Pourquoi bronze-t-on même
par temps couvert ?
« Aujourd'hui il fait couvert et frais, pas de souci » — et pourtant, après une journée entière dehors, la peau tire le soir venu. Presque tout le monde a vécu cette mésaventure, et elle a une explication précise : les UV responsables du bronzage n'ont rien à voir ni avec la lumière visible, ni avec la chaleur.
Une fête sportive d'automne. Le ciel reste voilé toute la journée, la lumière est douce, le vent frais. Même en plein soleil, ni éblouissement ni chaleur. « Pas besoin de crème solaire aujourd'hui » : vous passez la journée sur les gradins sans rien mettre.
Le soir, sous la douche, les bras piquent. Dans le miroir, le visage et le cou sont légèrement rouges. Pourtant, le soleil, on ne l'avait presque pas senti.
En réalité, la « chaleur » ressentie par la peau et les « UV » responsables du bronzage sont deux grandeurs totalement différentes. Les jours frais comme les jours couverts, les UV continuent de tomber en abondance.
Deux raisons, pas plus
Les nuages bloquent bien la lumière visible, ce qui assombrit et rafraîchit l'air ambiant. Mais les UV responsables du bronzage, eux, traversent environ 80 % d'un nuage fin. L'obscurité du ciel n'est donc pas un baromètre fiable des UV.
Les UV, en heurtant les molécules d'air, se dispersent facilement dans toutes les directions et tombent depuis l'ensemble du ciel, pas seulement depuis le soleil. C'est pourquoi, à l'ombre ou quand le soleil est caché par les nuages, leur niveau ne tombe jamais à zéro.
La combinaison de ces deux effets crée exactement la mésaventure du début : « un jour couvert et frais où l'on brûle sans s'en rendre compte ». Voyons cela en détail.
« Chaleur » et « UV » : deux grandeurs distinctes
La lumière du soleil mélange plusieurs types de rayonnement : la lumière visible (source de clarté), la lumière ressentie comme chaleur (source de tiédeur), et les UV, invisibles et imperceptibles pour la peau.
Le problème, c'est que ces trois composantes ne se comportent pas de la même façon face aux nuages. La lumière visible et la chaleur sont bien atténuées par les nuages, d'où un jour couvert sombre et frais. Mais les UV, de longueur d'onde plus courte, traversent en grande partie un nuage fin. Autrement dit, un jour couvert réunit exactement les conditions où le « capteur de chaleur » de la peau se relâche.
La température de l'air, elle non plus, n'est pas un bon indicateur. L'intensité des UV dépend surtout de la hauteur du soleil (saison et heure), la température ayant peu d'influence. Au Japon, les UV atteignent leur pic de mai à août : par une belle journée de mai, encore fraîche, leur intensité peut approcher celle du plein été.
Même par beau temps, environ la moitié des UV qui atteignent le sol proviendrait de la « diffusion venue de tout le ciel ». Un parasol bloque le rayonnement direct du soleil, mais laisse passer presque intégralement cette part diffuse. Retenir : à l'ombre, les UV sont réduits d'environ moitié — pas ramenés à zéro. Sur le sable ou la neige, s'ajoute encore la réflexion du sol (la neige fraîche réfléchirait 80 % des UV, ce qui explique les coups de soleil au visage en station de ski l'hiver).
Alors, que faire ?
Le principe est simple : juger non pas « fait-il chaud ? » mais « le soleil est-il haut, à cette saison et cette heure ? ». Au Japon, le pic se situe entre mai et août, et dans la journée entre 10h et 14h environ. Pour une sortie prolongée dans ces conditions, chapeau, manches longues et crème solaire s'imposent, même par temps couvert ou frais. Le moyen le plus fiable reste de consulter chaque jour l'« indice UV » (indicateur de l'intensité des UV) publié par l'Agence météorologique japonaise avec la météo.
En résumé
Deux raisons expliquent le coup de soleil par temps couvert : ① contrairement à la lumière visible ou à la chaleur, les UV traversent environ 80 % d'un nuage fin ; ② les UV tombent aussi en tant que diffusion depuis tout le ciel, donc à l'ombre ou par temps couvert, ils ne tombent jamais à zéro. Le capteur de « chaleur » ou d'« éblouissement » de la peau ne réagit pas aux UV.
Le bronzage dépend de la hauteur du soleil, pas de la chaleur.
C'est justement par temps couvert et frais qu'il faut rester vigilant.
« Plus une longueur d'onde est courte, plus elle se disperse facilement dans les molécules d'air » — cette propriété, qui fait tomber les UV de tout le ciel, est en fait la même physique qui explique pourquoi le ciel est bleu. Détails dans cet article.
Par ailleurs, même si l'extérieur paraît sombre par temps couvert, sa luminosité reste environ 20 fois supérieure à celle d'une pièce. Pourquoi l'œil ne perçoit pas cet écart : voir Pourquoi une pièce bien éclairée et le plein soleil dehors paraissent-ils presque aussi lumineux ?
- Posez du papier de couleur foncée ou un journal près d'une fenêtre ensoleillée
- Placez dessus une pièce de monnaie ou un trombone, un objet à la forme bien nette, et laissez en place plusieurs jours à une semaine
- Retirez l'objet et comparez la couleur entre la partie couverte et la partie exposée
Seule la partie exposée perdra sa couleur, laissant apparaître nettement la forme de la pièce. Le principal responsable de cette décoloration : les UV, qui détruisent les pigments du papier. En constatant que l'écart apparaît même après une semaine couverte, on vérifie de ses propres yeux que « les UV passent même par temps couvert ».
Pour aller plus loin ― vocabulaire, formules et liens avec les programmes scolairesDu collège aux matières universitaires spécialisées, le niveau de chaque partie est indiqué
- CollègeProgramme de sciences du collège
- LycéeProgramme de « physique-chimie de base » et « biologie de base » du lycée
- Lycée +Approfondissement du programme de physique du lycée, ou contenu traité en encadré dans les manuels
- UniversitéNon enseigné au lycée : matière universitaire spécialisée (photobiologie, sciences de l'atmosphère)
- RechercheNon encore établi comme « acquis » même à l'université : sujet activement étudié par les chercheurs
CollègeVocabulaire : cette lumière a un nom et des variantes
- Ultraviolet (UV) : lumière de longueur d'onde plus courte que le violet visible. On distingue UV-A, UV-B et UV-C selon la longueur d'onde.
- UV-B : principal responsable du coup de soleil (érythème). Largement absorbé par la couche d'ozone, seule une partie atteint le sol.
- UV-A : longueur d'onde plus longue que l'UV-B, mais plus abondant. Pénètre profondément dans la peau et serait impliqué dans les dommages diffus (rides, relâchement). Traverse aussi le verre des fenêtres.
- UV-C : longueur d'onde la plus courte, énergie la plus forte, mais presque entièrement absorbé par l'atmosphère : n'atteint pas le sol.
- Indice UV : indice international, de 0 à 11+, mesurant l'intensité des UV au sol. L'Agence météorologique japonaise en publie une prévision chaque jour.
- SPF, PA : indicateurs d'efficacité des crèmes solaires. Le SPF mesure la protection contre les UV-B, le PA contre les UV-A.
CollègeLycéeVérification par le calcul : comparer nuages, ombre et crème solaire
En posant à 100 l'intensité des UV en plein soleil par beau temps, comparons différentes conditions.
| En symboles | I = I₀ × T ／ t = t₀ × SPF |
| En mots | UV atteignant le sol = UV par beau temps × taux de transmission des nuages. Temps avant rougeur avec crème solaire = temps avant rougeur peau nue × SPF |
| Origine de la formule | La première vient de la notion de « taux de transmission » : quand la lumière traverse un nuage, seule une fraction fixe passe. La seconde vient de la définition même du SPF, à savoir le rapport entre la quantité d'UV nécessaire pour rougir avec ou sans crème. |
| Symbole | Signification et unité |
|---|---|
| I₀ | Intensité des UV par beau temps (posée ici à 100) |
| T | Taux de transmission des UV par les nuages ou à l'ombre (0 à 1) |
| t₀ | Temps avant que la peau nue commence à rougir (minutes) |
| Nuage fin (transmission ~80 %) | 100 × 0,8 = 80 |
| Ombre (direct bloqué, seule la diffusion du ciel) | 100 × 0,5 = 50 |
| Piste de neige fraîche (direct 100 + réflexion 80 %) | 100 + 80 = 180 |
« 80 sous les nuages, 50 à l'ombre » : ce sont des ordres de grandeur comparables au plein soleil direct. Sur la neige, à l'inverse, on peut même dépasser le plein soleil en plaine. Voilà pourquoi, en montagne l'hiver ou au ski au printemps, seul le visage finit brûlé.
| Temps avant rougeur sur peau nue (ordre de grandeur) | environ 20 minutes (varie beaucoup selon la peau et la saison) |
| Valeur théorique avec un SPF 30 bien appliqué | 20 × 30 = 600 (minutes) |
| Conversion en heures | 600 ÷ 60 = 10 (heures) |
Le SPF est le facteur multiplicateur du temps avant rougeur. Mais c'est une valeur théorique, obtenue avec une quantité normée (souvent sous-estimée) appliquée uniformément : en pratique, on en met trop peu et la transpiration l'enlève, d'où la recommandation de réappliquer toutes les 2 à 3 heures. La quantité appliquée et les renouvellements compteraient plus que le chiffre du SPF lui-même.
LycéeLycée +Pourquoi les UV viennent-ils de « tout le ciel »
LycéeLa facilité de la lumière à se disperser dans les molécules d'air (diffusion) varie fortement selon la longueur d'onde. Plus la longueur d'onde est courte, plus la diffusion est forte ; les UV, de longueur d'onde plus courte que toute couleur visible, se dispersent donc massivement dans l'atmosphère.
Lycée +Cette règle « plus la longueur d'onde est courte, plus la diffusion est forte » s'appelle la diffusion de Rayleigh (l'intensité diffusée est inversement proportionnelle à la puissance quatrième de la longueur d'onde) — exactement la même loi que celle qui explique le bleu du ciel (la lumière bleue se dispersant dans tout le ciel). Les UV se dispersent encore plus que le bleu, si bien que le ciel tout entier « rayonne faiblement en UV invisibles ». C'est cette part diffuse qui atteint même l'ombre.
UniversitéBiologie du coup de soleil : quand la lumière abîme l'ADN
L'énergie des UV-B est directement absorbée par l'ADN des cellules cutanées, provoquant une liaison anormale entre bases voisines (les dimères de thymine en sont un exemple typique). Des enzymes de réparation existent et corrigent la plupart des dommages, mais en cas d'exposition trop forte, elles ne suffisent plus : il en résulte une inflammation (le coup de soleil visible) et, à long terme, une accumulation de mutations. Le brunissement de la peau est une réaction de défense : davantage de pigment (mélanine) pour protéger l'ADN des UV. Les ingrédients des crèmes solaires — molécules absorbant les UV ou particules les réfléchissant/dispersant — interceptent cette agression avant qu'elle n'atteigne la peau.
RechercheCe qui n'est pas encore clairement établi
La relation entre UV et santé garde une difficulté : on ne peut pas simplement dire « moins on en reçoit, mieux c'est ».
- La dose « optimale » n'est pas tranchée. Les UV endommagent la peau, mais sont aussi nécessaires à la synthèse de vitamine D par l'organisme. La quantité nécessaire varie fortement selon la latitude, la saison et la carnation ; certaines études pointent une carence en vitamine D liée à une protection excessive, et la quantification de l'équilibre optimal reste un sujet de recherche en cours.
- La surveillance du rétablissement de la couche d'ozone et de l'évolution des UV se poursuit. Les réglementations internationales auraient permis un rétablissement de la couche d'ozone, mais son interaction avec le changement climatique sur l'évolution régionale future des UV fait toujours l'objet d'observations et de prévisions.
- L'évaluation de l'impact environnemental des filtres solaires est en cours. Certains filtres UV ont été signalés comme pouvant affecter des organismes marins comme les coraux, et certaines régions restreignent déjà l'usage de certains ingrédients. La quantification précise de cet impact et le développement d'alternatives sont des sujets de recherche actuels.
Autrement dit, le contenu de cet article reflète « ce que l'on comprend à ce jour ». La manière de composer avec cette lumière invisible reste une question ouverte, à la croisée de la physique, de la biologie et des sciences de l'environnement.
Liens avec les programmes scolaires (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Partie correspondante de l'article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences, propriétés de la lumière | Lumière visible et invisible, différence de blocage par les nuages |
| Lycée | Physique de base : propriétés des ondes ; biologie de base : fonctionnement du corps | Longueur d'onde et diffusion, protection par la mélanine |
| Lycée + | Physique : diffusion de la lumière (contenu approfondi) | Plus la longueur d'onde est courte, plus la diffusion est forte = même loi que le bleu du ciel |
| Université | Photobiologie, sciences de l'atmosphère | Dommages à l'ADN et réparation, lien entre couche d'ozone et UV |
| Recherche | Santé publique, sciences de l'environnement (non résolu) | Équilibre optimal avec la vitamine D, impact environnemental des crèmes solaires |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Utilisation de l'indice UV, lecture du SPF, précautions sur neige et à l'ombre |
- Agence météorologique du Japon (気象庁), « Propriétés des ultraviolets », « Qu'est-ce que l'indice UV » (taux de transmission des nuages, part de lumière diffuse, réflexion sur la neige, variations saisonnières et horaires).
- Organisation mondiale de la santé (OMS), Global Solar UV Index: A Practical Guide (définition de l'indice UV et repères de protection).
- Ministère de l'Environnement du Japon (環境省), « Manuel de santé environnementale sur les ultraviolets » (propriétés des UV-A/B/C, signification du SPF et du PA, usage des crèmes solaires).
- Manuels et revues de référence en photobiologie (formation des dimères de thymine et réparation de l'ADN, photoprotection par la mélanine).
- Downs, C. A. et al., Toxicopathological effects of the sunscreen UV filter oxybenzone, Archives of Environmental Contamination and Toxicology 70, 2016 (impact des filtres UV sur les coraux).
※ Cet article est une vulgarisation scientifique à destination du grand public. Les valeurs indiquées sont des repères et des ordres de grandeur destinés à faciliter la compréhension. En cas de symptômes cutanés importants ou persistants, consultez un dermatologue. Pour le choix et l'usage des crèmes solaires, suivez les indications du produit et l'avis de professionnels.