Les applications pratiques de la fluorescence sont nombreuses et importantes.

Globe plasma. © Joshua Willson, CCO
Globe plasma. © Joshua Willson, CCO

Commençons par le tube fluo et les lampes fluo compactes (qui ne sont que des tubes fluo repliés). Comment ça marche ? Une décharge électrique dans la vapeur de mercure que le tube (ou la lampe) contient - en très faible quantité - provoque une excitation des atomesatomes de mercure qui émettent des rayons ultravioletsultraviolets (électroluminescenceélectroluminescence). Ces derniers excitent des composés (des « luminophores ») tapissant la face interne du tube, lesquels, à leur tour, émettent de la lumièrelumière (fluorescence). Trois types de luminophores, émettant chacun dans le bleu, le vert et le rouge, produisent ensemble, par synthèse additive, de la lumière blanche. Tandis que pour une enseigne lumineuse, on choisit un luminophore selon la couleurcouleur de la lumière que l'on souhaite.

Principe de fonctionnement d’un tube fluorescent. © B. Valeur
Principe de fonctionnement d’un tube fluorescent. © B. Valeur

Attention, ne confondez pas tube fluo et tube néontube néon ! Dans ce dernier cas, c'est le gazgaz néon qui émet de la lumière jaune-orangée (électroluminescence) et non pas les parois du tube, comme dans le tube fluo.

Autre application importante de la fluorescence que vous côtoyez journellement : ce sont les azurants optiques qui, déposés sur les fibres des tissus, rendent les couleurs plus lumineuses et le blanc plus éclatant (« plus blanc que blanc » comme l'annonçait une publicité !). Les lessives contiennent en effet des azurants optiques, composés organiques qui absorbent dans l'UV et le violet et émettent de la fluorescence bleue. Un tissu naturel a tendance à jaunir en vieillissant : c'est parce qu'il absorbe la lumière à des longueurs d'ondelongueurs d'onde correspondant au bleu. L'absence de ces longueurs d'onde dans la lumière que renvoie le tissu est compensée par la fluorescence bleue émise par l'azurant. Le même principe est employé pour rendre le papier plus blanc.

Un tissu ou du papier est rendu plus blanc grâce à un azurant optique émettant de la fluorescence bleue. Sous une lampe UV (à droite), on voit la fluorescence d’une lessive liquide et en poudre, et celle d’une manche de chemise. © B. Valeur
Un tissu ou du papier est rendu plus blanc grâce à un azurant optique émettant de la fluorescence bleue. Sous une lampe UV (à droite), on voit la fluorescence d’une lessive liquide et en poudre, et celle d’une manche de chemise. © B. Valeur

La fluorescence, un outil précieux dans de nombreux domaines

Par ailleurs, la fluorescence moléculaire donne lieu à d'importants outils d'investigation en recherche dans de nombreux domaines : chimie et physico-chimie (polymères, matériaux, colloïdescolloïdes, etc.), biochimiebiochimie, biologie, recherche biomédicale et pharmaceutique. Le succès de cette approche repose sur la haute sensibilité des techniques fluorimétriques, ainsi que sur la spécificité de la réponse de certaines moléculesmolécules fluorescentes à l'environnement où elles se situent. Ces molécules jouent des rôles très variés : sondes, traceurs, marqueurs, senseurssenseurs ou indicateurs (beaucoup plus sensibles que les indicateurs colorés non fluorescents).

Ainsi la fluorescence est-elle un outil remarquable d'analyse (on détecte de cette façon des espèces chimiquesespèces chimiques telles que des métauxmétaux toxiques, l'oxygèneoxygène, des traces d'explosifs, etc.), de diagnosticdiagnostic (angiographieangiographie, puces à ADNADN, détection de cancers), et de visualisation du vivant (microscopie de fluorescence).