Décoder les différences individuelles de photosensibilité : la docteure Hou Dandan, de l’Université Fudan, évoque les recherches quantitatives et les applications de l’éclairage rythmique précis.

Le 16 juillet, l’événement spécial conjoint « La Foire de l’éclairage de Guzhen en ligne avec les experts » et la série de salons « La lumière de Fudan » ont invité Mme Hou Dandan, post-doctorante à l’Institut du phénotype humain de l’Université Fudan, à présenter le thème « Analyse des mécanismes des différences individuelles dans la régulation circadienne par la lumière et ses applications ». Le salon était animé par M. Hong Bing, secrétaire général de l’Association des anciens élèves de l’Université Fudan – section Éclairage – et rédacteur en chef de China Light All-Media.

La docteure Hou Dandan s’est consacrée aux domaines de la photobiologie, de l’ergonomie de l’éclairage et de la science des couleurs. Elle siège au sein de plusieurs comités techniques du Comité international de l’éclairage (CIE), participe à de nombreux programmes nationaux clés de recherche et développement ainsi qu’à d’importantes initiatives spéciales, et a dirigé ou contribué à l’élaboration de multiples normes nationales et professionnelles relatives à l’éclairage rythmique. Elle détient plus d’une dizaine de brevets, tant en Chine qu’à l’international.

La présentation s’est articulée autour de quatre grands axes : la construction d’un modèle quantitatif de la régulation circadienne par la lumière, la mise en place d’une cohorte basée sur les zones climatiques lumineuses typiques de la Chine, l’influence des facteurs environnementaux et génétiques sur cette régulation, ainsi que les applications des interventions lumineuses précises dans le domaine clinique et dans l’éclairage général.

Des « troisièmes cellules photosensibles » au modèle quantitatif : les effets non visuels de la lumière désormais mis en évidence

Mme Hou a tout d’abord rappelé les découvertes marquantes de la photobiologie. En 2002, le professeur Berson de l’Université Brown aux États-Unis a identifié l’existence, sur la rétine humaine, d’une troisième catégorie de cellules photosensibles — les ipRGCs (cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles), remettant en cause la conception traditionnelle qui ne reconnaissait jusqu’alors que deux types de cellules photosensibles, les cônes et les bâtonnets. Cette découverte explique pourquoi les personnes aveugles peuvent néanmoins percevoir la luminosité ambiante et savoir quand dormir ou se réveiller, et elle a ouvert la voie aux recherches sur les effets non visuels de la lumière.

Vision non imagerie (effets biologiques de la lumière) – voie non visuelle

La lumière ne se contente pas de permettre de « voir » le monde ; elle influence aussi profondément l’horloge biologique humaine — régulant le sommeil et l’éveil, le métabolisme hépatique, la force cardiaque et la capacité digestive intestinale, ce qui correspond étroitement à la notion chinoise de « flux des heures du jour et de la nuit ».

Sur le plan quantitatif, deux modèles dominants sont actuellement reconnus à l’échelle mondiale :

le premier est le modèle CS (stimulus circadien), développé par l’équipe du professeur Rea du LRC américain, dont l’indicateur de sortie est le taux d’inhibition de la mélatonine nocturne ;

le second est le modèle d’éclairement équivalent α‑opic, proposé par l’équipe de Lucas et normalisé par le CIE.

Mme Hou a souligné que, en 2024, le CIE a publié une déclaration de position affirmant : « La bonne lumière au bon moment » — les effets de la lumière dépendent non seulement du spectre et de l’intensité, mais aussi du moment précis de l’exposition. Une même source lumineuse peut être bénéfique le matin et risquée la nuit.

À partir de ces constatations, Mme Hou et l’équipe du professeur Lin Yandan ont mené des expériences systématiques axées sur la dimension temporelle, suivant des indicateurs objectifs tels que la température centrale grâce à des capsules orales, et ont découvert :

1. Le moment d’exposition détermine la direction (avance ou retard) et l’amplitude du décalage circadien, agissant comme un « volant de direction ».

2. La durée d’exposition est un facteur majeur influençant la direction du décalage, affectant l’amplitude du CPS, et ne s’accumule pas de manière linéaire, mais selon une efficacité cumulative propre aux effets biologiques de la lumière.

3. Le niveau de stimulation circadienne est également déterminant pour l’amplitude : plus la lumière est intense, plus elle exerce une forte pression sur le rythme circadien.

Résultats d’une expérience sur l’accumulation des effets biologiques de la lumière au cours du cycle quotidien

L’équipe a élaboré le modèle prédictif DCLA (durational circadian lighting accumulation) pour intervenir sur la phase du rythme circadien humain, un modèle d’accumulation effective de la lumière. Sur la base de ses propres données, le modèle affiche une précision supérieure à 95 %, et même après intégration de trois études externes européennes, la précision reste de 93 %.

Ce modèle a été inclus dans la norme nationale officielle GB/T 46119-2025 « Dosage des effets biologiques non visuels de la lumière sur l’œil humain », entrée en vigueur en mars 2026, bouclant ainsi la chaîne allant de la recherche fondamentale à l’application industrielle.

Différences individuelles : un écart stupéfiant de 50 fois

Mme Hou a insisté sur le fait que, derrière les moyennes statistiques bien ajustées du modèle, les différences individuelles constituent un enjeu incontournable.

« Quelle est l’ampleur réelle des variations de réponse à la même stimulation lumineuse entre les individus ? »

Les données de recherche montrent que, pour obtenir une inhibition de 50 % de la mélatonine nocturne, l’individu le plus sensible n’a besoin que de 6 lux, tandis que l’individu le moins sensible en requiert 350 lux, soit un écart supérieur à 50 fois. Chez certaines personnes, le rythme circadien peut avancer ou reculer de 2 à 3 heures sous l’effet de la lumière, alors que chez d’autres, il demeure pratiquement inchangé.

« Si l’on ne résout pas le problème des différences individuelles, l’éclairage sain pourrait être efficace pour 50 % des gens et inefficace pour les 50 % restants — presque comme un tirage à pile ou face. »

Les facteurs influençant la sensibilité individuelle à la lumière comprennent :

◇l’âge : chez les enfants, le taux d’inhibition de la mélatonine atteint 88 %, contre environ 40 % chez les adultes ; à 60 ans, la densité des cônes rétiniens n’est que d’environ 60 % de celle observée à 10 ans ;

◇la myopie : elle affecte la latence du sommeil et sa durée ;

◇la couleur de l’iris : les iris clairs laissent passer davantage de lumière, entraînant une inhibition plus importante de la mélatonine ;

◇l’historique d’exposition à la lumière : ceux qui vivent longtemps dans des régions très lumineuses tendent à être plutôt « matinaux », tandis que les habitants des zones peu éclairées privilégient le « soir » ;

◇le patrimoine génétique : plusieurs gènes, notamment OPN4, responsable de la régulation de la mélanopsine, ainsi que les voies de transmission dopaminergique et glutamatergique, influencent tous la sensibilité à la lumière.

Cinq grandes cohortes de zones climatiques lumineuses : un atout unique de la recherche chinoise

Pour résoudre les différences de réponse à la lumière propres à chaque individu, l’équipe, s’appuyant sur l’avantage géographique unique de la Chine et sur les caractéristiques typiques de nos zones climatiques lumineuses, a constitué cinq cohortes représentant les populations de ces zones, établissant des groupes d’étude à des latitudes similaires mais dans des lieux différents, afin d’explorer les deux dimensions essentielles influençant la sensibilité humaine à la lumière.

Il s’agit d’un terrain d’expérimentation naturel unique au monde, et les premiers résultats sont encourageants :

● Population de la première zone (Lhassa) : la production totale de mélatonine est plus élevée, les oscillations du rythme circadien plus marquées, et la contraction pupillaire plus prononcée — ils sont donc plus sensibles à la lumière.

● Population des cinq zones (Chongqing) : la production de mélatonine ne s’élève pas durant la journée, et les effets physiologiques d’oscillation sont plus faibles.

● Même chez des personnes ayant le même patrimoine génétique, la durée et la phase du sommeil varient considérablement selon la zone climatique lumineuse — l’environnement exerce une influence très puissante sur la génétique.

« Retourner à Lhassa » n’est pas seulement une chanson.

Les recherches ont montré que l’extrême luminosité naturelle de Lhassa (jusqu’à 100 000 lux) augmente le taux de sérotonine (« hormone du bonheur ») chez l’homme, ce qui améliore à son tour les niveaux de dopamine et de mélatonine, rendant les journées plus joyeuses et le sommeil plus paisible la nuit. « Il y a une raison scientifique à l’expression “Il faut retourner à Lhassa quand on n’est pas heureux”. »

Interventions lumineuses précises : exploration des applications, de la clinique à l’éclairage général

Dans le cadre des applications cliniques, l’équipe de Mme Hou a déjà mené plusieurs expériences pratiques.

◆ Traitement adjuvant de la dépression : en collaboration avec le Centre de santé mentale de Shanghai, des patients souffrant de dépression modérée à sévère ont bénéficié d’une intervention lumineuse complémentaire, sans interruption des médicaments, avec des résultats rapides dès la deuxième semaine. Les patients hautement sensibles à la lumière ont obtenu des effets nettement supérieurs à ceux des personnes moins sensibles, suggérant que les futures thérapies lumineuses devraient commencer par une stratification avant toute prise en charge.

◆ Rééducation des troubles cognitifs post‑AVC : à l’Hôpital de rééducation n° 3 de Shanghai, l’équipe a procédé à une classification initiale de la sensibilité à la lumière avant d’appliquer des stimulations lumineuses, ce qui a considérablement accru l’efficacité des soins.

◆ Scènes d’éclairage général : Mme Hou a esquissé un avenir où les formules lumineuses seraient personnalisées — grâce à la localisation par téléphone portable, on identifierait le lieu de résidence habituel (zone climatique lumineuse), combiné à l’âge, au sexe, au type de sommeil et à un questionnaire simple (par exemple, la sensibilité à la lumière après s’être levé la nuit, ou l’impact de la lumière sur le réveil matinal), permettant d’évaluer la sensibilité à la lumière sans avoir à réaliser un séquençage génétique pour chacun. Ces informations seraient ensuite intégrées dans un système intelligent de contrôle de la lumière, produisant une formule lumineuse adaptée à chaque utilisateur.

« Du point de vue du coût des luminaires, les produits d’éclairage intelligent actuels disposent déjà des capacités de réglage de la température de couleur, de la luminance, de la valeur CS et de la valeur EDI ; ce qui manque véritablement, ce n’est pas le matériel, mais la logique sous-jacente — quel profil lumineux convient à chaque région, à chaque âge, à chaque sensibilité à la lumière ? »

Questions-réponses interactives

Au cours de la session de questions-réponses, Mme Hou Dandan a apporté des éclaircissements détaillés aux préoccupations du public.

Q : Les différences significatives de réponse au rythme circadien par la lumière entre les individus impliquent-elles que les futurs produits d’éclairage devront être conçus sur mesure pour chaque groupe ? Et est-ce que cela restera abordable ?

A : Du point de vue du seul coût des luminaires, cela ne diffère guère de la situation actuelle. Après des années de développement, les produits d’éclairage intelligent offrent déjà des fonctionnalités telles que le réglage de la température de couleur, de la luminance, de la valeur CS et de la valeur EDI. Ce qui doit vraiment changer, ce n’est pas le matériel, mais la logique de contrôle sous-jacente — chaque région et chaque groupe devraient bénéficier d’un profil lumineux adapté. Du point de vue fonctionnel, le coût n’augmente pas de manière significative.

Quant au coût du diagnostic, il n’est pas nécessaire d’effectuer un séquençage génétique pour chacun. Grâce à quelques questions simples (lieu de résidence, âge, réaction à la lumière, etc.), associées à la localisation par téléphone portable pour déterminer la zone climatique lumineuse, on peut identifier le type de sensibilité à la lumière dans 90 % des cas. Nous sommes en train de développer un outil de questionnaire de ce type.

Q : Quelle est la portée pratique de la norme nationale GB/T 46119-2025 « Dosage des effets biologiques non visuels de la lumière sur l’œil humain » pour les consommateurs et les fabricants ?

A : Cette norme répond principalement à deux questions : d’abord, quels indicateurs utiliser pour quantifier les effets non visuels de la lumière ? La norme a structuré trois systèmes d’indicateurs — le système d’éclairement équivalent α‑opic, le modèle de valeur de stimulation circadienne CS, ainsi que le système DCLA‑CPS spécifique à la population chinoise ; ensuite, elle fixe les doses recommandées pour ces indicateurs dans des contextes d’utilisation typiques.

Le plus précieux, c’est que l’annexe de la norme propose des coefficients de correction pour les différentes zones climatiques lumineuses. Par exemple, Lhassa et Chongqing bénéficient respectivement de coefficients d’amplification et d’atténuation, plutôt que d’une approche uniforme à l’échelle nationale. La Chine étant vaste et présentant d’importantes disparités régionales, la norme doit s’adapter aux caractéristiques de vie des populations locales.

Q : Dans le cadre des recherches sur les cohortes basées sur les zones climatiques lumineuses typiques de la Chine, les conditions d’éclairage naturel varient considérablement d’une région à l’autre. La conception de l’éclairage scolaire devrait-elle tenir compte de ces différences régionales et adopter des solutions d’éclairage rythmique distinctes ?

A : Excellente question. Nous espérons que, sur le plan de la mise en œuvre, que ce soit pour l’éclairage domestique, les salles de classe ou les hôpitaux, des normes différenciées seront proposées selon les régions. La norme sur les dosages des effets biologiques non visuels a déjà introduit un premier coefficient de correction. Pour l’éclairage des salles de classe, outre les aspects non visuels, les fonctions visuelles et la reconnaissance des couleurs présentent également des différences régionales notables ; l’industrie travaillera progressivement à affiner les normes d’éclairage rythmique scolaire, segmentées par région et par scène. Nous publierons ces résultats au fur et à mesure.

FIN

Remarque : Le contenu de cet article est issu de la transcription de l’enregistrement de la conférence donnée le 16 juillet 2026 par Mme Hou Dandan lors de la session « Analyse des mécanismes des différences individuelles dans la régulation circadienne par la lumière et ses applications », organisée par Ming Classroom, et publié par Ming Classroom.

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