Mesure du facteur de protection contre les ultraviolets (UPF)

L'appauvrissement de la couche d'ozone dans l'atmosphère terrestre fait régulièrement la une des journaux, et la plupart des gens sont conscients de ce grave problème. Le spectre solaire extraterrestre comprend les rayons UVC (100 à 280 nm), UVB (290 à 315 nm) et UVA (315 à 380 nm). Cependant, en raison de l'absorption par la couche d'ozone dans la haute atmosphère, seuls quelques UVC et UVB atteignent la surface terrestre. Par conséquent, tout appauvrissement de la couche d'ozone pourrait entraîner une augmentation des niveaux d'UVB solaires à la surface terrestre.

Une grande partie de cet appauvrissement de la couche d'ozone a été attribuée à la libération de fluorocarbures synthétiques, qui réagissent avec l'ozone, particulièrement dans la haute stratosphère, réduisant ainsi la quantité d'ozone disponible pour protéger contre le rayonnement ultraviolet solaire (UV). Une diminution de 1 % de la couche d'ozone pourrait entraîner une augmentation du rayonnement ultraviolet solaire à la surface de la Terre et, à terme, une augmentation des cancers de la peau.

La lumière du soleil contient de nombreux types de rayons. Les rayons les plus nocifs pour la peau humaine sont les rayons ultraviolets (UV). Deux principaux types de rayons ultraviolets atteignent la surface de la Terre : les UVB et les UVA. Les UVB provoquent des coups de soleil et jouent également un rôle majeur dans le développement du cancer de la peau. Les UVA jouent également un rôle dans le développement du cancer de la peau. De plus, les UVA pénètrent plus profondément dans la peau et contribuent davantage au vieillissement prématuré de la peau.

La lumière du soleil contient environ 500 fois plus de rayons UVA que de rayons UVB. Il est donc crucial de protéger sa peau des effets nocifs des rayons UVB et UVA. Les crèmes solaires chimiques traditionnelles bloquent plus efficacement les rayons UVB que les rayons UVA.

Le facteur de protection contre les ultraviolets (UPF) est une mesure standard utilisée pour évaluer l'efficacité des textiles à protéger la peau des rayons ultraviolets (UV) nocifs. La prise de conscience croissante des risques pour la santé liés à l'exposition aux UV, tels que le cancer de la peau, le vieillissement prématuré et les coups de soleil, s'accompagne d'une demande croissante de vêtements anti-UV.

Le facteur de protection contre les ultraviolets (FPU) indique la quantité de rayons UV qu'un tissu laisse passer jusqu'à la peau. Par exemple, un tissu avec un FPU de 50 ne laisse pénétrer que 1/50e (2 %) des rayons UV. Cela signifie qu'il bloque 98 % des rayons UVA (315-400 nm) et UVB (280-315 nm). Des valeurs FPU élevées indiquent une meilleure protection. Contrairement au facteur de protection solaire (FPS), qui s'applique aux crèmes solaires, le FPU est utilisé spécifiquement pour les textiles et prend en compte à la fois les rayons UVA et UVB.

Les rayons UV du soleil sont l'une des principales causes de lésions cutanées, notamment la forme la plus mortelle de cancer de la peau. Les textiles dotés d'un indice de protection UV (UPF) élevé agissent comme une barrière efficace, réduisant la nécessité de renouveler fréquemment la crème solaire et offrant une protection constante lors d'une exposition prolongée à l'extérieur. Les tests d'indice de protection UV (UPF) sont utiles aux consommateurs, aux fabricants et aux autorités de réglementation en garantissant que les tissus respectent les normes de sécurité et offrent une performance fiable en conditions réelles.

Le facteur de protection contre les ultraviolets (UPF) est mesuré à l'aide de techniques in vitro, principalement des analyses spectrophotométriques en laboratoire. Ces méthodes calculent les propriétés protectrices d'un tissu en évaluant la transmittance des rayons UV traversant un échantillon.

La méthode la plus couramment utilisée pour mesurer le facteur de protection UV est la spectrophotométrie. Elle consiste à analyser la quantité de rayonnement UV transmise à travers un tissu, UVB (280-315 nm) et UVA (315-400 nm), dans la gamme de longueurs d'onde de 280 à 400 nm. Un spectrophotomètre mesure la transmittance spectrale du tissu, et cette valeur est utilisée pour calculer le facteur de protection UV. Le résultat est ajusté en extrayant un intervalle de confiance de 95 % et en arrondissant au multiple de cinq le plus proche afin d'obtenir des valeurs prudentes.

Pour garantir l'exactitude, les tissus sont testés dans des conditions standard :

• Préparation des échantillons : Des échantillons représentatifs sont prélevés dans différents lots afin de tenir compte de la variabilité. Les échantillons sont conditionnés pour stabiliser l'humidité et la température.
• Exposition aux UV : les tissus sont exposés à un rayonnement UV contrôlé à l’aide de lampes à arc au xénon ou d’autres sources UV qui simulent la lumière du soleil.
• Simulations réelles : certains tests évaluent le facteur de protection contre les ultraviolets dans des conditions telles que l’étirement, le mouillage ou le vieillissement accéléré (par exemple, après un lavage ou une exposition prolongée au soleil) pour imiter une utilisation réelle.

Bien que la spectrophotométrie in vitro soit la norme, il existe d’autres méthodes utilisées pour déterminer le facteur de protection contre les ultraviolets :

• Test in vivo : mesure de la dose minimale d'érythème sur la peau humaine, protégée ou non par un tissu, en simulant le rayonnement solaire. Cette méthode est moins courante en raison de contraintes éthiques et pratiques.
• Dosimétrie : Utilise des dosimètres chimiques ou biologiques (par exemple, des films en polysulfone) pour mesurer la transmission UV en conditions réelles. Cette méthode prend en compte le rayonnement diffusé, ce qui peut entraîner des valeurs UPF plus élevées que celles obtenues en laboratoire.

De nombreuses propriétés textiles influencent l'indice de protection UV, ce qui complexifie sa mesure. Parmi les facteurs qui influencent l'indice de protection UV, on peut citer :

• Type de fibre : Les fibres synthétiques comme le polyester offrent généralement une meilleure protection UV que les fibres naturelles comme le coton, grâce à leurs additifs naturels bloquant les UV.
• Structure du tissu : les tissages plus serrés (par exemple, le sergé) et la densité plus élevée du tissu réduisent la transmission des UV par rapport aux tissus à tissage lâche ou tricotés.
• Teinture et finition : Les colorants plus foncés et les finitions bloquant les UV (par exemple les revêtements à base de nanoparticules) augmentent le facteur de protection contre les ultraviolets en augmentant l'absorption ou la réflexion des rayons UV.
• Conditions d'utilisation : Les tissus mouillés ou étirés présentent généralement un indice de protection UV plus faible en raison de leur porosité accrue. Le vieillissement dû au lavage ou à l'exposition au soleil peut également dégrader la protection UV. Les tissus usés, étirés ou mouillés peuvent perdre leur protection UV.

Afin d'assurer la cohérence, plusieurs normes internationales ont été élaborées pour mesurer le facteur de protection UV. Par exemple :

• L'une de ces normes est la norme AS/NZS 4399 « Vêtements de protection solaire – Évaluation et classification ». Cette norme mesure le facteur de protection contre les ultraviolets dans la gamme UVA et UVB (290-400 nm). Elle exige des tests en conditions sèches et humides.
• La norme est la « Méthode d'essai AATCC TM183 pour la transmission ou le blocage du rayonnement ultraviolet pondéré par l'érythème par les tissus ». Cette norme mesure la transmittance UV des textiles à l'aide d'un spectrophotomètre (280-400 nm). Elle inclut le calcul des pourcentages de blocage UPF, UVA et UVB.
• La norme « EN 13758-1 Textiles - Propriétés de protection contre les UV solaires - Partie 1 : Méthode d'essai pour les tissus d'habillement » fournit des méthodes d'essai pour déterminer le facteur de protection contre les ultraviolets des tissus.
• La norme « GB/T 18830 Textiles – Évaluation des propriétés de protection contre le rayonnement ultraviolet solaire » est similaire à la norme EN 13758, mais avec une pondération spectrale solaire chinoise. Un facteur de protection ultraviolet d'au moins 40 est considéré comme une protection qualifiée.

Par conséquent, la mesure du facteur de protection UV (UPF) est un outil essentiel pour évaluer la capacité des textiles à protéger des UV, garantissant ainsi la sécurité des consommateurs et la fiabilité des produits. Grâce à des méthodes précises comme la spectrophotométrie et au respect des normes internationales, les fabricants développent des vêtements anti-UV de haute qualité qui répondent à la demande croissante de protection solaire. Avec l'émergence d'innovations telles que les additifs anti-UV et les tissus intelligents, les tests UVF continuent d'évoluer, offrant une protection renforcée contre les rayons nocifs du soleil.

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