Lampe ou tube UV

Bjr
Afin de rendre une couche d'albumine hydrophobe, je cherche une source d'UV qui insolerait au travers d'une plaque de verre. Faut-il une ampoule ou un tube? Existe t-il différents types d'UV?
Des conseils pour savoir vers quoi me diriger, S.V.P...

A +
franville

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Bonjour !

Naguère les seules sources d'UV abordables pour l'amateur, en dehors de la lumière solaire, étaient les tubes à décharge, qui émettent les raies de la vapeur de mercure. Donc les « différents types d'UV » de ces tubes sont simplement les différentes longueurs d'ondes du spectre de raies de la vapeur de mercure.

Mais aujourd'hui il existe des sources UV à diodes électro-luminescentes, c'est utilisé pour polymériser des colles dites « colles UV ». Mais chaque diode est une très petite source ; de luminance très élevée, certes, mais très petite source donc incapable d'illuminer de façon uniforme une grande surface.
Donc tout dépend, pour commencer, de la surface que vous avez à insoler.
Pour une très petite surface, quelques diodes UV mises en parallèle seront peut-être suffisantes.
Mais si l'objet à insoler est par exemple une plaque de 1 dm² de surface, ou plus grand, les tubes à décharge classiques avec les raies du mercure seront sans doute une meilleure solution.
Ensuite pour savoir si les raies du mercure conviennent pour votre application, il faudrait savoir quelles sont les longueurs d'ondes nécessaires pour l'opération photochimique que vous envisagez.
Ah, évidemment, ensuite il y aura un calcul, du moins : une estimation de la dose nécessaire et du temps de pose .. L'absorption des UV à travers les verres est quelque chose de bien documenté permettent de compenser l'absorption par une augmentation du temps d'exposition.

En résumé :
1/ connaître la surface à insoler ;
2/ connaître quelles longueurs d'ondes sont nécessaires.

J'imagine que la réponse à la question 1/ est facile, mais que pour la question 2/ ... c'est une autre affaire ;-)

E.B.



Modifié 3 fois. Dernière modification le 05/02/21 11:04 par Emmanuel Bigler.

Bonjour,
On trouve "facilement" des tubes UV dans différentes longueur d'ondes. J'en emploie de type germicide dans mon labo pour contenir les champignons. Attention ces tubes émettent de la lumière dangereuse pour la peau et les yeux. Et plus ils sont efficaces plus ils sont dangereux.

Hello Didier,

Si tu m’as envoyé un/des mails, je ne les ai pas reçus. As-tu eu ma réponse de début d’après-midi ?

Concernant les sources UV, pour info, je me fournis chez France lampes.

Pour nos pratiques alternatives, la gamme UVA rentre dans notre champ d’action. Attention aux tubes germicides qui rayonnent des UVC qui sont dangereux et pas forcément utiles pour nous. Dans les tubes UVA, il y a des tubes qui ont un pic de rayonnement à 350 nm et d’autres à 368/370 nm. J’ai lu sur Disactis que les bichromates sont sensibles surtout autour de 365nm, le cyano 385-400nm, le Pt/Pd 415nm... les temps d'expositions peuvent donc varier considérablement.

Emmanuel, j’aimerais bien un document/tableau/courbe d’absorption des UV en fonction de l’épaisseur du verre. Mais un truc pour les nuls .....

Du point de vue puissance, tout dépend du format visé effectivement. Il me semble qu’il est préférable de multiplier les tubes ; mettons 8 tubes de 20 watts au lieu de 4 tubes de 40 watts de manière à avoir une répartition plus homogène. Il y a également la distance inter-tubes/ distance source-gélatine a respecter. Nestor Burma le précisera mieux que moi, c’est l’effet (?).

Enfin, lu il y a peu que l’on peut moduler assez efficacement le contraste en intercalant un calque entre la source et la matrice à insoler. Je n’ai pas encore testé.

Armand

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Bonjour, j'ai trouvé un graphique intéressant
https://i2.wp.com/www.alpha-cure-france.fr/wp-content/uploads/2018/01/Courbe-spectrale-mercure-.jpg?fit=2246%2C1587&ssl=1

Qui donne les longueurs d'onde des raies d'émission de la vapeur de mercure avec une idée aprpochée de leur intensité relative, et la correspondance avec les gammes UV-A - UV-B - UV-C.

Dans l'UV la raie du mercure la plus puissante est à 365 nm, donc gamme UV-A.
Selon la pression de vapeur dans le tube en fonctionnement, les lampes haute ou basse pression, bien qu'elles émettent évidemment les mêmes longueurs d'onde pour les mêmes raies d'émission, émettent une distribution d'intensité qui est différente. En particulier les lampes à vapeur de mercure haute pression émettent pas mal de lumière visible.

Donc 255 nm est l'une des longueurs d'ondes dans l'UV-C émise par les lampes à vapeur de mercure, mais 350 nm dans l'UV-A n'est pas une raie du mercure.

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J’aimerais bien un document/tableau/courbe d’absorption des UV en fonction de l’épaisseur du verre.

Il n'y a pas de différence entre le comportement d'un verre transparent dans le visible, lorsqu'on essaie de faire traverser des UV, et un verre teinté utilisé dans le visible. L'absorption est caractérisée par un coefficient de transmission "T" à une longueur d'onde donnée pour une épaisseur "e" donnée.
T est toujours plus petit que 100% et varie beaucoup avec la longueur d'onde, selon les verres.
Quelle que soit la longueur d'onde, on définit la densité optique D = -log₁₀(T)
Donc visible ou UV, c'est pareil, doubler l'épaisseur multiplie la densité optique par 2, pour la même dose reçue au niveau de l'objet éclairé, il faudra donc tenir compte de cette augmentation de la densité.
Ajouter des épaisseur revient à ajouter les densités optiques de chaque couche, c'est l'intérêt de la notion de densité optique. Prendre une demi-épaisseur divise la densité optique par 2.

Reste à trouver la courbe de transmission pour tel ou tel verre.

Par exemple voici la fiche technique (en anglais) du verre SCHOTT BK7, l'un des verres d'optique plus courants

En anglais le facteur de transmission se dit transmittance. Certains emploient aussi ce terme en français.

Le document nous dit qu'à 365 nm, le facteur de transmission pour 25 mm d'épaisseur de verre est de 0,971.
La fiche précise que c'est l'absorption interne au verre, car les réflexions en entrée et en sortie de la lame ne sont pas du tout négligeables, pour un verre d'indice de réfraction de 1,5, il y a 4% de réflexion sur chaque face !
La fiche technique nous montre que le BK7 est très utilisable dans l'UV-A, encore un peu dans l'UV-B, mais plus tu tout dans l'UV-C.

Soit T = 0,971 pour 25 mm. je calcule la densitié optique, -log₁₀(0,971) = 0,01278.
Donc pour 1 mm de verre, la densitié otique est égale à 0,01278/25 = 0,00051
Une règle de trois sur les épaisseurs nous donne donc la densité optique du BK7 pour une épaisseur e en mm  : D(e) = 0,00051 e(en mm)

Et le facteur de transmission correspondant T = 10^{0,00051 e(en mm)}
Exemple  ; j'ai une lame de verre BK7 de 4 mm et je veux savoir comment elle se comporte à 365 nm.
D(4 mm) = 4 x 0,00051 = 0,00205   ; T(4 mm) = 10^-0,00205 = 0,99529

Jusque là, c'est simple, pour une seule raie ; mais quand il y a plusieurs raies ou un spectre continu ?
(bon, on verra cela la prochaine fois ;-) )

E.B.



Modifié 1 fois. Dernière modification le 05/02/21 23:30 par Emmanuel Bigler (modérateur).

franville écrivait:
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> Bjr
> Afin de rendre une couche d'albumine hydrophobe,
> je cherche une source d'UV qui insolerait au
> travers d'une plaque de verre.

Des tubes UVA bien classique feront l'affaire

> Faut-il une ampoule
> ou un tube?

Les tubes c'est plus simple à gérer

> Existe t-il différents types d'UV?

Une infinité

> Des conseils pour savoir vers quoi me diriger,
> S.V.P...

Une simple insoleuse conçue pour les procédés alternatifs

Hello,

Merci Emmanuel pour cette explication. Je retiens qu’empiriquement pour du verre lamda acheté chez CastoMerlin, si je double d’épaisseur parce que je m’amuse avec un format supérieur et que je veux du poids, je double le temps d’exposition et je suis dans les clous à un pouillème près.

Armand

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si je double d'épaisseur ....


Ououps ! Non, non, je me suis mal exprimé !
(c'est corrigé)

Ce qui double quand on double l'épaisseur de verre, c'est la densité optique.
Les facteurs de transmisison, eux, se multiplient. Et c'est sur le facteur de transmission, en prenant son inverse, qu'il faut corriger le temps de pose.

Voir ci-dessous ce qui se passe pour le verre BK7 quand on passe de 5 mm à 10 mm d'épaisseur.
Dans le visible et le proche UV, ce verre est très transparent, du moins pour des épaisseurs jusqu'à 10mm. Dans ces conditions, doubler l'épaisseur ne change pratiquement pas le temps de pose si on expose à travers le verre.

Mais quand le verre devient absorbant, par exemple à 290 nm pour le BK7, le facteur de transmission pour 5 mm vaut 0,25 = 1/4, la transmission pour 10 mm sera 0,25 X 0,25 = 1/16, il faudra donc multiplier le temps de pose par 4 si on passe de 5 mm à 10 mm de verre BK7 à 290 nm ; au total, par 16 si on intercale 10 mm de verre entre la source et le détecteur.
Je ne connais pas la courbe de transmission du verre à vitres ordinaire dans l'UV, mais elle est certainement bien moins bonne que le BK7 dans le proche UV, donc il faut s'attendre à des augmentations de temps de pose importantes si on double l'épaisseur de verre à vitres.

Facteur de transmission et augmentation du temps de pose pour 5 et 10 mm de verre BK7
Selon la fiche technique de chez Schott.

longueur
d'onde     5mm            5mm      Temps-5mm     10 mm       10mm      Temps-10mm
 (nm)     D=-log10(T)    Transmis              D=-log10(T)   Transmis
500       0,000434729    0,998999   1          0,00086946     0,998     1,002        
460       0,000652421    0,998499   1          0,00130484     0,997     1,00301   
436       0,000652421    0,998499   1          0,00130484     0,997     1,00301   
420       0,000652421    0,998499   1          0,00130484     0,997     1,00301   
405       0,000652421    0,998499   1          0,00130484     0,997     1,00301   
400       0,000652421    0,998499   1          0,00130484     0,997     1,00301   
390       0,000870331    0,997998   1          0,00174066     0,996     1,00402   
380       0,00152538     0,996494   1          0,00305075     0,993     1,00705   
370       0,00196317     0,99549    1          0,00392635     0,991     1,00908   
365       0,00262153     0,993982   1          0,00524306     0,988     1,01215   
350       0,00728676     0,983362   1          0,0145735      0,967     1,03413   
334       0,0216757      0,951315   1          0,0433514      0,905     1,10497   
320       0,0567546      0,877496   1          0,113509       0,770     1,2987    
310       0,120544       0,757628   1          0,241088       0,574     1,74216   
300       0,267309       0,54037    1          0,534617       0,292     3,42466   
290       0,60033        0,250998   1          1,20066        0,063    15,873

E.B.



Modifié 2 fois. Dernière modification le 06/02/21 01:14 par Emmanuel Bigler (modérateur).

Pendant longtemps j'ai utilisé des lampes PHILIPS HPR125 pour insoler des écrans de sérigraphie, c'était un système simple et peu couteux.
[www.lamptech.co.uk]
Ces lampes existent elles encore ?

Didier, Emmanuel,

Même si on s’écarte peu ou prou de la question initiale, je réagis au complément d’information fourni par Emmanuel.

Ce qui est assez étonnant c’est ce que je constate.

Pour faire court, je m’amuse actuellement avec la phototypie qui consiste à faire un oléotype sur verre et transférer l’image encrée sur un autre support, en l’occurence du papier. Afin de n’avoir aucun soucis de décollement de gélatine lors de l’encrage et de la phase report d’encre il faut comme préalable déposer sur le verre une couche adhésive. Cette dernière n’est ni plus ni moins qu’une gélatine sensibilisée et insolée à travers le verre.

Avec mon insoleuse, j’expose 3 minutes au travers un verre de 2 mm ( sous verre premier prix de grande surface). La gélatine prend une teinte ambrée classique. Lorsque j’expose la matrice sous négatif, je plaque le tout sous un verre de 5 mm , les temps varient d’une minute quinze à deux minutes en fonction de la densité du négatif.

Or, les parties totalement insolées de la future image présentent la même teinte ambrée. Certes, c’est subjectif, je ne possède aucun moyen de mesurer ce que j’avance mais je m’interroge. Je ne mets pas en doute les documents ni les explications éclairées d’Emmanuel et pour bien faire il faudrait que teste avec une plaque de 10 mm et comparer.

Ceci étant, je note tous ces renseignements dans un coin de ma tête, pas forcément très prudent, pour plus tard.

Armand

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Merci à tous pour vos interventions. Je me prépare donc a fabriquer un insoleuse.

A +
franville

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d'Armand
.. Avec mon insoleuse, j’expose ...

Bonjour !
L'hypothèse la plus probable c'est que le procédé photochimique mis en jeu réagit assez bien avec des UV proches, ceux pour lesquels un verre ordinaire reste très transparent. On va dire entre 350 et 400 nm (voir plus bas les courbes de transmission pour différents vitrages).
Sachant que pour une lampe à vapeur de mercure, il y a la raie à 365 nm, mais aussi celle dans le violet à 405 et 435 nm qui sont les plus fortes. Il n'est pas impossible qu'il y ait une certaine sensibilité aux raies à 405 et 435 pour divers procédés, mais restons sur l'idée que c'est la raie du mercure à 365 nm qui est efficace.
La densité optique de quelques mm de verre ordinaire, pour ces UV proches autour de 365 nm, reste probablement faible, donc l'épaisseur de verre a peu d'influence.
L'exemple du verre BK7 n'est pas pertinent pour le travail avec des plaques de verre ordinaire !

Entre temps, j'ai trouvé un document très intéressant où il y a une famille de courbes de transmission UV / visible / infra-rouge pour les vitrages utilisés dans le bâtiment et l'automobile.

Il s'agit de différents « verres à vitres » modernes dans ce document, voir page 17 du pdf.

https://glassforeurope.com/wp-content/uploads/2018/04/The-status-of-Flat-Soda-Lime-Silicate-Glass-and-its-raw-materials-under-REACH.pdf

Selon les teneurs résiduelles en oxydes de fer, le verre à vitres est plus ou moins verdâtre et ça influe énormément sur la transmission entre 350 et 400 nm. Quand on regarde un verre à vitres ordinaire par la tranche, il est toujours plus ou moins verdâtre, même si en transmission à travers 4 mm d'épaisseur on ne ressent pas cette coloration.
D'où l'existence pour le bâtiment de verres à faible teneur en oxydes de fer, qui sont moins verdâtres.

Il existe donc des verres clairs qui coupent à 350 nm et des verres clairs à faible teneur en oxydes de fer qui descendent jusque vers 300 nm. Donc entre ces deux types de verre « ordinaire » le comportement à 365 nm sera très différent.

Dans les applications pour l'automobile j'ai cru comprendre qu'une réglementation européenne avait proscrit les vitres teintées, mais il faut tout de même que les vitrages pour l'automobile protègent les occupants du véhicule contre les UV nocifs, et accessoirement que les matières plastiques omniprésentes aujourd'hui dans l'habitacle soient également protégées contre les UV.

Donc a priori, ce n'est pas une bonne idée si on veut un verre relativement transparent autour de 365 nm, d'aller chercher dans une casse auto un vitrage de récupération. D'autant plus que beaucoup des vitrages automobiles, même en-dehors du pare-prise et de la lunette arrière, peuvent être courbes donc pas forcément appropriés pour le photographe qui aime bien travailler plan-plan ;-)

Autrement dit, la lecture de ces courbes pages 17 me suggère que pour rester transparent aux UV proches, autour de 365 nm, il suffit d'une vitre de miroiterie la moins verdâtre possible.

Le vendeur de vitres du magasin de bricolage Brico-Ducoin^MD aura sans doute un peu de peine à renseigner un client GP-iste exigeant à ce sujet de la transmission dans l'UV proche ;-)

Mais l'un des plaisirs de tout GP-iste est évidemment de détourner un truc vulgaire qu'on trouve partout à pas cher pour en faire un outil de travail de précision dans son activité photographique photochimique !
Donc exit évidemment le BK7, qui est justement aux antipodes de cette façon de travailler, bien trop cher et bien trop spécialisé, et surtout : qui ne se trouve pas chez Brico-Ducoin^MD.

E.B.



Modifié 1 fois. Dernière modification le 06/02/21 14:31 par Emmanuel Bigler.

Didier, as-tu reçu mes mails ?

Armand

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Les choses se précisent grâce à Emmanuel.

Parfait.
Comme j’ai en projet de me fabriquer une nouvelle insoleuse intégrée à un meuble, je me ferai couper un verre extra-clair trempé.

Ben en voilà une bonne nouvelle, et surtout j’ai appris quelque chose. Je me coucherai nettement moins bête ce soir et ça, ça change tout ......

Armand

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une nouvelle insoleuse intégrée

Les meilleures insoleuses, telles le volapük du Père de Gaulle, ne doivent-elles pas, forcément, être intégrées, sans pour autant devenir intégristes ?

L'insoleuse en eût perdu la vie
Mais mon âge a trompé ma généreuse envie
Et cet oxyde de fer que mon bras ...

E.B.

@ Armand répondu en MP

A +
franville

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Bonjour !

J'ai trouvé une courbe de transmission pour du verre flotté clair de 4 mm d'épaisseur dans cette publication de recherche :

Hasim Altan, Jitka Mohelnikova, « Solar Control Glass », Solid State Phenomena Vol. 165 (2010) pp 1-6 © (2010) Trans Tech Publications, Switzerland doi:10.4028/www.scientific.net/SSP.165.1

J'ai extrait de la figure 1 la transmittance de ce verre flotté clair, qui transmet finalement tout ce dont on a besoin pour nos procédés photochimiques. Donc une fois de plus, inutile d'aller chercher quoi que ce soit d'autre du moment que le verre est le plus clair et le moins verdâtre possible.

Les données de départ sont pour 4 mm d'épaisseur, j'ai recalculé ce que cela donne avec 10 mm d'épaisseur. Ce verre reste très transparent à 365 nm, une densité de optique de moins de 0,2, qui s'en soucie en photographie ?

 verre flotté clair épaisseur 4 mm (données originales) et 10 mm (recalculé)

 longueur    facteur de     densité      densité     facteur de
d'onde (nm)  transmission   optique      optique     transmission
              épais. 4 mm    4 mm          10 mm       10 mm
310           0,05          1,30103       3,25257      0,000559
320	      0,15	    0,823909      2,05977      0,008714
330	      0,37	    0,431798      1,0795       0,083273       
340	      0,62	    0,207608      0,519021     0,302677       
350	      0,77	    0,113509      0,283773     0,520268       
360	      0,84	    0,075721      0,189302     0,646693       
370	      0,86	    0,065502      0,163754     0,685877       
380	      0,86	    0,065502      0,163754     0,685877       
390	      0,87	    0,060482      0,151202     0,705989       
400	      0,88	    0,055517      0,138793     0,726452       
410 	      0,88	    0,055517      0,138793     0,726452       
420	      0,88	    0,055517      0,138793     0,726452       
430           0,88	    0,055517      0,138793     0,726452       
440           0,88	    0,055517      0,138793     0,726452

E.B.



Modifié 1 fois. Dernière modification le 07/02/21 18:59 par Emmanuel Bigler.

Ouah,

Voilà un tableau qui apporte de l’eau à mon moulin et me donne des explications sur des erreurs faites dans le choix de tubes UV.
En gros, un pic à 350 nm et une puissance insuffisante ajoutés à un verre de 8mm pour un procédé préférant du 370 nm, tous ces facteurs expliqueraient les temps très long d’une insoleuse par rapport à une autre.
Je vais recevoir de nouveaux tubes et vérifier cette hypothèse.

Merci Emmanuel, c’est gentil d’avoir passé son dimanche pour aider des apprentis sorciers.

Armand

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