacement des individus et ainsi réduire la connectivité du paysage. Alors que les politiques environnementales sont en faveur du développement de corridors écologiques, la non-inclusion du facteur pollution lumineuse pourrait réduire significativement leur efficacité pour les espèces nocturnes. Un travail de modélisation mettant en lien des données biologiques d’activité avec des aspects paysagers mais aussi lumière a permis de construire des corridors adaptés pour les espèces nocturnes. Cela a aussi mené à des outils d’évaluation de scénarios d’éclairage qui peuvent être utilisés en amont d’aménagements afin de prédire l’impact d’un changement et de les adapter aux enjeux de biodiversité. A une échelle plus fine, il est nécessaire de comprendre quelles caractéristiques des points lumineux sont les plus pertinents à maîtriser afin de formuler des recommandations pour limiter l’impact sur la biodiversité. Nous avons mené une étude de terrain dans un espace protégé où les enjeux sur les chauves-souris sont d’autant plus importants que les espèces les plus sensibles à la lumière y sont protégées, ainsi que leurs habitats, à l’échelle européenne. En travaillant à l’interface entre urbanisation et habitats semi-naturels, nous avons pu montrer que c’est la quantité de lumière émise qui ont l’effet le plus notable. C’est donc ce paramètre sur lequel il faut travailler en priorité pour limiter l’impact de la lumière sur des zones pouvant servir de corridor ou de zone refuge aux espèces sensibles
The spatial extent of artificial light is increasing rapidly and significantly on Earth surface hence changing the nocturnal lightscape and threatening an important part of ecosystems. The rise in nighttime light levels induces a perturbation of the circadian rhythm and thus a modification of nocturnal, but also some diurnal, species behavior and interactions between species. Despite the spread of light pollution being of major concern, the knowledge gaps in this field limit the creation of regulations to reduce the impact of nighttime lighting on biodiversity. Therefore it is urgent to produce clear and practical information to build tools and define recommendations for land managers. In this context, the aim of the PhD thesis is to study the impact of light pollution on nocturnal fauna through two spatial scales in order to propose methods to evaluate and manage artificial light. We used bats as a model species as they are long-lived and nocturnal and thus highly impacted by light pollution. In addition, it has been shown that their population trends tend to reflect those of species lower in the trophic chain which makes them even more sensitive to anthropic pressures. First, we studied the effect of light pollution within cities. This spatial scale is both coherent with bats distance of movement and with the reality of public lighting management. Although some urban-adapted species living within large cities are considered to benefit from artificial light, this work showed that, at a scale including all aspects of bats daily travels, light has a negative effect on bats activity level. Also, even if a large part of light pollution is due to public lighting, the results show that private lighting should not be neglected. Beyond the impact on bat activity, artificial light can have a barrier effect when individuals are transiting and thus reduce the landscape connectivity. Whereas environmental policies are promoting the development of ecological corridors, not considering light pollution could significantly reduce their efficiency for nocturnal species. Modelling the link between biological data and landscape variables including light level allowed us to build adapted corridors for nocturnal species. This lead to the development of a tool to evaluate lighting scenarios that could be used prior to the implementation of a lighting plan in order to predict the impact it would have and hence adapt it to the local biodiversity issues. At a finer scale, it is necessary to understand which light characteristics are the most relevant levers of actions to formulate recommendations to limit light pollution impact on biodiversity. We carried a field work experiment in a protected area where conservation issues on bat species are even higher as the species most sensitive to light are protected there, together with their habitat, at the EU level. We worked at the interface between urban and semi-natural areas and showed that the illuminance was the most important light characteristic. Hence it is on this parameters that regulations should be applied in priority to limit the impact of light on areas that could potentially be used as corridors or dark refuges for sensitive species

Compte tenu des évolutions technologiques et réglementaires actuelles, l’apparition de la technologie LED décuple lespossibilités de conception d’environnements lumineux adaptés aux attentes et besoins des usagers. Bien qu’ingénieurs etarchitectes accordent une importance croissante à la qualité de l’éclairage, peu d’éléments fondamentaux de l’environnementlumineux ont été scientifiquement identifiés au regard des attentes des clients dans le secteur de l’hôtellerie.Dans ce contexte, notre projet de recherche vise à mieux comprendre la perception des environnements lumineux de chambresd’hôtel du point de vue de l’usager, le client de l’hôtel lui-même. Nous faisons l’hypothèse que l’évaluation d’un environnementlumineux dépend à la fois des caractéristiques physiques de l’éclairage, de la situation dans laquelle il est perçu ainsi que descaractéristiques individuelles des usagers qui le perçoivent.Une méthodologie en trois phases a été construite pour tester cette hypothèse et accéder au jugement d’appréciation desusagers d’une chambre d’hôtel en situation réelle. La première phase de ce programme de recherche a permis de mettre enévidence l’importance que le client accorde à la lumière en fonction des situations d’usage qui ponctuent son séjour à l’hôtel,telles que la situation de détente ou de travail. La deuxième phase du programme a conduit à la sélection des paramètres del’éclairage pertinents dans la conception d’environnements lumineux de chambres d’hôtel, fondée sur les préférences de laclientèle. La troisième et dernière phase a permis de mesurer l’influence de la situation d’usage sur l’évaluation desenvironnements lumineux variables en termes de niveaux de lumière (30% et 100% du flux) et de températures de couleur(2700 K, 4200 K).Les résultats de cette étude ont montré que les environnements lumineux préférés des usagers sont caractérisés par une teintechaude et une faible quantité de lumière lors d’une situation de détente, contrairement à une situation de travail où une teintechaude et une forte quantité de lumière des environnements lumineux sont préférées. Des différences dans les caractéristiquesindividuelles, telles que le genre et l’âge, modulent les jugements d’appréciation.De plus, notre projet de recherche porte un enjeu méthodologique, celui de la construction d’un dispositif expérimentalpermettant la formulation et le recueil du jugement d’appréciation des usagers, relatif à l’environnement lumineux d’unechambre d’hôtel dans un contexte écologique
Given the current changes in technologies and regulations, the emergence of LED technology multiplies the possibilities ofdesigning indoor and outdoor luminous environments adaptable to user’s needs and expectations. Although engineers andarchitects care about lighting quality, few fundamental elements of luminous environments have been evidenced as importantregarding customers’ expectations in the hospitality.In this context, our thesis aimed at better understanding the perception of light environments in hotel rooms from a users’perspective, the hotel customer itself. We assumed that the judgment of appreciation of a luminous environment depended onits lighting parameters, but also the situation during which the luminous environment was perceived and the individualcharacteristics of the users who perceived it.A three-step methodology was designed to test this hypothesis and to retrieve the judgment of appreciation of the users undera real situation in a hotel room. The first phase of this research program highlighted the importance attached by customers tolight depending on the activities undertaken during his/her stay, such as a situation of leisure or a situation of work. The secondenabled the selection of the relevant lighting parameters to design a luminous environment in a hotel room based oncustomers’ preferences. The third phase was set out to measure the influence of the situation on the assessment ofappreciation of luminous environments varying in terms of illuminance (30% of luminous flux vs 100%) and color temperature(2700K, 4200K).Overall, the users preferred the luminous environment characterized by warm white and dim light while relaxing, whereas theypreferred a warm white and bright light when working. Differences in individual characteristics like age and gender influencedthe assessment of appreciation.Moreover, the methodological issue of our project was to develop an experimental device allowing the formulation and thecollection of the users’ assessments of appreciation regarding luminous environments in a hotel room under an ecologicalcontext