La peinture luminescente, comment ça marche ?
Tout savoir sur le principe de la photoluminescence
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 fonctionne réellement la peinture luminescente ?
La luminescence, un phénomène naturel
Dans l'océan, 76 % des animaux exploitent le phénomène de luminescence. De nombreux poissons ont développé des capacités de bioluminescence ou photoluminescence pour diverses raisons, notamment la communication, la 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...
De la bioluminescence à la photoluminescence routière
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.
La photoluminescence
La photoluminescence résulte de l’excitation par absorption de photons. C'est un phénomène par lequel un matériau absorbe de la lumière et la réémet après un certain délai. C’est l’exemple des tubes luminescents, des colorants fluorescents, des peintures phosphorescentes intérieures et extérieures.
L'électroluminescence
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
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
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 d’un brûleur de gazinière, d’un briquet.
La bioluminescence
La bioluminescence est une réaction enzymatique de production de lumière, utilisée par certains organismes vivants comme les lucioles ou par de nombreux animaux marins.
La cristalloluminescence
Elle résulte de l’excitation à la suite d’une modification structurale cristalline, création et/ou rupture de liaisons chimiques. On parle ainsi de mécaluminescence, piézoluminescence, triboluminescence.
La radioluminescence
La radioluminescence est une forme de luminescence issue de l’excitation d’une irradiation par RX ou rayonnement α, β, γ, par exemple dans les écrans de radiographie X. C'est la désintégration radioactive d'un corps.
Les avancées scientifiques
1500s - Découverte initiale du phénomène
Le premier enregistrement de la photoluminescence remonte à 1602, lorsque l'alchimiste et médecin italien Vincenzo Casciarolo découvrit qu'un certain type de pierre, appelée "baryte" (ou "pierre de Bologne"), brillait dans l'obscurité après avoir été chauffée. Cette pierre contenait de la barytine, un minéral de sulfate de baryum, qui émettait une lueur après avoir été exposé à la lumière et chauffé. Ce phénomène a intrigué les scientifiques de l'époque, car il semblait contredire les connaissances existantes sur la lumière.
1600s-1700s - Les études et recherches
La photoluminescence est restée une curiosité pendant plusieurs siècles, observée de manière sporadique. Des chercheurs comme Robert Boyle et Robert Hooke ont étudié divers matériaux luminescents au XVIIe siècle, mais la compréhension scientifique du phénomène est restée limitée.
1800s - Les avancées majeures sur la photoluminescence
Au XIXe siècle, les avancées en physique ont permis de mieux comprendre les phénomènes lumineux. Des scientifiques comme Sir George Stokes, qui a découvert le phénomène de fluorescence en 1852, ont contribué à l'étude de la photoluminescence. Stokes a montré que certains matériaux pouvaient absorber de la lumière ultra-violette et réémettre de la lumière visible, un comportement qui a jeté les bases de la compréhension moderne de 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.
Qu’est-ce qui provoque la photoluminescence ?
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.
Quelle différence entre peinture fluorescente et 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
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.
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En d 'autres termes, la fluorescence est un phénomène lumineux immédiat et temporaire. Lorsqu'un matériau fluorescent est exposé à la lumière, il absorbe cette énergie et émet rapidement une lumière visible. Ce processus de relaxation est quasi-instantané et cesse dès que la source lumineuse est retirée. Ainsi, la fluorescence est caractérisée par une brillance instantanée mais éphémère, s'éteignant en même temps que la source d'excitation.
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…
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La phosphorescence, une brillance longue durée et diffuse
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.
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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 produits phosphorescents disponibles : 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.
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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. Une peinture fluorescente n'aurait émis une émission que pendant quelques fractions de secondes.
Notre technologie luminescente dévoile toute sa magie une fois plongée dans l'obscurité pour accompagner les mobilités de nuit. Le balisage s'illumine en milieu nocturne et crée un guide à suivre pour une meilleure orientation.
notre brochure
Découvrez les détails techniques et les conseils pour l’application de nos produits dans la brochure officielle LuminoKrom®.
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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.
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.
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.