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Fluorescence & Phosphorescence

Dossier - Philatélie Physico-Chimique
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La matière organique subit quotidiennement les attaques de son environnement. Nous ne pouvons l'éviter mais nous pouvons jouer sur les propriétés de cette matière pour en réduire les effets. Ainsi, ce dossier est réalisé dans le but de comprendre les différentes propriétés physico-chimiques des papiers, de manière à mieux conserver les timbres des collectionneurs, eux aussi sujets à des dégradations regrettables…

  
DossiersPhilatélie Physico-Chimique
 

3.1 Définitions :

La fluorescence est le phénomène physique de réfraction partiel d'un objet soumis à un rayonnement ultraviolet (U.V.), visible généralement par un faible rayonnement jaune vif tant que l'ampoule délivrant les U.V. est allumée.
Au contraire de la fluorescence, la phosphorescence provoque un rayonnement persistant durant quelques secondes après l'extinction de la lampe, cette différence est la rémanence.
Dans la chimie, tant organique que minérale, il existe quelques familles moléculaires qui possèdent l'une ou l'autre de ces propriétés optiques. Ainsi les ions nitrites (NO2-) et nitrates (NO3-) ont une légère fluorescence à 240 nm de longueur d'onde. Or chaque famille réagit à des longueurs d'ondes particulières qui permet de les caractérisées par spectrographie ou spectrométrie.

Exemple de spectrographe d'acide nucléique et de protéines

Ces propriétés physiques peuvent être décelés par exposition à une lampe de Wood à ultraviolet. Cette lampe délivre une gamme, plus ou moins importante, de longueur d'onde ultraviolette permettant de voir le phénomène sans pour autant déterminer la substance présente.

3.2 Applications philatéliques :

Ces propriétés de certaines molécules ont permis d'inventer le triage automatique du courrier. Des machines pouvant lire la phosphorescence et la fluorescence, ainsi que la luminescence mais très rarement utilisée, permirent de trier plus rapidement le courrier et donc réduisit le temps nécessaire à son acheminement.
Toutes ces molécules utilisées par une administration postale, peuvent être classées en deux familles caractérisées par une longueur d'onde différente :
- la fluorescence à 366 nm, majoritaire
- la phosphorescence à 254 nm utilisée par les Etat-Unis, la Finlande, Israël, la Grande-Bretagne jusqu'en 1992 et quelques précurseurs du Canada, du Mexique et de la Yougoslavie.

La phosphorescence à 254 nm repose sur une encre à acide nucléique riche en pyrimidine, essentiellement de la cytosine, tandis que l'encre réagissant à 366 nm est constituée d'éléments inorganiques.

Les précurseurs sont les timbres ayant servis de test d'automatisation pour une administration postale. En France par exemple ce rôle revient au Coq de Décaris 0.25 bleu en normal mais entièrement jaune - bleu sous 366 nm pour le timbre test.
Lorsque l'impression s'est déroulée à sec, sans encre, la fluorescence permet de savoir de quel timbre il s'agit. Prenons le 1.70F Liberté de Gandon, sans couleur vous pouvez le trouvez à une ou deux bandes fluorescentes, une bande seule correspond au tarif lent donc à la couleur U.P.U. verte, tandis que deux correspondent au tarif prioritaire donc au rouge.
Comme pour toutes les encres d'impression, il existe des variétés de fluorescence : absence, à cheval, défectueuse ou décalée en sont les types reconnus, d'autres sont possibles mais inexistant ou inconnu.
Afin de rendre visible ces bandes de façons définitives, il suffit de les placer en contact de poussière dans une atmosphère riche en acétate d'éthyle ou en acétone. Le solvant très volatile à température ambiante pousse les poussières contre les rugosités de ces bandes qui ainsi se révèlent dans la couleur dominante des poussières appliquées. Généralement les poussières de l'air les rendent grises, pour obtenir un meilleur aspect, il suffit d'ajouter des particules colorées :

- pollen => bande jaunes - orangée
- peinture sèche => bande à la couleur de la peinture.