Solarisation

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

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 matériel 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].

Effet de la solarisation[modifier | modifier le code]

Dégradations physico-chimiques[modifier | modifier le code]

La solarisation s'explique par la création de défauts internes appelés centres de couleur (es), ou « F-centres », 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 de gros dommages des faits de la solarisation, du fait 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[modifier | modifier le code]

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 de la solarisation[modifier | modifier le code]

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].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Références[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (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,‎ 1998, 2e éd., 419 p. (ISBN 3-540-58357-2, lire en ligne)
  • (en) Transmittance of optical glass, Schott AG, coll. « Technical information » (no 35),‎ octobre 2005, 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 »,‎ 2005, 1e éd., 830 p. (ISBN 2-88074-605-1, présentation en ligne, lire en ligne)