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Notions de luminescences

Définition:


"La luminescence est la faculté qu'ont certaines substances ou matériaux à restituer sous forme de photons une partie ou la totalité de l'énergie absorbée au cours d'une excitation." 

Il s'agit donc de la transition d'une molécule excitée vers un état énergétique moins élevé. 
Il existe différents processus d'excitation pouvant provoquer une luminescence.
Chacun donnant lieu à une dénomination particulière de la luminescence. 

  • Chimifluorescence pour une excitation chimique. 
  • Bioluminescence pour une excitation biochimique. 
  • Thermoluminescence pour une excitation par échauffement. 
  • Phosphorescence et fluorescence pour des excitations photoniques…

 

 

Bioluminescence:


La bioluminescence est le résultat d’une réaction chimique entre une molécule (luciférine) et une enzyme oxydante (luciférase). 

Les applications dans le règne animal peuvent être diverses et variées. 
La bioluminescence peut être utilisée comme moyen de communication pour signaler sa présence ou trouver un partenaire comme les lucioles ou encore le fabuleux photoblepharon qui possède sous ses yeux des poches contenant des bactéries qu’il utilise grâce à des paupières.

 ver luisant
photoblepharon 

Elle peut également servir à attirer des proies dans l'obscurité abyssale (Linophryne Lucifer).

 

Lunéphrine

Dans certains cas, la lumière produite est un effet dû à une réaction au stress. 
(Exemple, la variété de phytoplancton (Lingulodinium polyedrum) qui s'illumine lorsque l’on agite les mains sous l'eau dans l’obscurité).  

Lingulodinium polyedrum4   Phytoplancton-Bioluminescent

 

Le stress qu'ils subissent génère des radicaux libres.
S’ensuit alors une réaction immunitaire de production d’anti-radicaux dont la réaction chimique qui en découle produit de la lumière.

 

Phosphorescence:

La phosphorescence est due à des minéraux (phosphore).

Quand un photon (lumière) entre en collision avec un atome de phosphore, il provoque une excitation des électrons de cet atome.
Cette excitation produit de la lumière jusqu'au retour à l’état normal.
C'est ce que nous voyons sur les cadrans des manomètres, des montres ou des compas, etc.
Les photos ci-dessous illustrent l’effet décroissant de cette luminescence. Un intervalle d’une vingtaine de secondes sépare les trois clichés.

 Compas phosphorescent1 Compas phosphorescent2  Compas phosphorescent3 

Fluorescence:


"La fluorescence est le nom donné pour l'absorption de la lumière à une longueur d'onde, et sa réémission à une longueur d'onde différente".
fluorescences

 

Elle, est due à la capacité qu’ont certaines molécules (fluorochromes ou fluorophores) à absorber et modifier la lumière, pour la réémettre à une longueur d'onde supérieure.

(Voir Propriétés de la lumière)

 


Pour les organismes vivants, cette fluorescence est due à des protéines.
La plus répandue d'entre elles est connue sous l’appellation de " GFP " (Green fluorescent protein ou protéine fluorescente verte).

IMAGE Rendered GFP 2900

 

Alors que le vert est certainement la couleur la plus répandue, il y a aussi d'autres couleurs comme le rouge (RFP), l’orange (OFP), et le jaune (YFP).

 Jeunes coraux en aquarium 1  Jeunes coraux en aquarium 2  Jeunes coraux en aquarium 3

 
  
Tout n’est pas fluorescent, mais la fluorescence est partout!