LES NANOMATERIAUX. Groupe 2 PRST2 2012

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1 LES NANOMATERIAUX Groupe 2 PRST2 16 Février 2012

2 LE NANOMONDE Des matériaux de l ordre de grandeur de virus Modification des propriétés fondamentales (physiques, chimiques, biologiques ) Nouveaux produits chimiques Nouveaux matériaux Échelle nanoscopique ou nano-échelle : Gamme de taille allant de 1 à 100 nm

3 LES NANOMATERIAUX Nanomatériaux Matériau dont au moins une dimension est à la nano-échelle ou Ayant une structure à la nano-échelle interne ou en surface Nano-objets Nanoparticules Nanofibres Nanofeuillets Matériaux Nanostructurés Agrégats et agglomérats de nano-objets Nanocomposites : nano-objets présents dans une matrice ou une surface Matériaux nanoporeux Selon la Commission européenne, un nanomatériau se définit comme un matériau naturel, formé accidentellement ou manufacturé contenant des particules libres, sous forme d agrégat ou sous forme d agglomérat, dont au moins 50% des particules, dans la répartition numérique par taille, présentent une ou plusieurs dimensions externes se situant entre 1 et 100 nm (Recommandation n 2011/696/UE)

4 LES NANO-OBJETS Nano-Objets Élément dont une, deux ou trois dimensions externes sont à la nano-échelle Nanoparticules (3 dimensions < 100 nm) Nanofibres, Nanotubes (2 dimensions < 100 nm) Nanofeuillets (film, revêtement) (1 dimension < 100 nm)

5 Oxyde Métalliques Matériaux Organiques LES NANO-OBJETS Argiles Métaux Famille de nano-objets Carbone Semi Conducteurs Matériaux Composites Nano-objets produits depuis plusieurs années et à tonnages élevés TiO 2, SiO 2, Al 2 O 3 (~ 95% du marché) Nano-objets nouveaux: production confidentielle Fullerène, dendrimère, quantum dots,

6 Nanotubes de carbone Un ou plusieurs feuillets de graphène Propriétés mécaniques, électriques et thermiques remarquables (100 fois plus résistant et 6 fois plus léger que l acier à section équivalente) Nombreuses applications : matériaux composites haute performance, polymères conducteurs, textiles techniques (aéronautique, automobile, équipements sportif, électronique, etc.) Nanoparticules d or Propriétés catalytiques Fonctionnalisation: marquage de biomolécules QUELQUES NANO-OBJETS Nanotube de carbone monofeuillet Nanotube de carbone multifeuillet Nanofils de silicium Nouvelle génération d ordinateur Nanoparticules de TiO 2 TiO 2 pigmentaire et TiO 2 nanométrique / Forme anatase et rutile Propriété photocatalytique (anatase), propriétés optiques d absorption Applications en agroalimentaire (additif), cosmétologie (protection UV), épuration (photocatalyse)

7 LES NANOMATERIAUX Matériaux nanochargés ou nanorenforcés Incorporation de nanoparticules dans une matrice minérale ou organique Nanocomposite Fumée de silice dans les bétons Noir de carbone dans les pneumatiques Dioxyde de titane dans les crèmes solaires Argent dans les textiles Nanotubes de carbone dans les équipements sportifs Matériaux nanostructurés en surface Matériaux recouverts d une ou plusieurs nanocouches superposées Matériaux recouverts de nanoparticules qui forment un revêtement Apporter une fonction autonettoyante ou antiadhésive, renforcer la surface d un polymère, colorer les emballages en verre Matériaux nanostructurés en volume Structure intrinsèque nanométrique (nanoporosité, réseau nanocristallin )

8 Milliards d'euros Revenu mondial généré par les nanotechnologies LES ENJEUX ECONOMIQUES Impact économique mondial des nanotechnologies en % 1% 10% 34% 18% 30% Nanomatériaux Electronique Pharmaceutique Chimie Transports Autres 10% des emplois manufacturiers à l horizon 2015 Plus de entreprises actives dans les nanotechnologies Financement public de la R&D en Europe : 200 millions en milliard en 2006

9 LES ENJEUX ECONOMIQUES Nombre de produits? Source : Plus de 1000 produits commercialisés qui incorporent des nano-objets ou font appel aux nanotechnologies (Woodrow Wilson International Center for Scholars)

10 LES SECTEURS INDUSTRIELS AUTOMOBILE : peinture anti-rayures et anti-salissures, pneumatiques plus durables, etc. 10 kg en moyenne de nano-objets par voiture AERONAUTIQUE : ailes et fuselages d avion, train d atterrissage d hélicoptère, etc. ELECTRONIQUE : processeurs miniaturisés, écrans plats, etc. MATERIAU DE CONSTRUCTION : verres autonettoyants, ciments anti-pollution CHIMIE : pigments, peintures, composites, adhésifs, etc. TEXTILE: vêtements sportifs anti-bactériens, tissus pour l ameublement anti-tâches, etc.

11 LES SECTEURS INDUSTRIELS PHARMACIE ET SANTE : vectorisation de médicaments, imageries médicales, sondes diagnostiques, implants, puces à ADN, revêtements anti-bactériens, etc. 205 millions $ en 2006 / 685 millions $ en 2012 (BCC Research) COSMETIQUE : crèmes solaires, pâtes à dentifrice, rouge à lèvres, etc. 100 produits cosmétiques seraient commercialisés (Woodrow Wilson International Center for Scholars) AGROALIMENTAIRE : emballages actifs, aliments intelligents, etc. 300 nano-aliments seraient sur le marché (Helmut Kaiser) ENVIRONNEMENT : filtration de l eau, traitement des effluents par photocatalyse, etc. AUTRES : équipements sportifs (vélo, raquette, etc.), jouets, produits de nettoyage, appareils électroménagers, etc.

12 DANGERS POTENTIELS Données toxicologiques insuffisantes et incomplètes Toxicité des nano-objets corrélée à de multiples paramètres Connaissances accumulées sur les particules issues de la pollution atmosphérique Indices de danger potentiel pour la santé des salariés Effets sur la Santé Pénétration dans l appareil respiratoire : effets pulmonaires, cardiovasculaires. Transfert par la peau : allergie Absorption digestive : vomissement, léthargie, amaigrissement... Incendie & Explosion Atteintes à la santé : rupture du tympan, brûlures, blessures

13 PARAMETRES IMPLIQUES DANS LA TOXICITE Solubilité Etat (Agglomération/ Agrégation/Isolé) Taille Forme Exposition (voie, dose, durée) Paramètres Physico-chimiques Individu Nombre Réactivité de surface Composition chimique Capacité d absorption des polluants (susceptibilité, prédisposition )

14 LES VOIES D EXPOSITIONS POTENTIELLES PENETRATION / ABSORPTION Transfert par la Peau Pas d évidence de pénétration dans les strates profondes de l épiderme d une peau saine, mais possible sur une peau abîmée et/ou par frottement mécanique (allergie, dermatite, circulation systémique) Appareil Respiratoire Effets pulmonaires (inflammation, allergie respiratoire) Translocation Effets cardiovasculaires (thrombose, infarctus...) Effets sur le système nerveux central (passage via le nerf olfactif) Effets cancérogènes (fibrose) Voie Digestive Ingestion limitée en milieu de travail Contamination manuportée Épuration mucociliaire (vomissement, léthargie, amaigrissement...)

15 INCENDIE - EXPLOSION Peu de données disponibles sur les risques d incendie et d explosion Risques d incendie et d explosion plus élevés pour les matériaux combustibles à l échelle nanométrique Réactions catalytiques non anticipées Exposition professionnelle durant les opérations de fabrication, de conditionnement, de pesage, de chargement

16 LES SITUATIONS D EXPOSITION En Milieu de Travail Premières et plus fortes expositions Situations d expositions nombreuses Discrétion des entreprises Peu d analyses sur les expositions professionnelles

17 LA REGLEMENTATION Faute de données scientifiques suffisamment nombreuses et pertinentes aucune réglementation spécifique applicable à ce domaine Appliquer les règles générales de prévention du risque chimique définies par les articles R à R du Code du Travail (si agents chimiques CMR de catégorie 1 ou 2 impliqués application des dispositions particulières énoncées aux articles R à R du Code du Travail)

18 LA REGLEMENTATION GRENELLE DE L ENVIRONNEMENT La déclaration obligatoire des nanomatériaux mis sur le marché en France (en attente du décret d application et de l arrêté) Nanomatériaux tels que définis par la recommandation de la Commission européenne Qui? Fabricants, importateurs, distributeurs Auprès de l ANSES Quoi? Identité de la substance Quantités mises sur le marché Usages Identité des utilisateurs professionnels destinataires Données disponibles sur les dangers et les expositions possibles Une base de données unique pour toutes les catégories de produits (chimiques, biocides, pesticides, cosmétiques, alimentaires )

19 LA REGLEMENTATION Étiquetage Produits chimiques Pas d étiquetage spécifique Produits cosmétiques Le Règlement "Cosmétiques", voté le 24 mars 2009 au Parlement européen, introduit un nouveau système d encadrement des nanomatériaux. Indiquer la présence de nanomatériaux dans la liste des ingrédients : Une règle d étiquetage a été prévue à cet effet : nom de l ingrédient [nano]. Mise en application : 2013 Produits alimentaires Le règlement 1169/2011/UE du 25 octobre 2011 Tous les ingrédients qui se présentent sous la forme de nanomatériaux manufacturés sont indiqués clairement dans la liste des ingrédients : nom de l ingrédient [nano]. Mise en application : 2014

20 LES VALEURS LIMITES D EXPOSITION PROFESSIONNELLE REGLEMENTATION FRANCAISE VLEP en vigueur pour différentes catégories de poussières : «sans effets spécifiques», fumées de soudage, graphite, TiO 2, oxydes et sels métalliques Pas de VLEP spécifique pour les nano-objets Recommandation : Rechercher le niveau d exposition le plus bas possible NIOSH (USA) 2 valeurs spécifiques pour le TiO 2 (2,4 mg/m 3 pour le TiO 2 fin et 0,3 mg/m 3 pour le TiO 2 ultra-fin) Valeur limite d exposition pour les nanotubes de carbone : 7 µg/m 3 BSI (UK) ou IFA (Allemagne) VLEP abaissées pour certaines catégories de nano-objets (fibres, nanomatériaux CMR, nanoparticules solubles et insolubles) Les valeurs proposées visent à réduire l'exposition des salariés conformément à l'état de l'art.

21 REPERAGE ET CONNAISSANCES DES DANGERS 1 ière étape de la démarche d évaluation des risques Recueil de l information disponible Difficultés de l identification des dangers potentiels Absence d étiquetage Manque d information dans les Fiches de Données de Sécurité Quelques informations dans les Fiches Techniques, mais rarement disponibles Méconnaissance de la présence de nano-objets dans les produits Mesures de prévention non adaptées aux risques potentiels Systématiser le recueil d informations disponibles Caractérisation la plus exhaustive possible Actualisation régulière du recueil d informations

22 LA DEMARCHE DE PREVENTION OBJECTIF : Réduire les expositions professionnelles au niveau le plus bas possible (niveau d exposition, durée d exposition, nombre de salariés exposés, etc ) Définir et mettre en place des pratiques sécurisées de travail Evolution au fur et à mesure de la publication d informations stabilisées sur les effets biologiques des nanoparticules Pas très différentes de celles recommandées pour toute activité exposant à des produits chimiques dangereux Diffusion (aérosolisation et dispersion) et persistance des nano-objets dans l atmosphère des lieux de travail (diffusion à grande distance du point d émission, grande persistance dans l air, confinement plus difficile à assurer)

23 LA DEMARCHE DE PREVENTION SUSBTITUER (remplacer la substance dangereuse par une autre, moins toxique / modifier le procédé de façon à ne plus manipuler la substance dangereuse) OPTIMISER LE PROCEDE pour obtenir un niveau d empoussièrement aussi faible que possible CAPTER LES POLLUANTS A LA SOURCE Employer un EQUIPEMENT DE PROTECTION INDIVIDUELLE COLLECTER ET TRAITER LES DECHETS FORMER ET INFORMER les salariés SUIVRE L EXPOSITION des salariés exposés (noter et conserver toutes les informations pertinentes relatives à l exposition des salariés : type de nanoparticules, quantités, opérations et tâches, moyens de prévention, etc )

24 CONCLUSIONS Domaine d activité en pleine expansion Promesses / Inquiétudes Augmentation du nombre de salariés exposés Situations d exposition professionnelle aux nano-objets existent mais très peu de données sont disponibles Compte tenu de nombreuses inconnues reliées aux nano-objets, à leurs effets potentiels sur la santé et aux risques documentés de toxicité de particules ultrafines chez l homme Mesures de limitation des expositions professionnelles Instauration de procédures strictes de prévention tout au long du cycle de vie des produits = seule façon de prévenir tout risque de développement de maladies professionnelles Privilégier la protection intégrée et la protection collective aux procédés : isoler les équipements, capter les nano-objets à la source, filtrer l air des lieux de travail

25 POUR EN SAVOIR PLUS

26 OBJECTIF Action Nanomatériaux Action d exploration et de capitalisation des connaissances Connaître les conditions d élaboration et d utilisation des nanomatériaux en Alsace Identifier les populations exposées Évaluer les risques et développer les mesures de prévention Mettre en place une stratégie de déploiement avec les partenaires Mise en place d un groupe de veille Partenariat avec les SIST (information, intervention conjointe en entreprise ) Action de sensibilisation auprès des entreprises Promotion de l action vers les entreprises