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L'utilisation des crèmes solaires est elle la solution pour nous protéger des UV?

INTRODUCTION :

En été, nous entendons dire qu'il faut se protéger des UV et mettre de la crème solaire. Nous devons d'abord savoir ce que sont les rayons ultraviolets et la crème solaire, mais aussi quels sont les risques que nous encourons lors de nos expositions à ces rayons. Ces réponses nous permettrons de répondre à la question: L'utilisation des crèmes solaires est elle la solution pour nous protéger des UV?

PARTIE 1: PRESENTATION DES UV ET SES CONSEQUENCES SUR LA PEAU

A: Les UV, une petite partie du rayennement solaire

Les rayonnements UV ne représentent que 8,3% de l'irradiance totale (W/m2) du soleil [à définir puissance du rayonnement électromagnétique solaire reçue par unité de surface de l'atmosphère ]. Le visible représente 38,9% de l'irradiance et l'infrarouge 52,8%.

Il existe trois types de rayons ultraviolets, les UVA, ce sont les moins puissants mais ils peuvent passer facilement à travers les nuages et les vitres, ils pénètrent profondément dans la peau au niveau du derme endommageant le collagène et l'élastine, leur longueur d'onde est comprise entre 315 et 400 nm. Les UVB, plus puissants et frappant le plus fortement vers midi, ont une longueur d'onde comprise entre 280 et 315 nm et les UVC, les plus dangereux avec une longueur d'onde comprise entre 100 et 280 nm. Ces derniers et une partie des UVB et UVA sont absorbés par la couche d'ozone et l'atmosphère terrestre. Les CNRS mentionne également les VUV (ultraviolets du vide) mais comme les UVC, ils sont totalement absorbés.

Les UV ne représentent alors plus que 6,8% de l’irradiance solaire au niveau de la mer pour un soleil au zénith (lorsqu'il est le plus haut dans le ciel). Ces 6,8% d'ultraviolets se décomposent en 0,5% d'UVB et de 6,3% d'UVA. Malheureusement, la couche d'ozone perdant en épaisseur, la proportion d'UV devrait augmenter dans les années à venir.

Malgré leur (très) faible part dans le rayonnement solaire, les UVA et les UVB sont à l'origine d'effets parfois bénéfiques , mais le plus souvent leurs effets sont nuisibles et très importants sur le corps humain au niveau de l'œil et parfois sur le système immunitaire. Mais la partie du corps humain la plus dommageable par les UV, que nous allons étudier est la peau...

B: Les effets nocifs sur la peau

«Nous ne sommes pas tous égaux face aux rayons du Soleil», en effet comme le rappelle le professeur Martine Bagot, chef du département de dermatologie à l'hôpital Saint-Louis à Paris, tout dépend de nos gènes et de notre phototype, c’est-à-dire de notre type de peau. Ainsi, les peaux claires des blonds et des roux rougissent quand les mates brunissent. Ainsi, il existe 6 phototypes allant du phototype I (peau très claire, cheveux roux et prenant souvent des coups de soleil) au phototype VI (peau noire, ne prenant pas de coups de soleil). Pourtant les peaux les plus foncées sont tout de même un minimum sensibles aux effets nocifs des UV. Voici donc une liste des effets néfastes des UV sur notre derme et notre épiderme.

-Les coups de soleil (érythème [à définir] rougeur qui disparait par vitro pression) (causés par les UVB)

Les UVB provoquent un processus d'inflammation responsable de rougeurs et de douleur au niveau du tissu. Après 24h, apparaissent des cellules "coup de soleil" qui s'engagent dans un processus d'apoptose ("suicide" de la cellule) et seront éliminées par desquamation rapide: la peau pèle.

-L'augmentation de la photosensibilité

Sensibilité des êtres vivants à l'action des rayons lumineux, ou à celle des rayonnements infrarouges et ultraviolets longs.

-Les rides (perte d'élasticité causée par les UVA, épaississement des couches externes causé par les UVB)

-Les allergies aux UV

La lucite estivale bénigne, la plus fréquente des allergies aux UV concerne 10 à 20% de la population en particulier les femmes âgées de 15 à 35 ans. Dans les 12 heures qui suivent chaque exposition au Soleil, décolleté et avant-bras se couvrent de petits boutons rouges qui démangent. Cette réaction solaire (qui épargne curieusement le visage) peut se reproduire plusieurs années puis disparaitre brusquement. "Son mécanisme reste inconnu et sa manifestation est très indifférente d'un second type de réaction, la vraie allergie", précise le professeur Martine Bagot, chef du service de dermatologie de l'hôpital Saint Louis à Paris. Dans ce dernier cas beaucoup plus rare, "Une urticaire apparaissait dans les 15 minutes et peut provoquer des manifestations très invalidantes empêchant toute sortie hors du domicile. Et la aussi, les mécanismes sont mal connus. Enfin, une troisième type de réaction allergique, appelé lucite dite polymorphe, peut survenir à tout âge. Elle revient chaque année avec une tendance à l’ aggravation. Dans tous les cas des traitements existent.

- Le vieillissement de la peau (causé par les UVA et UVB)

Les UVA détruisent les fibres collagènes et l'élastine du derme, responsables de la régénération et l'élasticité de la peau, provoquant un vieillissement prématuré de celle-ci.

Responsable du photo vieillissement, le soleil accélère le processus, naturel de dégénérescence des cellules. Celui-ci est directement corrélé à la quantité d'UV reçue au cours de la vie. Des expositions trop intenses et fréquentes entrainent l' apparition de taches solaires (lentigo), provoquant la rupture des fibres de collagène, source d'épaississement de la peau, lui faisant perdre son élasticité et favorisant l' apparition des rides. Selon une étude australienne, l' application quotidienne toute l'année d'une crème contenant un indice SPF 15 réduirait de 25% les conséquences du vieillissement cutané.

-Les cancers cutanés (causés par les UVA et UVB)

Outre les mélanomes le soleil est aussi responsable d'autre types de cancers cutanés appelées carcinomes. Nettement plus fréquents -près de 70 000 nouveaux cas par an en France- ils sont dus à la prolifération d' autres types de cellules de la peau, les kératinocytes et non les mélanocytes, et se révèlent heureusement moins agressifs. Ils sont tous de même première cause de mortalité par cancer chez les 25-35 ans.

Deux types principaux existent. Dans 80% des cas, il s'agit de cancers dits basocellulaires, d'évolution lente et sans métastase, et dans 20% dits spinocellulaires, plus dangereux; Tous apparaissent plutôt dans le zones découverts ( visage bras). Pris à temps, la chirurgie suffit souvent à les soigner. Les formes les plus évoluées, sont traitées par radiothérapie ou par chimiothérapie.

-Les mélanomes

Le mélanome est une forme de cancer cutané. Le mélanome commence souvent avec un grain de beauté différent; il s'étend, change d'aspect ou saigne. "Dans la moite des cas, il peut apparaitre sur une peau saine" comme l'explique le Docteur Caroline Robert, responsable du service de dermatologie à l'institut Gustave Roussy de Villejuif. Le plus souvent sur les jambes chez la femme et le tronc chez l'homme. Zones qui ne sont pas les plus exposées au soleil (contrairement aux autres cancers cutanés) mais qui sont exposées de manière intense et intermittente. Le fait d'avoir reçu des coups de soleil pendant l'enfance accentue le risque de mélanome. Comme pour les autres cancers cutanés, avoir la peau claire augmente également le risque de mélanome. En France, 10 000 nouveaux cas de mélanomes ont été diagnostiqués en 2013 et se chiffre est en augmentation. Le mélanome peut également être retiré par chirurgie.

PARTIE 2: LA CREME SOLAIRE POUR SE PROTEGER DES UV

Afin de se protéger des UV, nous portons des vêtements longs (sombres de préférence) nous restons le plus possible à l'ombre, ou nous utilisons de la crème solaire. C'est cette dernière option que nous allons étudier précisément.

Sur chaque crème solaire est indiqué un nombre allant jusqu'à 50, cela correspond l'indice FPS (facteur de protection solaire) ou en anglais SPF (Sun protection factor). Il correspond à un facteur de multiplication du temps [qui serait] nécessaire pour que survienne un coup de soleil sans protection. «Cela signifie qu'avec un indice 30, il faudra 300 minutes pour attraper le coup de soleil que l'on aurait en dix minutes sans protection», explique le Professeur Christophe Bedane. Mais attention; ce temps de protection est purement théorique!

Malheureusement, selon Christophe Bedane nous sommes loin d'appliquer la quantité de crème nécessaire pour une protection optimale «On applique en moyenne environ le quart de cette dose. C'est mieux que rien: mais attention aux fausses sécurités», poursuit ce chef du service de dermatologie du CHU de Limoges. En effet, pour un temps de protection optimal, il faudrait appliquer 2 milligrammes de produit par cm² de peau, soit environ 30 à 35ml (6 cuillères à café) de crème pour une personne de gabarit moyen. Un tube de crème standard faisant 150ml, il faudrait donc utiliser à chaque application près d'un quart du tube!

Les crèmes solaires ne sont pas toutes résistantes à l'eau. Ainsi une crème est dite résistante à l'eau si et seulement si, l'indice FPS après deux bains de 20 minutes correspond à au moins 50% de l'indice initial. Si l'indice FPS est supérieur à 50% par rapport à sa valeur initiale après quatre bains, la crème est dite très résistante à l'eau.

De plus la crème solaire à double protection (UVA, UVB) ne protège pas avec la même intensité des UVA et des UVB. Depuis la règle de 2006 sur le contrôle des crèmes solaires, il faut que l'indice de protection contre les UVA soit égal au moins au tiers du FPS indiqué. Une crème à FPS 50 doit donc avoir un indice de protection anti-UVA d'au moins 17 ( 50/3). Une nouvelle fois, il faut donc être très vigilant avec l'indice indiqué sur la crème. Si la crème est mal appliquée, on peut avoir une protection contre les UVA de 4 seulement. Avec une protection de 4 aux UVA, la protection contre les UVA est donc de 75% seulement. Avec une crème solaire d'indice 20, la protection contre les UVA est donc de 6,7 en théorie et seulement de 1,6 si elle est mal appliquée, soit seulement 40% de protection.

Sans oublier qu'aucune protection n'est capable d'arrêter totalement les rayons du soleil et donc les UV, raison pour laquelle la mention "écran total" est interdite en Europe depuis 2008. Cela explique que, même enduits de crème, nous continuons à bronzer. La transmission des UV (exprimée en %) correspond à la valeur inverse à l'indice FPS. On a donc l'équation:

Indice FPS = 100/Transmission des UV

Si une crème était capable d'arrêter tous les rayons du soleil, alors on aurait une division par zéro ce qui est mathématiquement impossible.

Pour vérifier l'impact de l'indice FPS sur la transmission des UV, nous avons réalisé une expérience avec des levures qui lorsqu'elles sont exposées aux UV mutent et deviennent rouges, et des crèmes d'indice FPS différents. Nous avons comparé le taux de mutation en fonction de l'indice FPS de la crème appliquée sur la boité de Pétri contenant les levures.

PARTIE 3: EXPERIENCE ET INTERPRETATIONS

A: L'Expérience

Pour realiser cette experience nous devions travailler dans des conditions d’asepsie, près d’un bec électrique. Nous avons pris une boîte de Pétri contenant un milieu nutritif pour les levures. Ensuite, nous avons ouvert l’emballage de la pipette stérile pour prelever un peu de suspension de levures après les avoir bien agitées puis nous les avons déposer au centre de la boîte de Pétri maintenue entrouverte le moins longtemps possible. Cette operation se fait sans quitter le champ stérile. Il nous a fallut, ensuite, étaler les levures avec un râteau de plastique stérile en maintenant le couvercle entrouvert jusqu’à ce que la surface de la boîte soit sèche. Toute la surface de la boîte doit être régulièrement "ratissée". Nous repeter le protocole 4 fois pour pouvoir étaler les crèmes solaires sur trois des quartes boites, la dernière étant l'expérience témoin. Nous avons ensuite laissé les boîtes dans la boite à UV pendant 30 secondes.

Matériel