Solarisation

La solarisation est un phénomène physique de modification temporaire ou permanent de la couleur ou de la transparence d'un matériau lors de son exposition à un rayonnement électromagnétique, en particulier les rayonnements fortement énergétiques tels que les rayons X ou gamma. L'altération de la couleur du matériau peut être permanente. Ce phénomène peut provoquer des altérations des propriétés physico-chimiques et mécaniques du matériau, notamment la dégradation à la lumière des plastiques[1].

Pour les articles homonymes, voir Solarisation (homonymie).

Chambre pour essais de vieillissement accéléré aux intempéries : exposition aux irradiations UV et à la condensation (taux d’HR de 100 %) à chaud.

Effet

Dégradations physico-chimiques

La solarisation s'explique par la création de défauts internes, appelés « centres de couleur » ou « centres F », qui absorbent une partie du spectre visible[2].

Dans les verres, en particulier ceux utilisés en optique, la solarisation a des conséquences diverses : ionisation, capture d'électrons ou de trous, rupture des liaisons Si-O, création de centres de couleur, etc. Ces effets peuvent facilement être amplifiés par la présence d'impuretés qui changent la valence des molécules ou concentrent les rayonnements et occasionnent des dégradations locales du verre[2]. La présence d'ions du manganèse Mn2+ ou Mn3+ suscitent ainsi une teinte colorée mauve dans les verres anciens à cause de leur oxydation[3].

Les verres trempés usuels, souvent des systèmes basés sur des silicates, subissent d'importants dommages du fait de la solarisation, à cause des contraintes de surface suscitées par la trempe. Le surcroît de perte de transmission dans l'ultraviolet est estimé à 2 %[4].

Dopage des verres

Il est souvent préconisé de doper les verres au dioxyde de cérium CeO2 lors de leur utilisation comme vitre de protection anti-radiation, mais il se trouve par ailleurs que la présence d'ions arsenic et cérium combinés ait tendance à paradoxalement renforcer le phénomène de solarisation[5]. On dope aussi parfois les verres au vanadium[4].

Mesure

Le comportement des verres solarisés est étudié en les irradiant à l'aide d'une lampe à xénon, à mercure ou avec un laser UV[6].

En photographie
Photographie présentant un phénomène de solarisation: le soleil apparait noir

La solarisation en photographie n'a rien à voir avec la solarisation décrite plus haut. Il s'agit d'un procédé photographique connu sous différents noms depuis le XIXe siècle, et notamment sous celui d'effet Sabatier, du nom d'un des inventeurs. La solarisation d'une émulsion photographique est une inversion partielle ou totale des densités d'une image qui intervient après une très forte surexposition. On obtient ainsi une photographie à tonalités inversées[7].

Références
  1. (es) Estudio del envejecimiento ambiental de materiales poliméricos y ensayo de sus propiedades
  2. The properties of optical glass, p. 94
  3. J.-M. F. Haussonne et al. 2005, p. 685
  4. Effect of polyvalent ion additions on the solarisation of annealed and toughened glass
  5. //books.google.com/books?id=uVhXAAAAYAAJ[source insuffisante]
  6. Technical information: transmittance of optical glass, p. 7-9
  7. Francis O’Shaughnessy, « LES EFFETS SPÉCIAUX EN PHOTOGRAPHIE ARGENTIQUE », (consulté le ).

Voir aussi

Bibliographie
  • (es) Á. P. Rodríguez, Estudio del envejecimiento ambiental de materiales poliméricos y ensayo de sus propiedades, Holguín, 52 p. (lire en ligne [PDF]).
  • (en) H. Bach et N. Neuroth, The properties of optical glass, Berlin, Springer, , 2e éd., 419 p. (ISBN 3-540-58357-2, lire en ligne).
  • (en) Transmittance of optical glass, Schott AG, coll. « Technical information » (no 35), , 12 p. (lire en ligne).
  • Jean-Marie F. Haussonne, Claude Carry, Paul Bowen et James L. Barton, Céramiques et verres : Principes et techniques d'élaboration, vol. 16, Lausanne, PPUR, coll. « Traité de Matériaux », , 1re éd., 830 p. (ISBN 2-88074-605-1, présentation en ligne, lire en ligne).
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