La peinture luminescente, comment รงa marche ?

Cristaux fluos

Tout savoir sur le principe de la photoluminescence

La technologie LuminoKromยฎ exploite le phรฉnomรจne naturel de photoluminescence et lโ€™รฉnergie renouvelable des rayonnements solaires. Ce processus physique permet ร  la peinture photoluminescente de se recharger indรฉfiniment ร  la lumiรจre du jour ou ร  lโ€™รฉclairage artificiel, sans aucune fatigabilitรฉ.

Ainsi, la peinture luminescente capte et stocke la lumiรจre environnante la journรฉe et la restitue dans le noir sous forme de luminositรฉ diffuse pendant dix heures, sans consommation dโ€™รฉlectricitรฉ ni รฉmission de CO2.

 

Mais, comment fonctionne rรฉellement la peinture luminescente ?

L'origine de la photoluminescence

Tout commence par la luminescence marine

76% stats

La luminescence, un phรฉnomรจne naturel

Dans l'ocรฉan,ย 76 % des animaux exploitent le phรฉnomรจne de luminescence. De nombreux poissons ont dรฉveloppรฉ des capacitรฉs de bioluminescence ou photoluminescence pour diverses raisons, notamment la communication, la camouflage, l'attaque ou la dรฉfense. Ils produisent leur propre lumiรจre bioluminescente ou abritent des bactรฉries qui se chargent elles-mรชmes de cette tรขche. Les crรฉatures marines ont recours ร  cette bioluminescence pour sโ€™orienter, communiquer...

De la bioluminescence ร  la photoluminescence routiรจre

A lโ€™exemple des animaux marins, nous avons exploitรฉ la performance exceptionnelle de luminescence dans les pigments prรฉsents dans notre peinture LuminoKromยฎ. Lโ€™objectif est de mettre ร  profit la luminositรฉ naturelle disponible des matiรจres phosphorescentes pour renforcer la sรฉcuritรฉ des dรฉplacements nocturnes (piรฉtons, cyclistesโ€ฆ) dans de nombreuses collectivitรฉs et/ou sites industriels et privรฉs.

Dรจs la tombรฉe de la nuit, la peinture LuminoKromยฎ sโ€™illumine dans le noir et crรฉe un guide lumineux pour une meilleur orientation et visibilitรฉ.

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icone ampoule

En savoir plus sur la luminescence

Le phรฉnomรจne de luminescence est un processus รฉmissif qui regroupe en rรฉalitรฉ de nombreux mรฉcanismes selon le mode dโ€™excitation :

Icone ampoule

La photoluminescence

La photoluminescence rรฉsulte de lโ€™excitation par absorption de photons. C'est un phรฉnomรจne par lequel un matรฉriau absorbe de la lumiรจre et la rรฉรฉmet aprรจs un certain dรฉlai. Cโ€™est lโ€™exemple des tubes luminescents, des colorants fluorescents, des peintures phosphorescentes intรฉrieures et extรฉrieures.

Icone รฉlectricitรฉ

L'รฉlectroluminescence

Lโ€™รฉlectroluminescence est issue dโ€™une excitation รฉlectrique (champ รฉlectrique), utilisรฉe dans les diodes รฉlectroluminescentes (DEL), composants utilisรฉs par exemple pour rรฉtro-รฉclairer les tรฉlรฉviseurs ร  รฉcran LED.

Icone รฉlectronique

La cathodoluminescence

La cathodoluminescence correspond ร  une excitation par collision รฉlectronique, on provoque la collision en accรฉlรฉrant des รฉlectrons grรขce ร  des champs รฉlectriques, par exemple dans les tubes cathodiques.

Icone chimie

La chimiluminescence

La chimiluminescence est une excitation ร  la suite dโ€™une rรฉaction chimique, utilisรฉe par exemple dans les bรขtons lumineux ou se produisant au niveau de la flamme bleue dโ€™un brรปleur de gaziniรจre, dโ€™un briquet.

Icone bioluminescence

La bioluminescence

La bioluminescence est une rรฉaction enzymatique de production de lumiรจre, utilisรฉe par certains organismes vivants comme les lucioles ou par de nombreux animaux marins.

Icone cristal

La cristalloluminescenceย 

Elle rรฉsulte de lโ€™excitation ร  la suite dโ€™une modification structurale cristalline, crรฉation et/ou rupture de liaisons chimiques. On parle ainsi de mรฉcaluminescence, piรฉzoluminescence, triboluminescence.

Icone rayonnement

La radioluminescence

La radioluminescence est une forme de luminescence issue de lโ€™excitation dโ€™une irradiation par RX ou rayonnement ฮฑ, ฮฒ, ฮณ, par exemple dans les รฉcrans de radiographie X. C'est la dรฉsintรฉgration radioactive d'un corps.

La photoluminescence, l'absorption de la lumiรจre

Les avancรฉes scientifiques

1500s - Dรฉcouverte initiale du phรฉnomรจne

Le premier enregistrement de la photoluminescence remonte ร  1602, lorsque l'alchimiste et mรฉdecin italien Vincenzo Casciarolo dรฉcouvrit qu'un certain type de pierre, appelรฉe "baryte" (ou "pierre de Bologne"), brillait dans l'obscuritรฉ aprรจs avoir รฉtรฉ chauffรฉe. Cette pierre contenait de la barytine, un minรฉral de sulfate de baryum, qui รฉmettait une lueur aprรจs avoir รฉtรฉ exposรฉ ร  la lumiรจre et chauffรฉ. Ce phรฉnomรจne a intriguรฉ les scientifiques de l'รฉpoque, car il semblait contredire les connaissances existantes sur la lumiรจre.

1600s-1700s - Les รฉtudes et recherches

La photoluminescence est restรฉe une curiositรฉ pendant plusieurs siรจcles, observรฉe de maniรจre sporadique. Des chercheurs comme Robert Boyle et Robert Hooke ont รฉtudiรฉ divers matรฉriaux luminescents au XVIIe siรจcle, mais la comprรฉhension scientifique du phรฉnomรจne est restรฉe limitรฉe.

1800s - Les avancรฉes majeures sur la photoluminescence

Au XIXe siรจcle, les avancรฉes en physique ont permis de mieux comprendre les phรฉnomรจnes lumineux. Des scientifiques comme Sir George Stokes, qui a dรฉcouvert le phรฉnomรจne de fluorescence en 1852, ont contribuรฉ ร  l'รฉtude de la photoluminescence. Stokes a montrรฉ que certains matรฉriaux pouvaient absorber de la lumiรจre ultra-violette et rรฉรฉmettre de la lumiรจre visible, un comportement qui a jetรฉ les bases de la comprรฉhension moderne de la photoluminescence.

"Si la fluorescence et la phosphorescence, deux formes de photoluminescence, ont fait l'objet d'observations dรจs le XVIe siรจcle, ce n'est qu'au dรฉbut du XXe siรจcle que l'on a compris l'origine de cette curieuse รฉmission ยซ froide ยป de lumiรจre."

Bernard Valeur - Pour la science - 2011.

Quโ€™est-ce qui provoque la photoluminescence ?

En mรฉcanique quantique, le mรฉcanisme photoluminescent fait intervenir deux processus. Le premier concerne laย transition รฉlectroniqueย de lโ€™รฉtat fondamentale ร  lโ€™รฉtat excitรฉ aprรจs absorption dโ€™un photon. Le deuxiรจme concerne le processus de retourย : lโ€™รฉtat excitรฉ retourne vers lโ€™รฉtat fondamental avec libรฉration spontanรฉment de photons.

De maniรจre gรฉnรฉrale, la manifestation photoluminescente est un phรฉnomรจne optique dans lequel les matรฉriauxย absorbent de la lumiรจre ร  une certaine longueur dโ€™ondeย et รฉmettent de la lumiรจre ร  une longueur dโ€™onde diffรฉrente. Ce processus se produit gรฉnรฉralement lorsque les รฉlectrons des atomes ou des molรฉcules dโ€™un matรฉriau absorbent de lโ€™รฉnergie lumineuse et passent ร  des niveaux dโ€™รฉnergie plus รฉlevรฉs. Lorsque ces รฉlectrons retournent ร  leurs niveaux dโ€™รฉnergie dโ€™origine, ils รฉmettent de la luminositรฉ sous forme de photons.

Processus d'absorption photoluminescence

 

Quelle diffรฉrence entre peinture fluorescente et peinture phosphorescente ?

En rรฉalitรฉ, le phรฉnomรจne photoluminescent regroupe les deux processus physiques de fluorescence et de phosphorescence.

  • La fluorescence est une photoluminescence qui disparaรฎt rapidement de 10โ€“9 ร  10-6 secondes dรจs lโ€™extinction de lโ€™excitation.
  • La phosphorescence est une photoluminescence lente de 10-3 ร  plus de 10 heures lorsque les processus de dรฉsactivation sont optimisรฉs

Illustration nรฉon fluorescent

La fluorescence, une luminositรฉ immรฉdiate mais temporaire

Dans ce processus, les รฉlectrons absorbent de lโ€™รฉnergie et se dรฉplacent ร  des niveaux dโ€™รฉnergie รฉlevรฉs. Ils retombent rapidement ร  leurs niveaux dโ€™รฉnergie dโ€™origine, รฉmettant ainsi de la lumiรจre dans un dรฉlai trรจs court, gรฉnรฉralement de lโ€™ordre de nanosecondes ร  quelques microsecondes.

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Concrรจtement, la rapiditรฉ de relaxation dโ€™une matiรจre fluorescente rรฉsulte du processus de dรฉsexcitation entre deux รฉtats de mรชme multiplicitรฉ (ฮ”S=0) qui respecte les rรจgles de sรฉlection de lโ€™รฉmission de photons de la mรฉcanique quantique. A lโ€™รฉchelle molรฉculaire, la transition sโ€™effectue entre un รฉtat singulet S1 et lโ€™รฉtat fondamental S0 sans changement de multiplicitรฉ.

En d 'autres termes, la fluorescence est un phรฉnomรจne lumineux immรฉdiat et temporaire. Lorsqu'un matรฉriau fluorescent est exposรฉ ร  la lumiรจre, il absorbe cette รฉnergie et รฉmet rapidement une lumiรจre visible. Ce processus de relaxation est quasi-instantanรฉ et cesse dรจs que la source lumineuse est retirรฉe. Ainsi, la fluorescence est caractรฉrisรฉe par une brillance instantanรฉe mais รฉphรฉmรจre, s'รฉteignant en mรชme temps que la source d'excitation.

Lโ€™usage de matiรจres fluorescentes est frรฉquemment rencontrรฉ dans notre vie quotidienne et dans de nombreux produits. Il existe un large choix dโ€™objets โ€œfluosโ€ : marqueurs de couleur, accessoires de dรฉcoration pour enfants, bombe aรฉrosol colorรฉe, vรชtements aux couleurs fluos, stickers pour les enfants, peinture, vernisโ€ฆ

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Sources de lumiรจre

La phosphorescence, une brillance longue durรฉe et diffuse

Le phรฉnomรจne phosphorescent est proche de la fluorescence, mais cette fois-ci, les รฉlectrons restent dans des รฉtats excitรฉs pendant une pรฉriode plus longue avant de retomber ร  leurs niveaux dโ€™รฉnergie dโ€™origine et dโ€™รฉmettre de la lumiรจre. Ce dรฉlai peut aller de lโ€™ordre de microsecondes ร  plusieurs heures, voire plus.

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La phosphorescence est un processus de dรฉsexcitation entre deux รฉtats de multiplicitรฉ diffรฉrente qui nโ€™est pas permise par le modรจle quantique, mais qui est rendue possible par le couplage spin-orbite. La transition est en consรฉquence lente ร  sโ€™effectuer. En chimie molรฉculaire, le processus est gรฉnรฉralement rencontrรฉ lors de la relaxation entre un รฉtat excitรฉ T1 (รฉtat triplet) et lโ€™รฉtat fondamental S=0, impliquant un changement de multiplicitรฉ.

Les applications de ce processus chimique sont aujourdโ€™hui largement dรฉployรฉes dans le domaine de la dรฉcoration et des produits et rรฉsines dโ€™amรฉnagements. Il existe un large choix de produits phosphorescents disponibles : peinture pour carrosserie (moto ou voiture), vernis de couleur ou rรฉsine ร  effet phosphorescent, encre phosphorescente, adhรฉsif et sticker ร  application facile, bombe aรฉrosol photoluminescente, accessoires et รฉtoiles phosphorescentes au plafond pour les enfants. Leur durรฉe de luminositรฉ aprรจs excitation de ce type dโ€™application dรฉcorative est de quelques heures.

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Et LuminoKromยฎ dans tout รงa ?
Balisage phosphorescent ou fluorescent ?

La peinture photoluminescente LuminoKromยฎ a spรฉcialement รฉtรฉ conรงue pour exploiter lโ€™effet de phosphorescence grรขce ร  ses pigments spรฉciaux, pour rรฉpondre ร  un enjeu de sรฉcuritรฉ.

Les mรฉcanismes impliquรฉs au cours du processus de relaxation ont รฉtรฉ optimisรฉs pour maintenir lโ€™รฉtat phosphorescent dans une peinture longue durรฉe, pendant plus de 10 heures. Une peinture fluorescente n'aurait รฉmis une รฉmission que pendant quelques fractions de secondes.

Notre technologie luminescente dรฉvoile toute sa magie une fois plongรฉe dans l'obscuritรฉ pour accompagner les mobilitรฉs de nuit. Le balisage s'illumine en milieu nocturne et crรฉe un guide ร  suivre pour une meilleure orientation.

 

La luminescence, un phรฉnomรจne durable et infatigable

Les peintures phosphorescentes, des produits ร  la luminositรฉ illimitรฉe

La peinture phosphorescente offre un avantage significatif dans de nombreux contextes quotidiens. Contrairement ร  la peinture ordinaire, la peinture phosphorescente contient des pigments spรฉciaux qui absorbent la lumiรจre naturelle ou artificielle et รฉmettent ensuite une lueur visible dans lโ€™obscuritรฉ. Elle est particuliรจrement utile dans les environnements sombres ou ร  faible luminositรฉ.

Cette capacitรฉ ร  stocker et ร  รฉmettre de la lumiรจre permet ร  la peinture phosphorescente de servir deย moyen efficace dโ€™orientation et de rรฉassurance,ย notamment dans des endroits oรน lโ€™รฉclairage est limitรฉ. Par exemple, peindre des objets tels que des issues de secours, des rampes ou des marches dโ€™escalier avec de la peinture phosphorescente peut les rendre facilement repรฉrables dans lโ€™obscuritรฉ, rรฉduisant ainsi les risques de trรฉbuchement ou dโ€™accident.

De plus, la qualitรฉ de nos peintures est due ร  la qualitรฉ des pigments phosphorescents que nous utilisons, ce qui affecte positivement la durรฉe et lโ€™intensitรฉ de la luminescence.

Pigments phosphorescents

Une robustesse ร  toute รฉpreuve

Lโ€™un des aspects intรฉressant de la photoluminescence est sa robustesse. La modification รฉlectronique engagรฉe au cours du processus dโ€™excitation et de relaxation ร  lโ€™รฉchelle molรฉculaire est extrรชmement faible. Ceci explique pourquoi, le phรฉnomรจne de luminescence se reproduit indรฉfinimentย sans aucune attรฉnuation des performances lumineuses. Lโ€™effet de luminance dans le noir reste intact jour aprรจs jour, nuit aprรจs nuit.

Les รฉtudes menรฉes sur des marquages rรฉalisรฉs sur pistes cyclables avec la peinture photoluminescente LuminoKromยฎย ont permis de mettre en รฉvidence leย maintien des propriรฉtรฉs luminescentesย sur plus de 5 ans, sans aucune altรฉration au cours des cycles hivers/รฉtรฉs, humiditรฉ, neigeโ€ฆ Une attรฉnuation de 10% des performances luminescentes a รฉtรฉ observรฉe en raison de la salissure du marquage et non due ร  la qualitรฉ de nos peintures.

Lโ€™exploitation dโ€™un phรฉnomรจne naturel

Un autre aspect fascinant du process photoluminescent (phosphorescent) est la prรฉsence dโ€™une รฉmission sans aucun apport รฉlectrique. Cette propriรฉtรฉ est particuliรจrement importante au regard des enjeux sociรฉtaux รฉnergรฉtique et environnemental.

Leย phรฉnomรจne de photoluminescenceย et/ou phosphorescence est un processus naturel qui intervient dรจs la prรฉsence dโ€™une source lumineuse, ร  la lumiรจre du jour ou ร  lโ€™รฉclairage artificiel. Cette รฉnergie lumineuse en stock est libรฉrรฉe dans le noir, pendant 10 heures.

Avec lโ€™usage des produits LuminoKromยฎ, nous avons ainsi dรฉmontrรฉ que le processus photoluminescent est indรฉpendant de la mรฉtรฉo. Le chargement (le processus dโ€™excitation) est complet aussi bien pour une journรฉe pluvieuse que sous le brouillard. De mรชme, nullement besoin de soleil direct. Lโ€™excitation et les performances lumineuses sont assurรฉes mรชme en pleine forรชt, sous lโ€™ombrage des arbres.

Une large gamme de produits et rรฉsines luminescentes

Notre catalogue de peinture phosphorescente offre la possibilitรฉ de choisir parmi une gamme de couleurs, ce qui permet une personnalisation supplรฉmentaire en fonction des prรฉfรฉrences esthรฉtiques et des besoins spรฉcifiques de chaque situation.

Vous retrouverez les diffรฉrentes couleurs au catalogue grรขce ร  chaque fiche produits et rรฉsines en ligne. Chaque couleur a sesย propres caractรฉristiques et performances de luminanceย : les marquages blanc et jaune sont de classe E, la peinture vert amande est de classe G, avec 10 heures de brillance dans le noir.

Dรฉcouvrir la fiche produit de notre marquage blanc

En rรฉsumรฉ, la peinture phosphorescente offre une solution pratique et polyvalente pour amรฉliorer la visibilitรฉ dans lโ€™obscuritรฉ, grรขce ร  ses propriรฉtรฉs uniques de stockage et dโ€™รฉmission dโ€™รฉnergie de luminescence.

Une facilitรฉ de mise en place et dโ€™utilisation

Chacune de nos peintures est unique du fait de sa couleur, mais รฉgalement de son domaine et usage. En fonction de contexte dโ€™utilisation, diffรฉrents conseils peuvent รชtre prรฉconisรฉs pour lโ€™appliquer de maniรจre optimale. Chaque produit phosphorescent disponible et en stock est accompagnรฉ de sa fiche technique propre et de son mรฉmo applicateur.

Notre balisage luminescent peut aussi bien รชtre appliquรฉ aux pinceaux ou rouleaux, pour un usage intรฉrieur, et ร  la machine airless ou pistolet pour un produit appliquรฉ en extรฉrieur.

De plus, nos peintures, quโ€™elles soient solvantรฉes ou ร  lโ€™eau, sont prรชtes ร  lโ€™emploi et ne nรฉcessite ni seconde couche, ni de vernis protecteur.

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