Dose de lumière rouge vs dose de proche infrarouge : pourquoi les panneaux multi-longueurs d’onde nécessitent des joules à bande séparée

Date de mise à jour : 20/05/2026 | Temps de lecture : 13 minutes

Cet article porte sur la conception des produits et la logique de compte rendu pour les panels multi-longueurs d'onde. Il ne s'agit pas d'un guide de protocole de traitement.

Imaginez trois panneaux lumineux rouges côte à côte. Tous trois sont honnêtes. Tous trois affichent exactement le même titre : dose totale de 57 J/cm² à 15 cm en une séance de 10 minutes. Un acheteur choisit le moins cher, partant du principe que « dose égale, résultat identique ».

L'acheteur vient de commettre une erreur qu'aucun test d'éclairement ne pourra corriger. En effet, les trois panneaux répartissent ces 57 J/cm² de manière très inégale :

• Panneau A : 24 J/cm² rouge + 33 J/cm² proche infrarouge
• Panneau B : 45 J/cm² rouge + 12 J/cm² proche infrarouge
• Panneau C : 8 J/cm² rouge + 49 J/cm² proche infrarouge

Il ne s'agit pas de simples variantes d'un même produit. Ces panneaux sont conçus pour différentes profondeurs de tissu et différentes applications. La valeur « joule total » indiquée sur l'emballage occulte l'information essentielle concernant leur véritable usage.

Cet article traite de ces informations manquantes. Il explique pourquoi les photons rouges (environ 620–680 nm) et les photons du proche infrarouge (environ 800–1100 nm) se comportent différemment une fois qu'ils pénètrent dans la peau, pourquoi une seule valeur de « dose totale » masque l'intention de conception d'un produit, et à quoi devrait ressembler un rapport crédible d'un panel multi-longueurs d'onde.

Si vous souhaitez comprendre les calculs de dose sous-jacents (qu'est-ce qu'un joule, comment convertir des mW/cm² en J/cm², ou comment la distance de test influence la courbe), vous trouverez toutes les informations nécessaires dans nos guides complémentaires, accessibles en fin d'article. Cet article se concentre sur une question précise : pourquoi les joules rouges et les joules NIR ne sont pas interchangeables, et pourquoi le « rendement total » est un critère de comparaison inapproprié pour les panneaux multi-longueurs d'onde.

Le rouge et le proche infrarouge ne doivent pas être considérés comme des données d'entrée interchangeables en ingénierie.

On parle souvent de la lumière rouge et de la lumière proche infrarouge comme s'il s'agissait de deux variantes d'une même chose. Or, ce n'est pas le cas. Ce sont deux signaux d'entrée différents, produits par le même type d'appareil.

La manière la plus simple de le constater est d'observer où vont réellement les photons.

Un photon rouge, d'une longueur d'onde d'environ 660 nm, est fortement absorbé par l'hémoglobine et par les couches supérieures de la peau. Son énergie est généralement plus concentrée dans les couches tissulaires superficielles, c'est-à-dire la zone de profondeur qui comprend le derme, le renflement du follicule pileux, les petits vaisseaux sanguins du plexus papillaire et la limite supérieure du tissu sous-cutané. Physiquement, le rouge constitue un paramètre important pour l'ingénierie des tissus superficiels.

Un photon proche infrarouge à 810 ou 850 nm se situe dans la fenêtre optique des tissus biologiques, soit la gamme de longueurs d'onde s'étendant approximativement de 650 à 1100 nm, où l'absorption par l'hémoglobine diminue et où l'absorption par l'eau n'augmente pas encore fortement. Les photons de cette fenêtre pénètrent plus profondément. À 850 nm, la lumière est généralement associée à une exposition tissulaire plus profonde que la lumière rouge visible. Le proche infrarouge est un agent d'ingénierie tissulaire permettant d'atteindre des tissus plus profonds.

Ces descriptions de profondeur sont des références techniques simplifiées et non des seuils biologiques fixes. La pénétration tissulaire réelle dépend du teint de la peau, du type de tissu, de la géométrie du faisceau, des conditions de contact et de la méthode de mesure.

Cette simple différence a des répercussions sur tout le reste. Un panneau conçu pour une exposition cutanée n'est pas le même qu'un panneau conçu pour une exposition musculo-squelettique plus profonde. Ils présentent des rapports de LED différents, des conceptions de pilotes différentes, souvent des choix de lentilles différents — et ils nécessitent des valeurs de J/cm² différentes pour chaque bande. Le flux lumineux émis par l'appareil ne correspond donc pas à la même population de photons.

profondeur de pénétration rouge vs infrarouge

La valeur de « dose totale » permet de faire la moyenne de cette différence et de l'effacer.

Pourquoi la longueur d'onde spécifique est importante au niveau moléculaire

La raison plus profonde pour laquelle le rouge et le proche infrarouge ne sont pas interchangeables est que la cible moléculaire à l'intérieur de la cellule — le chromophore — n'absorbe pas de manière égale sur tout le spectre.

Le photoaccepteur le plus étudié et cité dans la recherche en photobiomodulation est la cytochrome c oxydase , l'enzyme terminale de la chaîne respiratoire mitochondriale. Son spectre d'absorption n'est pas plat. Il présente des pics centrés autour de 620-680 nm, autour de 760-830 nm, et une bande plus large s'étendant au-delà de 900 nm. C'est pourquoi des longueurs d'onde spécifiques — 630, 660, 810, 830, 850 nm — sont fréquemment mentionnées dans la littérature sur la photobiomodulation, plutôt que, par exemple, 720 ou 870 nm. Les chercheurs se sont accordés sur les longueurs d'onde auxquelles la molécule présente la réponse la plus forte.

Il existe d'autres chromophores. L'eau elle-même absorbe de plus en plus fortement au-delà de 950 nm environ, avec un pic net vers 980 nm. Les canaux membranaires et certains pigments présentent leurs propres affinités. L'intérêt croissant porté à la gamme 1060–1070 nm s'explique en partie par le fait que cette gamme se situe dans une zone de faible absorption de l'eau, entre le pic d'absorption intense à 980 nm et la bande d'absorption suivante : une « seconde fenêtre » où les photons peuvent pénétrer plus profondément qu'à 850 nm.

En pratique, la conséquence pour la conception de produits est simple : un rayonnement joule rouge à 660 nm et un rayonnement joule proche infrarouge à 850 nm n’atteignent pas le même point dans le corps, n’interagissent pas de la même manière avec les mêmes molécules et ne produisent pas la même signature optique en aval. Ils constituent tous deux des données d’entrée légitimes pour la recherche en PBM et la conception de produits. Ils ne sont pas interchangeables.

Une fiche technique qui les additionne en un seul chiffre revient à faire quelque chose d'équivalent à une liste de pièces qui additionne les milligrammes de deux matériaux différents en un seul « poids total » — une quantité techniquement correcte mais inutile pour une comparaison sérieuse de produits.

Les quatre voisinages de longueurs d'onde qui comptent réellement

Les panneaux multi-longueurs d'onde modernes ne sont pas des mélanges spectraux aléatoires. Les fabricants choisissent des références LED spécifiques pour des raisons précises. On distingue essentiellement quatre zones du spectre où se regroupent les produits de luminothérapie rouge commerciaux, chacune répondant à une logique d'ingénierie différente.

620–680 nm — la bande rouge. Il s'agit de la région du rouge visible. Les longueurs d'onde les plus couramment utilisées sont 630 nm et 660 nm. La lumière est absorbée par l'hémoglobine et atteint le derme et les couches sous-cutanées immédiates. C'est la bande la plus souvent mentionnée dans les études PBM de surface — aspect de la peau, recherche sur les follicules pileux et analyse des tissus superficiels. C'est également la bande que l'utilisateur perçoit , ce qui est important : le rouge visible confirme visuellement que l'appareil est allumé et correctement orienté. Un panneau livré sans aucun rouge visible — fonctionnant exclusivement en NIR — semble défectueux pour la plupart des utilisateurs, même lorsque le NIR est pleinement opérationnel.

800–900 nm — la bande NIR-1 de référence. Les longueurs d'onde de 810, 830 et 850 nm dominent la littérature scientifique sur la photobiomodulation (PBM) pour la recherche sur les tissus profonds : récupération musculo-squelettique, PBM transcrânienne et nerfs périphériques. La longueur d'onde de 810 nm est la plus utilisée dans la plupart des études sur la PBM transcrânienne. La longueur d'onde de 850 nm est le choix privilégié pour les panneaux de photobiomodulation destinés au corps entier et à la récupération sportive, car les LED 850 nm à haut rendement et à spectre étroit sont largement disponibles et bien sélectionnées. Si un panneau mentionne le « proche infrarouge » sans autre précision, c'est presque toujours dans cette bande que se situent les photons.

930–950 nm — la bande profonde, mais propice à l'absorption par l'eau. Des LED de 940 nm existent et sont parfois intégrées à des panneaux multibandes pour des raisons marketing, mais les principes physiques sont plus complexes. L'absorption par l'eau atteint son pic à 980 nm, ce qui signifie qu'une plus grande partie de l'énergie est absorbée superficiellement sous forme de chaleur plutôt que d'atteindre les couches profondes des tissus. Le choix de 940 nm se justifie dans certains cas, mais un panneau qui consacre une part importante de son budget à cette longueur d'onde fait un choix inhabituel qui devrait être clairement justifié.

1050–1070 nm — un domaine émergent d'intérêt. Ce domaine suscite un intérêt croissant en recherche, et la conception de panneaux multi-longueurs d'onde commence à se différencier. Les photons de la gamme 1060–1070 nm se situent dans une zone de faible absorption par l'eau et pourraient offrir un profil d'absorption et de pénétration différent de celui de 850 nm. Les chercheurs travaillant sur la photobiomodulation cérébrale ont publié des travaux spécifiques sur la longueur d'onde de 1064 nm. Les affirmations concernant les produits dans cette bande doivent être étayées par des mesures spécifiques à la longueur d'onde et des preuves spécifiques à l'application. Le principal défi technique réside dans le fait que les LED 1060–1070 nm sont plus coûteuses, moins bien triées et plus difficiles à caractériser — la plupart des spectroradiomètres à bas coût ne mesurent pas précisément au-delà de 1000 nm. Un panneau qui délivre réellement un rayonnement à 1060 nm représente un investissement technique qu'un panneau « 660 + 850 » classique ne nécessite pas.

voisinages de quatre longueurs d'onde

Ces quatre critères définissent la conception d'un panneau multi-longueurs d'onde fiable : il ne s'agit pas d'accumuler les longueurs d'onde, mais de choisir la bande spectrale adaptée à chaque zone de profondeur, à chaque pic de chromophore, et à chaque ratio en fonction de l'utilisation prévue. Un acheteur consultant une fiche technique doit pouvoir en comprendre l'objectif. Une fiche technique se contentant d'indiquer « multi-longueurs d'onde » sans préciser l'irradiance ni la dose par bande masque toute intention de conception.

La formule de la dose cible et à quoi ressemble un véritable rapport

Le calcul est le même que pour tout calcul à bande unique, appliqué séparément à chaque bande :

Dose de bande = E_band × t ÷ 1000

Où E_band représente l'éclairement énergétique en mW/cm² pour cette bande de longueurs d'onde (rouge, NIR-1, NIR-2, etc.) et t la durée de la session en secondes. La division par 1000 permet la conversion des milliwatts en watts.

Si le flux lumineux rouge d'un panneau est de 40 mW/cm² à 15 cm et son flux lumineux proche infrarouge (NIR) de 55 mW/cm², une séance de 600 secondes dépose 24 J/cm² de rayonnement rouge et 33 J/cm² de rayonnement proche infrarouge au niveau de la peau. Chaque valeur correspond à la dose pour la bande spectrale correspondante et les deux valeurs doivent figurer sur la fiche technique.

Pour les panneaux comportant une troisième ou une quatrième bande (par exemple rouge + 850 + 1060), le rapport doit les indiquer toutes. Le formulaire est répétitif mais informatif :

rapport sur la formule dose-bande

Un rapport de ce type est vérifiable. L'acheteur peut ainsi visualiser précisément la quantité d'énergie injectée dans chaque zone de profondeur et vérifier si le ratio correspond à l'utilisation prévue du panneau. Un rapport se contentant d'indiquer « 52 J/cm² en 10 minutes » ne fournit à l'utilisateur qu'un slogan, et non une spécification technique.

Pour extraire des bandes individuelles d'un spectre de spectroradiomètre, la forme la plus générale est :

Bande_E = ∫ E(λ) dλ

— Intégrer l'irradiance spectrale sur la plage de longueurs d'onde définissant la bande. Les spectroradiomètres comme la série OHSP-350-IRF peuvent exporter des données par nanomètre directement vers Excel, permettant ainsi à un laboratoire spécialisé de calculer les totaux du rouge (par exemple, 620–680 nm), du NIR-1 (800–900 nm) et du NIR-2 (940–1070 nm) à partir d'une seule mesure. C'est le niveau de détail qu'un acheteur de marque privée ou de matériel médical est en droit d'attendre.

Trois panneaux, même total, trois produits différents

Revenons aux trois panneaux mentionnés au début. Tous trois affichent une énergie thermique totale de 57 J/cm² en 10 minutes. Voici la version exacte de leurs fiches techniques :

Un acheteur de spa souhaitant un panneau pour le visage et se retrouvant avec le panneau C a fait un mauvais choix, aussi impressionnante que puisse paraître la valeur de « 57 J/cm² ». Un centre de rééducation souhaitant une irradiation musculo-squelettique en profondeur et optant pour le panneau B délivre la majeure partie de la dose aux couches superficielles, laissant la zone cible sous-exposée. Dans les deux cas, le panneau semble fonctionner : le rouge visible est chaud et agréable, et le rayonnement LED produit une certaine sensation. Cependant, aucun des deux ne correspond au profil de répartition spectrale requis par leur application.

C’est pourquoi la présentation basée sur la puissance totale est dangereuse. Elle permet à trois produits complètement différents de se disputer la même valeur publicitaire et permet aux fabricants d’éviter de divulguer le choix technique qui définit réellement les caractéristiques de leur panneau.

Choisir un rapport bande : adapter la conception au cas d'utilisation

Une fois que l'acheteur accepte que le ratio compte autant que le total, la question suivante est naturellement : « Quel ratio correspond au positionnement du produit ? » La réponse honnête est : cela dépend de la catégorie d'application, et tout fabricant qui prétend qu'un ratio est universellement optimal vend.

Les ratios suivants sont des références de positionnement produit et non des protocoles de traitement. Ils reflètent les principaux axes de recherche publiés plutôt qu'une étude ou une recommandation clinique particulière :

• Zones ciblées : peau, cheveux, ridules, rougeurs. Prédominance du rouge. La profondeur d’exposition prévue est faible ; l’interaction des chromophores décrite dans la littérature sur la photobiomodulation (PBM) se produit dans le derme et les couches sous-cutanées supérieures. Les panneaux présentant un rapport rouge/proche infrarouge (NIR) de 1,5:1 à 2:1 sont courants dans cette catégorie.
• Bien-être général, récupération, positionnement polyvalent. Un équilibre approximatif (1:1 à 1:1,5) car le produit cible à la fois les zones superficielles et profondes. Il s'agit de la configuration de panel consommateur la plus courante.
• Positionnement pour les articulations, les muscles profonds et la récupération post-effort. Forte prédominance du proche infrarouge (NIR). L'application prévue est généralement associée à une exposition des tissus plus profonds que le derme. Les panneaux de cette catégorie présentent souvent des rapports rouge/NIR de 1:2 à 1:3 et peuvent inclure une troisième bande NIR-2 pour une meilleure profondeur.
• Dispositifs de recherche transcrânienne/neuro (non destinés au grand public). Fortement axés sur le proche infrarouge, souvent centrés sur 810 nm, car cette longueur d'onde est la plus documentée pour la photobiomodulation pénétrante à travers la boîte crânienne.
• De nouvelles conceptions multi-longueurs d'onde émergent. Certains produits récents ajoutent une bande de 1060 à 1070 nm en plus du rouge et de 850 nm, afin d'étendre la plage d'exposition aux longueurs d'onde plus profondes du spectre tout en maintenant la dose en surface dans une valeur acceptable. C'est là que les panneaux multibandes commencent à se différencier significativement des conceptions basées sur un plus grand nombre de LED, mais avec les mêmes longueurs d'onde.

Il s'agit de valeurs d'orientation pour le positionnement produit, et non de protocoles. Le principe structurel est le suivant : le rapport optimal est un choix de conception lié à un cas d'utilisation, et la fiche technique doit en tenir compte. Un panneau commercialisé pour le visage et la peau avec un rapport rouge/NIR de 1:3 ne correspond pas à ses caractéristiques. Un panneau commercialisé pour la récupération sportive avec un rapport rouge/NIR de 2:1 présente le même type d'incohérence, mais inversée.

Questions à poser à un fournisseur concernant la conception du groupe

Lors de l'évaluation d'un panel multi-longueurs d'onde (que ce soit pour une clinique, le lancement d'une marque privée ou un achat personnel important), les acheteurs peuvent raccourcir la discussion en posant cinq questions. Un fournisseur compétent répondra à ces cinq questions à partir d'une fiche technique. Un fournisseur incompétent hésitera ou improvisera.

1. Quelles sont les longueurs d'onde maximales et les largeurs à mi-hauteur de chaque bande ? Il ne s'agit pas de « rouge et proche infrarouge », mais des références exactes des LED, ou au minimum du centre de gravité et de la largeur à mi-hauteur de chaque bande d'émission. Un panneau annonçant « 850 nm » avec une largeur à mi-hauteur de 30 nm émet en réalité des photons à 870 nm et à 830 nm. Ce n'est pas faux, mais cette information doit figurer sur la fiche technique.

2. Quelle est l'éclairement de chaque bande, séparément, à la distance de test indiquée ? Une valeur globale de « 95 mW/cm² » est incomplète. Chaque bande nécessite sa propre valeur d'éclairement, mesurée dans les mêmes conditions, sur la même grille et après le même préchauffage.

3. Quelle est la dose de chaque bande, calculée pour une durée de séance donnée ? Multiplier l’irradiance de chaque bande par la durée devrait donner une valeur J/cm² spécifique à chaque bande. Toutes les bandes sont listées. Le total est indiqué en bas, sous forme de somme et non comme valeur principale.

4. Quel est l'objectif de ce ratio ? Un fournisseur qui y a réfléchi dira : « Nous avons conçu ce panneau avec une prédominance de rouge car il est principalement destiné à l'imagerie de la peau et aux traitements superficiels » ou « Nous avons privilégié le proche infrarouge car il s'agit d'un panneau pour la récupération et les tissus profonds ». Un fournisseur qui n'y a pas réfléchi donnera une réponse évasive. Les deux réponses sont instructives.

5. Les bandes peuvent-elles être contrôlées indépendamment ? De nombreux panneaux modernes proposent des modes rouge seul, proche infrarouge seul et combiné. Ce choix est important car certaines applications sont optimales avec le rouge seul (par exemple, le positionnement précis du visage) ou le proche infrarouge seul (par exemple, le positionnement ciblé des tissus profonds). Un panneau ne proposant qu'un seul mode combiné impose le même mélange pour chaque séance. Le contrôle indépendant des bandes augmente le coût de conception, mais élargit le champ d'application du panneau.

Cinq questions, et la liste restreinte des fournisseurs se filtre d'elle-même.

En résumé

L'énergie totale en joules d'un panneau multi-longueurs d'onde correspond à l'intensité spectrale moyenne sur une seule dimension. C'est une valeur réelle, certes, mais un mauvais critère de comparaison entre panneaux. Les photons rouges et infrarouges proches pénètrent dans le corps à différentes profondeurs, interagissent avec différents chromophores et contribuent à des signatures optiques distinctes. Le choix d'offrir davantage de rouge, davantage d'infrarouge proche ou d'ajouter une bande à 1060 nm est ce qui définit le panneau en tant que produit. Masquer ce choix dans une simple somme de « puissance totale » revient à occulter la seule spécification essentielle pour adapter le dispositif à son application prévue.

Le format qui corrige ce problème n'est pas compliqué :

• Une longueur d'onde de crête et une largeur de bande pour chaque type de LED sur la carte.
• Un nombre d'irradiance pour chaque bande, à une distance donnée, sur une grille donnée, après un préchauffage donné.
• Valeur AJ/cm² pour chaque bande à une durée de session donnée.
• Un total inférieur aux chiffres par groupe, et non pas en remplacement de ceux-ci.

L'industrie de la luminothérapie rouge qui publie des informations de ce niveau mise sur l'ingénierie. Celle qui ne publie que des totaux mise sur le marketing. Les panneaux multi-longueurs d'onde, en particulier, dépendent fortement de cette distinction : ce sont les produits qui nécessitent le plus d'informations à divulguer, et ceux où une information vague est la plus préjudiciable.

Pour toute marque de distributeur, clinique ou acheteur comparant des panneaux apparemment équivalents : l’énergie en joules ne représente que la moitié de l’information. La répartition des bandes de fréquences constitue l’autre moitié. Demandez les deux.

Demandez à REDDOT LED un rapport de dose par bande pour les configurations de longueur d'onde rouge, NIR-1 et NIR-2 — avec l'irradiance par bande, le J/cm² par bande et la justification de conception du rapport choisi.

Guides d'accompagnement

Ces ressources pourraient également vous être utiles :

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Références

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  https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5523874/
• Chung H, Dai T, Sharma SK, Huang YY, Carroll JD, Hamblin MR. Les principes fondamentaux de la thérapie laser (lumière) de faible intensité. Annals of Biomedical Engineering, 2012.
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  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29327206/
• Les secrets de la luminothérapie. L'appareil à 2 500 $ que j'utilise pour tester les appareils de luminothérapie rouge. 2025.
  https://www.lighttherapyinsiders.com/

Cet article est fourni à titre de référence pédagogique et technique uniquement et ne constitue pas un avis médical. Pour des applications thérapeutiques spécifiques, veuillez consulter la littérature clinique publiée et un professionnel de santé qualifié.

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