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Nanoparticules : la prudence reste de mise

Martine Lochouarn

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Les risques sanitaires liés à la manipulation de nanoparticules dans l'industrie ne sont pas clairement identifiés. Il est recommandé de les manier avec précaution.

«Au vu des incertitudes quant aux effets sanitaires, il est plus prudent de déclarer les nanoparticules comme "niveau de danger inconnu" et de les manipuler avec la même prudence que les matières dangereuses. » L'avis rendu cet été par les experts de l'Afsset (Agence française de sécurité sanitaire de l'environnement et du travail) sur les nanomatériaux et la sécurité au travail a le mérite de la clarté. Saisie en 2006 d'une demande d'expertise par ses ministères de tutelle - Travail, Santé et Environnement -, l'agence a eu pour mission de dresser un état des lieux de la façon dont les entreprises prennent en compte les dangers potentiels associés à la manipulation des nanoparticules manufacturées. Objectif : mettre au point les recommandations les plus appropriées pour réduire ce risque.

Absence de règlement de sécurité spécifique

Un objectif pressant car des nanoparticules extrêmement diverses sont déjà largement utilisées dans l'industrie où leur intérêt technologique va certainement encore accroître leur place. D'un diamètre de 1 à 100 nm (10 m-9), leurs qualités exceptionnelles sont dues en partie au fait qu'à l'échelle nanométrique les propriétés de surface prennent le pas sur celles liées au volume, qui dominent à l'échelle macroscopique.

Les nanoparticules investissent désormais tous les matériaux. Or, cet essor se fait sans réels outils d'évaluation des risques et sans règlement de sécurité spécifique. En France, les règles applicables sont celles du risque chimique. Mais la réglementation en vigueur, Reach, ne comporte aucune disposition particulière concernant les nanoparticules. Elles dépendent des règles générales applicables aux "substances" : déclaration seulement au-delà de 1 tonne produite ou importée par an, et étude de sécurité chimique seulement au-delà de 10 tonnes. Des seuils trop élevés pour le marché de niches des nanomatériaux.

Les nanoparticules, par leur taille, constituent un risque potentiel nouveau pour les salariés des entreprises productrices ou utilisatrices. Dotées d'une capacité de dispersion et d'agrégation très rapide dans l'air, d'une surface spécifique exceptionnelle - 1 g de dioxyde de titane nanométrique couvre 100 m2 -, elles forment des aérosols, pénétrant jusqu'au fond des poumons, et peuvent au contact des alvéoles passer dans le sang pour se répandre dans l'organisme.

Des données toxicologiques existent pour certaines substances déjà produites à l'échelle macroscopique, mais elles expriment des relations dose-effet, insuffisantes à traduire la toxicité spécifique des nanoparticules qui résulte de plusieurs paramètres : taille, surface spécifique, réactivité de surface, capacité d'agglomération, composition chimique, forme, cristallinité, impuretés... C'est donc une toute nouvelle toxicologie qu'il faut inventer. Or, malgré le nombre d'entreprises et de laboratoires concernés, il n'existe que très peu de données d'exposition, et aucune étude épidémiologique en milieu de travail.

Faible prise en compte des risques potentiels

« Les nanoparticules ont chacune leur propre potentiel de toxicité », insiste Myriam Ricaud, experte à l'INRS (Institut national de recherche et de sécurité pour la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles). « Leur fabrication, leur manipulation lors du conditionnement, des expéditions, de leur incorporation dans diverses matrices ou de l'usinage des composites finaux sont autant de sources d'exposition potentielles. Tout dépend aussi des quantités manipulées, de leur forme pulvérulente ou en suspension, des méthodes de synthèse, du degré de confinement et des protections mises en place... »

L'enquête lancée par l'Afsset devait enfin permettre d'évaluer la prise en compte de ces risques spécifiques sur le terrain. Mais sur les 179 questionnaires envoyés à des en-treprises productrices ou utilisatrices, 26 seulement ont été complétés : moins de 15 % ! Ce résultat, décevant, ne permet donc pas de dresser l'état des lieux attendu. Les 63 nanomatériaux (sur 146 recensés par l'Afsset), produits ou utilisés dans ces entreprises majoritairement manufacturières, sont surtout des oxydes métalliques, des métaux et des produits du carbone. Plus de la moitié est sous forme pulvérulente. Dans la majorité des cas, l'évaluation des dangers repose sur les fiches de données de sécurité (FDS) du produit, mais le risque lié à la dimension nanométrique est peu perçu, même si quelques industriels sont engagés dans des programmes spécifiques. Les mesures de sécurité relèvent donc, quand elles sont prises, du risque chimique classique. « De grands groupes chimiques ont déjà mis en place des méthodes de prévention - travail en vase clos, équipements adaptés, scaphandres - pour minimiser l'exposition tant que manquent des données spécifiques. Ils ont l'habitude du travail avec des produits dangereux, et disposent des moyens humains et financiers pour s'adapter. La situation est beaucoup plus disparate dans les PME utilisatrices où les salariés travaillent parfois sans équipements de protection adaptés », indique Myriam Ricaud.

Filtration : efficacité confirmée

La mesure des expositions elle-même reste délicate. La plupart des appareils disponibles mesurent une seule grandeur (masse, taille, etc.), peu adaptée au caractère polymorphe des nanoparticules dont la taille, la forme, la cristallinité, la chimie de surface sont à prendre en compte, dans un bruit de fond ambiant qui peut être élevé. Des métrologies dédiées sont en cours d'évaluation, notamment par l'Ineris (Institut national de l'environnement industriel et des risques), couplant mesure de taille, de concentration et analyse chimique, ou caractérisant directement les nanoparticules déposées sur grilles d'analyse. Mais elles restent complexes et coûteuses.

En l'absence de données établies, la protection des salariés doit primer. L'efficacité de la filtration n'est plus remise en cause. « Plus les particules sont petites, plus la filtration est efficace. Entre 5 et 100 nm, ce n'est pas l'effet tamis qui joue, mais le mouvement brownien qui touche les nanoparticules sur les fibres du filtre. Les filtres collectifs à très haute efficacité (Hepa) ont une "permeance" (perméabilité) de 10-4 à 10-5 et constituent donc une remarquable barrière contre celles-ci », indique Denis Bemer, de l'INRS. « Les meilleurs résultats sont obtenus par une protection collective associant confinement de la source d'exposition et extraction des nanoparticules par filtration. En protection individuelle, les performances des filtres P3 sont un peu inférieures, car dépendantes du positionnement correct du masque. »

Cette attitude de précaution est appuyée par les pouvoirs publics. En février, le ministère du Travail rappelait que le risque émergent n'échappe pas à l'application de la réglementation existante sur le risque chimique qui s'impose aux employeurs, qui doivent s'assurer que « les mesures de protection suppriment les risques de contact ou réduisent l'exposition au niveau le plus bas », et que « les protections collectives et individuelles sont adaptées à la rétention des nanoparticules ».

L'IVS (Institut de veille sanitaire) travaille à la mise en route d'une étude sur l'exposition aux nanoparticules en milieu de travail. D'autres études sont en préparation à l'INRS, à l'Ineris et au CEA, qui vont renforcer leurs collaborations. Reste aux industriels à y prendre leur place.

ELLES SONT PARTOUT !

Les nanoparticules investissent désormais tous les matériaux.

- Le dioxyde de titane nanométrique est utilisé dans le bâtiment, en cosmétique et dans l'épuration par photocatalyse.- Les fumées de silice améliorent la qualité des ciments et des bétons. - Les nanoargiles synthétiques entrent dans la fabrication de composites pour l'industrie automobile ou les emballages.- Les alumines ultrapures s'utilisent pour l'éclairage ou le polissage de précision.- Les terres rares sont utilisées pour les écrans de télévision, l'éclairage fluorescent ou la radiographie.- Le noir de carbone est mis en oeuvre pour la fabrication des pneumatiques ou pour la formulation de certaines encres. - Les nanotubes de carbone sont promis à un bel avenir, entre autres dans le marché des composites et des élastomères.

TOXICITÉ : L'EXEMPLE DES NANOTUBES

Les nanotubes de carbone (NT) sont représentatifs des enjeux sanitaires liés aux nanoparticules. Nous savons très peu de chose à leur sujet.

- Le risque d'exposition par inhalation est prépondérant. Plusieurs études in vitro ont montré qu'ils sont cytotoxiques et insolubles, d'où un risque de fibrose en cas d'inhalation. - Une étude écossaise publiée en juillet par Nature Nanotechnology, montre que l'instillation dans la cavité péritonéale d'une souris (un modèle des poumons) de fibres de NT entraîne une réaction inflammatoire et des granulomes très similaires à ceux provoqués par l'amiante. Cela n'est pas directement transposable à l'homme, mais représente un travail solide, réalisé par une équipe reconnue, dont il faut tenir compte.

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