La peinture luminescente : fonctionnement et utilisation
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La peinture luminescente, comment ça marche ?

19 février 2024

Application de peinture luminescente

 

La technologie LuminoKrom® exploite le phénomène naturel de photoluminescence et l’énergie renouvelable des rayonnements solaires. Ce processus physique permet à la peinture photoluminescente de se recharger indéfiniment à la lumière du jour ou à l’éclairage artificiel, sans aucune fatigabilité.

Ainsi, la peinture luminescente capte et stocke la lumière environnante la journée et la restitue dans le noir sous forme de luminosité diffuse pendant dix heures, sans consommation d’électricité ni émission de CO2. 

Mais, comment ça fonctionne réellement la peinture phosphorescente ?

 

L’origine de la photoluminescence

 

76 pour cent phosphorescent

Dans l’océan, 76 % des animaux exploitent le phénomène de luminescence. De nombreux poissons ont développé des capacités de photoluminescence pour diverses raisons, notamment la communication, le camouflage, l’attaque ou la défense.

Ils produisent leur propre lumière bioluminescente ou abritent des bactéries qui se chargent elles-mêmes de cette tâche. Les créatures marines ont recours à cette bioluminescence pour s’orienter, communiquer…

 

A l’exemple des animaux marins, nous avons exploité la performance exceptionnelle de luminescence dans les pigments présents dans notre peinture LuminoKrom®. L’objectif est de mettre à profit la luminosité naturelle disponible des matières phosphorescentes pour renforcer la sécurité des déplacements nocturnes (piétons, cyclistes…) dans de nombreuses collectivités et/ou sites industriels et privés.

Dès la tombée de la nuit, la peinture LuminoKrom® s’illumine dans le noir et crée un guide lumineux pour une meilleur orientation et visibilité.

 

En savoir plus sur la luminescence

 

Le phénomène de luminescence est un processus émissif qui regroupe en réalité de nombreux mécanismes selon le mode d’excitation :

 

    • La photoluminescence résulte de l’excitation par absorption de photons. C’est l’exemple des tubes luminescents, des colorants fluorescents, des peintures phosphorescentes intérieures et extérieures.
    • L’électroluminescence est issue d’une excitation électrique (champ électrique), utilisée dans les diodes électroluminescentes (DEL), composants utilisés par exemple pour rétro-éclairer les téléviseurs à écran LED.
    • La cathodoluminescence correspond à une excitation par collision électronique, on provoque la collision en accélérant des électrons grâce à des champs électriques, par exemple dans les tubes cathodiques.
    • La chimiluminescence est une excitation à la suite d’une réaction chimique, utilisée par exemple dans les bâtons lumineux ou se produisant au niveau de la flamme bleue de diffusion d’un brûleur de gazinière, d’un briquet.
    • La bioluminescence est une réaction enzymatique, utilisée par les lucioles et par de nombreux animaux marins.
    • La cristalloluminescence résulte de l’excitation à la suite d’une modification structurale cristalline, création et/ou rupture de liaisons chimiques dans un solide. On parle ainsi de mécaluminescence, piézoluminescence, triboluminescence.
    • La radioluminescence est issue de l’excitation d’une irradiation par RX ou rayonnement α, β, γ), par exemple dans les écrans de radiographie X, etc. La thermoluminescence

 

Qu’est-ce qui provoque la photoluminescence ?

 

Si la fluorescence et la phosphorescence, deux formes de photoluminescence, ont fait l’objet d’observations dès le XVIe siècle, ce n’est qu’au début du XXe siècle que l’on a compris l’origine de cette curieuse émission « froide » de lumière, Bernard Valeur – Pour la science – 2011.

 

En mécanique quantique, le mécanisme photoluminescent fait intervenir deux processus. Le premier concerne la transition électronique de l’état fondamentale à l’état excité après absorption d’un photon. Le deuxième concerne le processus de retour : l’état excité retourne vers l’état fondamental avec libération spontanément de photons.

De manière générale, la manifestation photoluminescente est un phénomène optique dans lequel les matériaux absorbent de la lumière à une certaine longueur d’onde et émettent de la lumière à une longueur d’onde différente. Ce processus se produit généralement lorsque les électrons des atomes ou des molécules d’un matériau absorbent de l’énergie lumineuse et passent à des niveaux d’énergie plus élevés. Lorsque ces électrons retournent à leurs niveaux d’énergie d’origine, ils émettent de la luminosité sous forme de photons.

 

Processus excitation photolumienscence

 

Quelle différence entre une peinture fluorescente et une peinture phosphorescente ?

 

En réalité, le phénomène photoluminescent regroupe les deux processus physiques de fluorescence et de phosphorescence.

    • La fluorescence est une photoluminescence qui disparaît rapidement de 10–9 à 10-6 secondes dès l’extinction de l’excitation.
    • La phosphorescence est une photoluminescence lente de 10-3 à plus de 10 heures lorsque les processus de désactivation sont optimisés.

 

La fluorescence, une luminosité immédiate mais temporaire

 

Fonctionnement de la fluorescence

Dans ce processus, les électrons absorbent de l’énergie et se déplacent à des niveaux d’énergie élevés. Ils retombent rapidement à leurs niveaux d’énergie d’origine, émettant ainsi de la lumière dans un délai très court, généralement de l’ordre de nanosecondes à quelques microsecondes.

Concrètement, la rapidité de relaxation d’une matière fluorescente résulte du processus de désexcitation entre deux états de même multiplicité (ΔS=0) qui respecte les règles de sélection de l’émission de photons de la mécanique quantique. A l’échelle moléculaire, la transition s’effectue entre un état singulet S1 et l’état fondamental S0 sans changement de multiplicité.

L’usage de matières fluorescentes est fréquemment rencontré dans notre vie quotidienne et dans de nombreux produits. Il existe un large choix d’objets “fluos” : marqueurs de couleur, accessoires de décoration pour enfants, bombe aérosol colorée, vêtements aux couleurs fluos, stickers pour les enfants, peinture, vernis…

 

L’action phosphorescente, une source de brillance diffuse dans le noir et de longue durée

 

Fonctionnement de la phosphorescence

Le phénomène phosphorescent est proche de la fluorescence, mais cette fois-ci, les électrons restent dans des états excités pendant une période plus longue avant de retomber à leurs niveaux d’énergie d’origine et d’émettre de la lumière. Ce délai peut aller de l’ordre de microsecondes à plusieurs heures, voire plus.

La phosphorescence est un processus de désexcitation entre deux états de multiplicité différente qui n’est pas permise par le modèle quantique, mais qui est rendue possible par le couplage spin-orbite. La transition est en conséquence lente à s’effectuer. En chimie moléculaire, le processus est généralement rencontré lors de la relaxation entre un état excité T1 (état triplet) et l’état fondamental S=0, impliquant un changement de multiplicité.

Les applications de ce processus chimique sont aujourd’hui largement déployées dans le domaine de la décoration et des produits et résines d’aménagements. Il existe un large choix de produit phosphorescent disponible : peinture pour carrosserie (moto ou voiture), vernis de couleur ou résine à effet phosphorescent, encre phosphorescente, adhésif et sticker à application facile, bombe aérosol photoluminescente, accessoires et étoiles phosphorescentes au plafond pour les enfants. Leur durée de luminosité après excitation de ce type d’application décorative est de quelques heures.

 

Et LuminoKrom® dans tout ça ? Balisage à pigment phospho ou à pigment fluo ?

La peinture photoluminescente LuminoKrom® a spécialement été conçue pour exploiter l’effet de phosphorescence grâce à ses pigments spéciaux, pour répondre à un enjeu de sécurité. Les mécanismes impliqués au cours du processus de relaxation ont été optimisés pour maintenir l’état phosphorescent dans une peinture longue durée, pendant plus de 10 heures.

 

La luminescence, un phénomène durable et infatigable

 

Les peintures phosphorescentes, des produits à la luminosité illimitée

 

La peinture phosphorescente offre un avantage significatif dans de nombreux contextes quotidiens. Contrairement à la peinture ordinaire, la peinture phosphorescente contient des pigments spéciaux qui absorbent la lumière naturelle ou artificielle et émettent ensuite une lueur visible dans l’obscurité. Elle est particulièrement utile dans les environnements sombres ou à faible luminosité.

Pigments phosphorescents la nuit LuminoKrom

 

Cette capacité à stocker et à émettre de la lumière permet à la peinture phosphorescente de servir de moyen efficace d’orientation et de réassurance, notamment dans des endroits où l’éclairage est limité. Par exemple, peindre des objets tels que des issues de secours, des rampes ou des marches d’escalier avec de la peinture phosphorescente peut les rendre facilement repérables dans l’obscurité, réduisant ainsi les risques de trébuchement ou d’accident.

De plus, la qualité de nos peintures est due à la qualité des pigments phosphorescents que nous utilisons, ce qui affecte positivement la durée et l’intensité de la luminescence.

Retrouvez une partie des avantages de l’application de notre peinture phosphorescente pour vos projets de balisage lumineux dans le noir.

 

Une robustesse à toute épreuve

L’un des aspects intéressant de la photoluminescence est sa robustesse. La modification électronique engagée au cours du processus d’excitation et de relaxation à l’échelle moléculaire est extrêmement faible. Ceci explique pourquoi, le phénomène de luminescence se reproduit indéfiniment sans aucune atténuation des performances lumineuses. L’effet de luminance dans le noir reste intact jour après jour, nuit après nuit.

Les études menées sur des marquages réalisés sur pistes cyclables avec la peinture photoluminescente LuminoKrom® ont permis de mettre en évidence le maintien des propriétés luminescentes sur plus de 5 ans, sans aucune altération au cours des cycles hivers/étés, humidité, neige… Une atténuation de 10% des performances luminescentes a été observée en raison de la salissure du marquage et non due à la qualité de nos peintures.

 

L’exploitation d’un phénomène naturel

Un autre aspect fascinant du process photoluminescent (phosphorescent) est la présence d’une émission sans aucun apport électrique. Cette propriété est particulièrement importante au regard des enjeux sociétaux énergétique et environnemental.

Le phénomène de photoluminescence et/ou phosphorescence est un processus naturel qui intervient dès la présence d’une source lumineuse, à la lumière du jour ou à l’éclairage artificiel. Cette énergie lumineuse en stock est libérée dans le noir, pendant 10 heures.

Avec l’usage des produits LuminoKrom®, nous avons ainsi démontré que le processus photoluminescent est indépendant de la météo. Le chargement (le processus d’excitation) est complet aussi bien pour une journée pluvieuse que sous le brouillard. De même, nullement besoin de soleil direct. L’excitation et les performances lumineuses sont assurées même en pleine forêt, sous l’ombrage des arbres.

 

Une large gamme de produits et résines luminescentes

Notre catalogue de peinture phosphorescente offre la possibilité de choisir parmi une gamme de couleurs, ce qui permet une personnalisation supplémentaire en fonction des préférences esthétiques et des besoins spécifiques de chaque situation.

Vous retrouverez les différentes couleurs au catalogue grâce à chaque fiche produits et résines en ligne. Chaque couleur a ses propres caractéristiques et performances de luminance : 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.

Découvrir la fiche produit de notre marquage blanc

En résumé, la peinture phosphorescente offre une solution pratique et polyvalente pour améliorer la visibilité dans l’obscurité, grâce à ses propriétés uniques de stockage et d’émission d’énergie de luminescence.

 

Une facilité de mise en place et d’utilisation

Chacune de nos peintures est unique du fait de sa couleur, mais également de son domaine et usage. En fonction de contexte d’utilisation, différents conseils peuvent être préconisés pour l’appliquer de manière optimale. Chaque produit phosphorescent disponible et en stock est accompagné de sa fiche technique propre et de son mémo applicateur.

Notre balisage luminescent peut aussi bien être appliqué aux pinceaux ou rouleaux, pour un usage intérieur, et à la machine airless ou pistolet pour un produit appliqué en extérieur.

De plus, nos peintures, qu’elles soient solvantées ou à l’eau, sont prêtes à l’emploi et ne nécessite ni seconde couche, ni de vernis protecteur.

 

Retrouvez tous nos conseils pour peindre avec notre marquage

Tous les conseils pour appliquer notre peinture

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