The skin / La peau

SPF, PA+, PPD explained
Sunscreens and Your Skin – Part 3


FPS, PA+, PPD pour les nuls
Les Protections solaires et la peau – 3ème Partie


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When choosing a sunscreen, we have to pay attention to the numbers and information on the packaging.
UVA or UVB protection, SPF, PPD, PA+,… what are the meaning of all of these? This article will tell you everything you need to know!

This article is the third part of the in-process Sunscreens and Your Skin series which deals with everything related to sunscreens (how they work, how to use them, how to choose them…).

In the previous articles from the series, I have discussed:

  • in Part 1, about what broadspectrum sunscreens are and what kinds of filters are included in them,
  • in Part 2, about the differences between organic (or chemical) and inorganic (or physical) sunscreens as well as about micronisation (reduction of inorganic filters into nanoparticles), especially to avoid white cast.

If you are interested to know what sunscreens protect from, namely UV rays and their effects on the skin (skin aging, skin cancer…) you can access the thematic Ultraviolets and the Skin series.

Eng Pinterest - SPF, PA+++, PPD explainedSunscreens and Your Skin – Part 3—FPS, PA+++, PPD pour les nulsLes Protections solaires et la peau – 3ème Partie

🇬🇧 SPF, PA+, PPD,… How UVA and UVB protections are measured and labeled in the world

1. UVB protection

UVB rays are part of the ultraviolet radiation that a human eye can’t see. They are medium-wavelength, between 320 nm – 290 nm (nanometer) and are partially filtered by the Earth’s atmosphere. The part that reaches the Earth’s surface can have positive as well as deleterious effects on our skin like vitamin D synthesis, essential to our health, or skin burns.

SPF, PA+++, PPD explained Sunscreens and Your Skin – Part 3 — FPS, PA+++, PPD pour les nuls Les Protections solaires et la peau – 3ème Partie
An evil sunburn

a. UVB protection label

When sun protection was first developed, it was especially against UVB radiation as it causes sunburns, a quick and visible reaction, unlike UVA radiation (see more in the 2. UVA protection section).

Internationally, the UVB protection of a sunscreen is indicated by its Sun Protection Factor (SPF), a number. It’s usually the information that is the most eye-catching on the packaging. The higher the number is, the more protection against UVB rays the product gives.

SPF - SPF, PA+++, PPD explainedSunscreens and Your Skin – Part 3—FPS, PA+++, PPD pour les nulsLes Protections solaires et la peau – 3ème Partie

What does it mean?

b. UVB protection (SPF) meaning

The SPF is measured as the ratio of the amount of UVB radiation required to cause an erythema (a slight burning) on a protected skin after application of 2mg/cm2 of product to that required to the same result on the same unprotected skin.

The SPF formula:

    SPF = MED of protected skin / MED of unprotected skin

with MED = minimal erythemal dose (1).

Theoretically, when used in the correct amount, a product with SPF 30 will protect the skin until it is exposed to 30 times more UVB rays than that is required to burn the unprotected skin (2). In real-life, that is not always the case as the amount of product applied is usually less than the one the SPF measure is done with.

As seen in the image below, a product with:

  • SPF 15 absorbs 93.3 % of UVB radiation
  • SPF 30 absorbs 96.7 %,
  • SPF 50 absorbs 98 %.

The formula to calculate sunscreen percentage absorption is (3):

    Absorption = 100 – (100/SPF).


UVB protection level by SPF - SPF, PA+++, PPD explainedSunscreens and Your Skin – Part 3—FPS, PA+++, PPD pour les nulsLes Protections solaires et la peau – 3ème Partie
UVB protection level by SPF (4)

As the SPF is only used to indicate a UVB protection, it’s not an indicator of the UVA protection. Thus, other techniques must be used to assess the UVA protection.

2. UVA protection

UVA rays are also part of the ultraviolet radiation. They are long-wavelength, between 320 nm – 400 nm (nanometer) and are not filtered by the Earth’s atmosphere. Accounting for 90% of the UV rays reaching the Earth’s surface, they are known for their deleterious effects on our skin, namely skin aging and skin cancers.

a. UVA protection labels in the world

Several techniques, specific to each country, are used to determine the UVA protection factor. Thus, the labels can differ from country to country depending on their regulations and, unfortunately, they are not always comparable between one another, unlike SPF (see more in the 1. UVB Protection section).

Are European sunscreens better than the American ones? A study done on 20 US sunscreens marketed as protecting from UVB and UVA radiations (broadspectrum) in 2017 showed that 19 of them complied with the American federal agency FDA UVA protection rules but only 11 of them met the European Union UVA protection requirements (see just below for more information) (8). Although the study evaluated a very small number of sunscreens, EU UVA regulations seem to be stronger so that sunscreens that reach the EU market may be more protecting than those under US UVA regulations.

So, how is UVA protection labeled in the world?

  • In Europe, in order to indicate that a sunscreen offers a minimum UVA protection, a UVA logo is put next to the SPF number.

    It means that the UVA protection factor (UVAPF) is equal at least 1/3 of the labeled SPF, or the ratio of UVAPF/SPF > 1:3.

European UVA label - SPF, PA+++, PPD explainedSunscreens and Your Skin – Part 3—FPS, PA+++, PPD pour les nulsLes Protections solaires et la peau – 3ème Partie
European UVA label
  • In the United-Kingdom, the UVAPF is indicated with the Boots star rating system.

    Starting from no star, meaning “No claim” on UVA protection, it can go up to 5 stars meaning “Ultra” UVA protection with a ratio UVA/UVB > 0.91, meaning that UVA and UVB protection are almost uniform.

Boots star rating system - SPF, PA+++, PPD explained Sunscreens and Your Skin – Part 3 — FPS, PA+++, PPD pour les nuls Les Protections solaires et la peau – 3ème Partie
UK Boots star rating system (6)
  • In some Asian countries (Japan, South Korea and China), the “PA” label is used for UVA Protection. PA is followed by one (low protection) or several “+” (up to 4 for very high protection) to indicate the UVA protection factor of the sunscreen.

    PA measure is based on the Persistent Pigment Darkening (PPD) method (see below for further information).

    PPD factor is also available on several European sunscreen brands like La Roche-Posay or Bioderma.

    PA and PPD numbers are correlated:

PA PPD Protection level
PA+ PPD 2-4 Low
PA++ PPD 4-8 Moderate
PA+++ PPD 8-16 High
PA++++ PPD 16+ Very high
UVA protection “PA” compared with “PPD”


  • In the USA, a product also protecting from UVA radiation can be classified as broadspectrum (UVA and UVB protection) if it contains SPF 15 or higher. Those with SPF 2 to 14 cannot state the label (7).

b. UVA protection meaning

As mentioned above, there are several techniques measuring the UVA protection factor (UVAPF) of a sunscreen:

  • In vivo protocols, like the one based on the Persistent Pigment Darkening (PPD) method developed in Japan. PPD is a tanning occurring between 2h and 24 hours after UVA exposure (for more of the effects of sun on the skin, click here).

    It is based on the ratio of the minimal persistent pigment darkening dose on protected skin to the minimal persistent pigment darkening dose on unprotected skin of the same subject:

    UVAPF = MPPDD on protected skin / MPPDD on unprotected skin
    with (MPPDD = minimal persistent pigment darkening dose) (5).

  • In vitro methods, like the COLIPA technique, are based on the measurement of the UV transmission through a layer of sunscreen applied onto a UV transparent support.


If you were lucky to try various sunscreens, do you prefer European, Asian or American ones?
Leave a comment below!

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Français
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français Devant une offre pléthore, l’achat d’une crème solaire peut parfois devenir compliqué. Que signifie les informations, chiffres et acronymes affichés sur les produits ? SPF, PPD, PA +… Vous êtes perdus ? Cet article vous permettra enfin d’éclaircir ce mystère !

Cet article est le troisième de la série Les Protections Solaires et la Peau portant sur tout ce qui touche aux produits solaires (comment ils fonctionnent, comment les utiliser, comment les choisir…).

Un petit topo sur les articles de la série déjà publiés. Je discute :

  • dans la 1ère Partie, des produits solaires à large spectre et des types de filtres inclus dans ceux-ci permettant de garantir la protection solaire,
  • dans la 2ème Partie, des différences entre les filtres solaires organiques (chimiques) et inorganiques (physiques) ainsi de la réduction des filtres inorganiques en nanoparticules.

Si vous souhaitez en savoir plus sur ce dont les crèmes solaires nous protègent, à savoir les rayons UV et leurs effets sur la peau (vieillissement, bronzage, cancer…), vous pouvez accéder à la série thématique Les Ultraviolets et la Peau.

Fr Pinterest - SPF, PA+++, PPD explainedSunscreens and Your Skin – Part 3—FPS, PA+++, PPD pour les nulsLes Protections solaires et la peau – 3ème Partie

🇫🇷 SPF, PA+, PPD… comment les protections contre les UVA et les UVB fonctionnent-elles ?

1. Protection UVB

Les rayons UVB font partie du spectre ultraviolet, invisible pour l’œil humain. Ils sont de longueur d’onde moyenne, entre 320 nm et 290 nm (nanomètre) et sont partiellement filtrés par l’atmosphère terrestre. La partie qui atteint la surface de la Terre peut provoquer des effets positifs et délétères sur notre peau comme la synthèse de la vitamine D, essentielle à notre santé, ou les coups de soleil.

SPF, PA+++, PPD explained Sunscreens and Your Skin – Part 3 — FPS, PA+++, PPD pour les nuls Les Protections solaires et la peau – 3ème Partie
Un méchant coup de soleil !

a. La protection UVB sur les étiquettes

Lorsque les produits solaires ont commencé à être développés, les filtres incorporés protégeaient surtout des rayons UVB car ceux-ci provoquent des coups de soleil, une réaction cutanée rapide et visible, contrairement aux rayons UVA (Cf. la section suivante intitulée 2. La protection UVA pour plus d’information).

Le niveau de protection UVB d’un solaire est indiqué par son facteur de protection solaire (FPS ou SPF en anglais). C’est un nombre généralement mis en avant sur l’emballage. Plus il est élevé, plus la protection contre les rayons UVB l’est aussi.

SPF - SPF, PA+++, PPD explainedSunscreens and Your Skin – Part 3—FPS, PA+++, PPD pour les nulsLes Protections solaires et la peau – 3ème Partie

Que signifie-t-il ?

b. Définition du FPS

Le FPS est mesuré comme le rapport entre la quantité de rayonnement UVB nécessaire pour provoquer un érythème (une légère brûlure) sur une peau protégée après l’application de 2mg/cm² du produit solaire testé et celle requise pour donner le même résultat sur la même peau non protégée.

La formule calculant le FPS est la suivante :

    FPS = DEM sur peau protégée / DEM sur peau non protégée

avec DEM = la dose érythémale minimale (1).

Théoriquement, lorsqu’un solaire d’indice FPS 30 est appliqué en bonne quantité sur la peau, il protégera la peau jusqu’à ce qu’elle soit exposée à 30 fois plus de rayonnement UVB nécessaire pour provoquer des brûlures sur la même peau non protégée (2). En vrai, la protection est moindre car la quantité de produit appliquée est généralement inférieure à celle utilisée pour calculer l’indice FPS.

Comme le montre l’image ci-dessous, un produit avec :

  • un FPS 15 absorbe 93,3% des rayons UVB,
  • un FPS 30 en absorbe 96,7%,
  • un FPS 50 en absorbe 98%.

La formule pour calculer l’absorption en pourcentage est (3) :

    Absorption = 100 – (100 / FPS).


UVB protection level by SPF - SPF, PA+++, PPD explainedSunscreens and Your Skin – Part 3—FPS, PA+++, PPD pour les nulsLes Protections solaires et la peau – 3ème Partie
La protection UVB par niveau de FPS (4)

Le FPS est un indicateur de la protection UVB, mais pas de celle UVA. Ainsi, d’autres techniques doivent être utilisées pour évaluer la protection UVA d’un produit solaire.

2. La protection UVA

Les rayons UVA font également partie du spectre ultraviolet. Ils ont une longueur d’onde comprise entre 320 nm et 400 nm (nanomètre) et ne sont pas filtrés par l’atmosphère terrestre. Comptant pour environ 90% des rayons UV atteignant la surface de la Terre, ils sont connus pour leur nocivité sur la peau, à savoir le vieillissement cutané et les cancers.

a. La protection UVA sur les étiquettes dans le monde

Plusieurs techniques, spécifiques à chaque pays, permettent de déterminer le facteur de protection UVA. Ainsi, les logos peuvent différer d’un pays à l’autre en fonction de leur réglementation et, malheureusement, ils ne sont pas toujours comparables entre eux, contrairement au FPS (Cf. paragraphe ci-dessus intitulé 1. La protection UVB pour plus d’information).

Les solaires européens sont-ils plus efficaces que ceux américains ? une étude réalisée sur 20 crèmes solaires américaines indiquant une protection UVA et UVB (certifiés broadspectrum, à large spectre) en 2017, a montré que 19 d’entre elles respectaient les règles établies par la FDA, l’agence américaine responsable de la sécurité alimentaire et sanitaire. Néanmoins, seulement 11 d’entre elles répondaient aux exigences établies par l’Union européenne (Cf. ci-dessous pour plus d’informations) (8). Bien que l’étude ait évalué un petit échantillon de solaires, les réglementations pour la mise sur le marché de ce type de produits dans l’UE semblent être plus strictes vis-à-vis de la protection UVA, donc plus protectrices qu’aux Etats-Unis.

Comment la protection UVA est-elle étiquetée dans le monde ?

  • En Europe, pour indiquer qu’une crème solaire offre une protection minimale contre les UVA, le logo UVA ci-dessous est placé à côté du FPS.

    Cela signifie que le facteur de protection UVA est égal à au moins 1/3 de la valeur du FPS indiqué.

European UVA label - SPF, PA+++, PPD explainedSunscreens and Your Skin – Part 3—FPS, PA+++, PPD pour les nulsLes Protections solaires et la peau – 3ème Partie
Logo UVA européen
  • Au Royaume-Uni, le facteur de protection UVA est indiqué par le système d’évaluation à étoiles développé par la marque Boots.

    Allant d’aucune étoile (pas de protection), le système peut atteindre 5 étoiles (protection “ultra”).

Boots star rating system - SPF, PA+++, PPD explained Sunscreens and Your Skin – Part 3 — FPS, PA+++, PPD pour les nuls Les Protections solaires et la peau – 3ème Partie
Système d’évaluation à étoiles de Boots (6)
  • Dans certains pays asiatiques (Japon, Corée du Sud et Chine), l’indice “PA” est utilisé pour indiquer une protection UVA. PA est suivi par un (protection faible) ou plusieurs “+” (jusqu’à 4 pour une protection très élevée).

    Le calcul de l’indice se fonde sur la méthode de la pigmentation persistante (PPD en anglais) (Cf. ci-dessous pour plus d’informations).

    L’indice PPD est également disponible chez plusieurs marques de produits solaires européens comme La Roche-Posay ou Bioderma.

    Les indices PA et PPD sont ainsi corrélés :

PA PPD Niveau de protection
PA+ PPD 2-4 Faible
PA++ PPD 4-8 Modéré
PA+++ PPD 8-16 Fort
PA++++ PPD 16+ Très fort
Tableau de correspondance des indices de protection UVA “PA” et “PPD”


  • Aux États-Unis, un produit qui protège également des rayons UVA (en plus des UVB) peut être classé comme broadspectrum (à large spectre) s’il contient un FPS 15 ou plus (7).

b. Signification de la protection UVA

Comme mentionné plus tôt, il existe plusieurs techniques mesurant le facteur de protection UVA d’une crème solaire :

  • Les protocoles in vivo, comme celui basé sur la méthode de la pigmentation persistante (PPD) développée au Japon. La pigmentation persistente est un bronzage survenant entre 2h et 24 heures après l’exposition aux UVA (pour découvrir les effets chronologiques du rayonnement UV sur la peau, vous pouvez cliquer ici).

    L’indice est calculé comme le rapport entre la dose minimale PPD sur une peau protégée et la dose minimale PPD sur la même peau non protégée :

    Indice UVA = MPPDD sur peau protégée / MPPDD sur peau non protégée
    avec (MPPDD = la dose minimale PPD) (5).

  • Les techniques in vitro, comme COLIPA, qui mesurent la transmission des UV à travers un support transparent enduit de crème solaire.


Avez-vous déjà testé des crèmes solaires américaines, européennes ou asiatiques ? Lesquelles préférez-vous ?
Laissez un commentaire !

3. References

(1) Wolverton SE, 2007, Levy SB., Comprehensive Dermatologic Drug Therapy 2nd ed., 38:704–708.

(2) Rai R, Srinivas CR., 2007, Photoprotection, Review in Indian J Dermatol Venereol Leprol., 73(2):73-9.

(3) Levy SB., 1997, Sunscreen for photoprotection, Review in Dermatol Ther., 4:59–71

(4) Brummitte Dale Wilson, Summer Moon, Frank Armstrong, 2012, Comprehensive Review of Ultraviolet Radiation and the Current Status on Sunscreens, Review in J Clin Aesthet Dermatol., 5(9): 18–23.

(5) ISO 24442:2011: Cosmetics — Sun protection test methods — In vivo determination of sunscreen UVA protection

(6) All about ‘sunscreens’

(7) M.S. Latha, Jacintha Martis, 2013, Sunscreening Agents, Review in J Clin Aesthet Dermatol., 6(1): 16–26.

(8) Wang SQ, Xu H, Stanfield JW,, 2017, Comparison of ultraviolet A light protection standards in the United States and European Union through in vitro measurements of commercially available sunscreens, J Am Acad Dermatol., 77(1):42-47.

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