Dans le domaine de la science et de la technologie, la lumière joue un rôle crucial. Que ce soit pour la photothérapie, la microscopie ou la dépollution de l’eau, la capacité de mesurer avec précision l’intensité lumineuse est essentielle. Cependant, les méthodes existantes présentent des limites. Aujourd’hui, un consortium européen composé de scientifiques et d’industriels propose une solution innovante.
Des équipes de l’École normale supérieure, de Sorbonne Université et du CNRS ont mis au point deux méthodes pour mesurer avec précision une intensité lumineuse.
Ces méthodes, qui ont été publiées dans la revue Nature Methods, sont le fruit d’un projet financé par le Conseil européen pour l’innovation (EIC).
Les limites des méthodes existantes
Les méthodes actuelles de mesure de l’intensité lumineuse présentent plusieurs inconvénients. Elles manquent de polyvalence et sont complexes à utiliser. De plus, elles ne peuvent pas quantifier simultanément l’intensité lumineuse et la distribution spatiale de la lumière, ou alors elles ne peuvent le faire que dans une plage limitée de longueurs d’onde et d’intensités.
Face à ces défis, le consortium a cherché des approches alternatives qui seraient à la fois plus simples, plus polyvalentes et plus précises. Le résultat est deux protocoles complémentaires utilisant des actinomètres novateurs, des systèmes physiques ou chimiques capables de compter les photons.
Deux protocoles complémentaires
Le premier protocole utilise cinq actinomètres moléculaires couvrant l’ensemble du spectre des ultraviolets et de la lumière visible. Ces systèmes moléculaires émettent des signaux fluorescents lorsqu’ils absorbent la lumière d’excitation à quantifier. Dans certaines conditions, ce protocole peut également cartographier la distribution spatiale de l’intensité lumineuse.
Le deuxième protocole complète les actinomètres fluorescents du premier pour couvrir l’ensemble du spectre des longueurs d’onde. Un fluorophore stable permet de recalculer l’intensité lumineuse d’une longueur d’onde à une autre. Ensemble, les deux protocoles peuvent être utilisés même à faible luminosité, sur des périodes courtes et des plages étendues de longueurs d’onde.
En synthèse
Les deux protocoles développés par le consortium offrent une nouvelle opportunité d’affiner la compréhension des interactions lumière/matière. Ils ont été appliqués avec succès pour caractériser la distribution spatiale de la lumière dans différents systèmes d’imagerie par fluorescence, ainsi que pour étalonner l’éclairage dans des instruments commercialement disponibles et des sources lumineuses. Ces protocoles, désormais accessibles à l’ensemble de la communauté scientifique et industrielle, représentent une avancée significative dans le domaine de la mesure de l’intensité lumineuse.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que le projet DREAM ?
Le projet DREAM est une initiative financée par le Conseil européen pour l’innovation (EIC) qui vise à développer de nouvelles méthodes pour mesurer avec précision l’intensité lumineuse.
Quels sont les problèmes avec les méthodes actuelles de mesure ?
Les méthodes actuelles manquent de polyvalence et sont complexes à utiliser. De plus, elles ne peuvent pas quantifier simultanément l’intensité lumineuse et la distribution spatiale de la lumière, ou alors elles ne peuvent le faire que dans une plage limitée de longueurs d’onde et d’intensités.
Qu’est-ce qu’un actinomètre ?
Un actinomètre est un système physique ou chimique capable de compter les photons, ce qui permet de mesurer l’intensité lumineuse.
Quels sont les deux protocoles développés par le consortium ?
Le premier protocole utilise cinq actinomètres moléculaires couvrant l’ensemble du spectre des ultraviolets et de la lumière visible. Le deuxième protocole complète les actinomètres fluorescents du premier pour couvrir l’ensemble du spectre des longueurs d’onde.
Quels sont les avantages de ces nouveaux protocoles ?
Les deux protocoles peuvent être utilisés même à faible luminosité, sur des périodes courtes et des plages étendues de longueurs d’onde. Ils ont été appliqués avec succès pour caractériser la distribution spatiale de la lumière dans différents systèmes d’imagerie par fluorescence, ainsi que pour étalonner l’éclairage dans des instruments commercialement disponibles et des sources lumineuses.
Principaux enseignements
| Enseignements |
|---|
| Le projet DREAM, financé par le Conseil européen pour l’innovation (EIC), vise à développer de nouvelles méthodes pour mesurer l’intensité lumineuse. |
| Les méthodes actuelles de mesure de l’intensité lumineuse présentent des limites, notamment en termes de polyvalence et de complexité d’utilisation. |
| Un actinomètre est un système physique ou chimique capable de compter les photons. |
| Le consortium a développé deux protocoles utilisant des actinomètres pour mesurer l’intensité lumineuse. |
| Le premier protocole utilise cinq actinomètres moléculaires couvrant l’ensemble du spectre des ultraviolets et de la lumière visible. |
| Le deuxième protocole complète les actinomètres fluorescents du premier pour couvrir l’ensemble du spectre des longueurs d’onde. |
| Les deux protocoles peuvent être utilisés même à faible luminosité, sur des périodes courtes et des plages étendues de longueurs d’onde. |
| Ces protocoles ont été appliqués avec succès pour caractériser la distribution spatiale de la lumière dans différents systèmes d’imagerie par fluorescence, ainsi que pour étalonner l’éclairage dans des instruments commercialement disponibles et des sources lumineuses. |
Références
Fluorescence to measure light intensity
Aliénor Lahlou, Hessam Sepasi Tehrani, Ian Coghill, Yuriy Shpinov, Mrinal Mandal, Marie-Aude Plamont, Isabelle Aujard, Yuxi Niu, Ladislav Nedbal, Dusan Lazár, Pierre Mahou, Willy Supatto, Emmanuel Beaurepaire, Isabelle Eisenmann, Nicolas Desprat, Vincent Croquette, Raphaël Jeanneret, Thomas Le Saux & Ludovic Jullien
Nature Methods 2023
Article adapté du contenu de l’auteur AVR
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