Jean-Maurice CADET

« Etude corrélative entre le changement de l’ozone et le rayonnement ultraviolet de surface en régions tropicales et impacts sur la santé »

Soutenance : Fin 2019
 

Les causes potentielles de l’augmentation des cancers de la peau sont nombreuses. Parmi celles-ci on peut citer les changements comportementaux ou les modifications de l’intensité des rayonnements ultraviolets (UV) à la surface, en réponse aux perturbations de paramètres environnementaux (ozone stratosphérique, nébulosité, aérosols, réflectivité) dues au changement climatique ou aux activités anthropiques. Le rayonnement UV est l’une des composantes majeures du rayonnement solaire transmise à la Terre au travers de l’atmosphère.

En fonction de sa composition, l’atmosphère terrestre agit comme un filtre sur le rayonnement solaire incident. L’ozone stratosphérique est le principal paramètre ayant une action directe sur le rayonnement UV reçu au sol. La stratosphère, couche supérieure de l’atmosphère terrestre située entre 12 et 50 km d’altitude, abrite environ 90% de l’ozone atmosphérique. Cette couche d'ozone joue un rôle vital pour la biosphère en filtrant les longueurs d’onde UV les plus dangereuses. Le spectre UV est divisé en 3 types de rayonnements,  en fonction de leur activité biologique et de leur pouvoir de pénétration de la peau : les UV-A, les UV-B et les UV-C. La couche d’ozone bloque en partie les rayons UV-B solaires (rayonnement solaire compris entre 280 et 320 nm dans les bandes d’absorption de Hartley), qui sont les plus dangereux pour les êtres vivants. Dans les plus grandes longueurs d’onde, les UV-A (320-400 nm) sont peu absorbés par la couche d’ozone et parviennent au niveau du sol. Les UV-C, sont, quant à eux, totalement filtrés par l’ozone.
Les UV-B ont un effet néfaste sur tous les organismes vivants, terrestres et marins, en altérant l’ADN des cellules. Des taux trop élevés de rayonnement UV-B réduisent la photosynthèse et perturbent la croissance de la végétation et des cultures. Chez l’homme, un accroissement du rayonnement UV-B augmente les risques de cancer de la peau, l’occurrence des cataractes et affaiblit le système immunitaire.
Pour mesurer le rayonnement UV reçu à la surface, on utilise l’indice UV (I-UV). Il tient compte du spectre d’action érythémale, représentant la sensibilité de la peau en fonction de la longueur d’onde. Il peut varier varie de 0 à 11, mais il peut atteindre des valeur beaucoup plus élevées, selon les régions. A titre d’exemple, à La Réunion le maximum d’indice UV mesuré dépasse souvent 12 durant la saison d’été austral.

Compte tenu de leur position géographique, les régions tropicales reçoivent le maximum de rayonnements solaire incident et donc d’UV. Ces régions et leurs populations sont très exposées, du fait de plusieurs facteurs dont la démographie, les habitudes d'activités en extérieur et du fait qu’elles reçoivent un rayonnement UV très intense, le plus intense comparativement aux autres régions du globe. En effet, l’indice UV mesuré aux latitudes tropicales en été est 2,5 fois supérieur à celui de l’été européen.

L’indice UV peut être enregistré par des instruments au sol, mesurant l’irradiance, ou par satellites. Les mesures d’UV à La Réunion montrent les indices UV dépassent très régulièrement le seuil critique fixé par l’OMS : on obtient souvent des indices supérieurs à 16 à 12h durant l’été austral, avec des pics mesurés à 18 (Cadet, stage M1 Géosphère, juin 2014).
Naturellement, la zone géographique de La Réunion (tropiques et environnement marin) expose plus les populations aux rayonnements UV. En effet, les angles zénithaux du soleil y sont très élevés toute l’année. De plus, les quantités d’ozone stratosphérique ou d’aérosols atmosphérique sont moins importantes qu’aux latitudes supérieures.
Les dermatologues à La Réunion constatent une augmentation rapide des lésions de la peau dues au Soleil. Le nombre de ces lésions triple tous les 10 ans et avec une progression s’accélérant (source ORS, 2014). Les doses de rayonnement reçu par les populations particulièrement exposées (enfants  et travailleurs en extérieurs) dépassent presque toute l’année les seuils dangereux dans cette région de l’Océan Indien. (Wright et al., 2013)
Une partie peut-être expliquée par la modification du mode de vie, avec des activités balnéaires et une exposition solaire en constante augmentation. Cette évolution sociétale impose aujourd'hui de mieux contraindre le risque en analysant les causes naturelles des variations du rayonnement UV au sol et en développant des approches combinant l’observation, la modélisation à l’interface entre des physiciens de l’atmosphère et des professionnels de la santé.

Encadrement :

Directeur : Hassan BENCHERIF
Laboratoire de l'Atmosphère et des Cyclones (LACy) - UMR 8105
Université de La Réunion

Co-directrice : Caradee WRIGHT
South African Medical Research Center