Phosphorescence : qu'est-ce que c'est ?

Le phénomène de phosphorescence correspond à une propriété de certains matériaux qui peuvent emmagasiner de la lumière et la restituer ensuite petit à petit dans l'obscurité. Le terme phosphorescence est une extension de phosphore. Car le phosphore blanc possède la propriété d'émettre de la lumière dans le noir. À la différence près qu'il s'agit alors du résultat d'une réaction chimique. Dans le cas de la phosphorescence, l'émission de lumière résulte d'une perte d'énergie par des électronsélectrons qui ont, au préalable, été excités par une énergie lumineuse. Ils retournent alors à leur niveau d'énergie le plus bas. Les lois de la mécanique quantique permettent d'expliquer pourquoi ce retour à l'état fondamentalétat fondamental se fait lentement - en plusieurs secondes, minutes voire même heures.

La phosphorescence représente une autre forme de photoluminescencephotoluminescence que la phosphorescence fluorescence.

Des facteurs qui influent la phosphorescence

Certains facteurs influent sur la phosphorescence des éléments. Ainsi la température puisque le froid a tendance à bloquer le phénomène. L'intensité de l'éclairage et la longueur d'ondelongueur d'onde des photonsphotons excitants sont également à prendre en compte. Ainsi, plus l'éclairage est long et intense, plus le phénomène durera.

Hope, le diamant bleu, a la réputation d’être maudit. Il présente surtout une étonnante phosphorescence rouge. © David Bjorgen, Wikipedia, CC by-SA 3.0

Quelques éléments phosphorescents

Jusqu'à la fin du XX^e siècle, le sulfuresulfure de zinczinc est le seul matériaumatériau phosphorescent connu émettant pendant plus de quelques minutes. Mais la faible duréedurée de sa luminescence contraint à lui adjoindre des éléments radioactifs qui permettent de le réexciter de manière continue.

En 1995, une société japonaise découvre un nouveau luminophore, le SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺,B³⁺. Celui-ci est chimiquement résistant et la phosphorescence peut perdurer toute une nuit.

Depuis, beaucoup d'autres luminophores ont été mis à jour comme des aluminates de terres raresterres rares. Parmi les meilleurs : SrAl₂O₄:Eu²⁺, Dy³⁺, B³⁺, CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺, B³⁺, SrAl₁₄O₂₅:Eu²⁺, Dy³⁺, B³⁺ pour une luminescence bleue ou verte et Y₂O₂S:Eu²⁺, Mg²⁺, Ti⁴⁺ pour une luminescence rouge ou orange.

Les applications de la phosphorescence

Grâce à ces éléments aux performances phosphorescentes intéressantes et aux couleurscouleurs variées, cet aspect particulier de la photoluminescence trouve aujourd'hui de nombreuses applicationsapplications : signalisation routière (peintures au sol et panneaux), signalisation d'urgence, vêtements de sécurité, mais aussi enseignes publicitaires, interrupteurs, jouets, vêtements ou maquillage.