Effets sur la santé des fibres de substitution à l'amiante Rapport établi à la demande de la Direction Générale de la Santé et de la Direction des Relations du Travail (Ministère de l'emploi et de la Solidarité) Paris: INSERM,1999. - (Expertise collective) Les Éditions INSERM, 1999 101, rue de Tolbiac 75013 Paris ISBN 2.85598 739-3 ISSN 1264-1782
Présentation Réalisée la demande de la Direction Générale de la Santé et de la Direction des Relations du Travail, la présente expertise collective de l INSERM, consacrée aux fibres de substitution à l amiante, analyse leurs effets sur la santé par différentes approches qui font l objet des chapitres de ce rapport (propriétés physicochimiques, métrologie/expositions, effets sur la santé de l homme, études expérimentales). La synthèse qui clôt cet ouvrage résume brièvement ces différents chapitres. Consistant en une analyse approfondie de la littérature scientifique publiée jusqu à la fin de 1997, ce travail a porté sur les principales fibres utilisées en remplacement de l amiante: fibres minérales artificielles (laines de verre, de roche et de laitier, fibres de verre à filament continu, microfibres de verre, fibres céramiques réfractaires), fibres organiques (para aramides, cellulose). Le cas des polyvinylalcools n a pas été abordé en raison de la pauvreté de la littérature scientifique les concernant. On peut en effet souligner que sont utilisées massivement, en remplacement de l amiante aujourd hui, des fibres pour lesquelles très peu de données toxicologiques existent; la nouveauté de leur emploi dans ces applications se traduit pareillement par une absence de données concernant leurs effets potentiels sur la santé humaine.
Groupe d experts Le groupe d expertise collective réuni par l INSERM comportait: Haudrey ASSIER Marie-Annick BILLON-GALLAND Paolo BOFFETTA Paul DE VUYST Pascal DUMORTIER Marcel GOLDBERG Joëlle GUIGNARD Jacques HAKIM Marie-Claude JAURAND Claude LAMBRÉ Claude LESNÉ Danièle LUCE Jean-Claude PAIRON Isabelle STÜCKER Jean-Claude TOURAY E. ORLOWSKI a été sollicitée pour ses connaissances particulières concernant les expositions. Personnalités auditionnées Ont été auditionnés par le groupe d expertise collective: C. MORSCHEIDT Isover St-Gobain J. ROTHUIZEN Rothuizen Consulting, représentant DuPont de Nemours P. SEBASTIEN et R. BROWN Kerlane St-Gobain / E.C.F.I.A. E. KAUFFER Chercheur, INRS P. BROCHARD Professeur, Médecine du travail, Université de Bordeaux M. ROLLER Chercheur, Institut fur Umwelthygiene, Dusseldorf J. SIEMIATYCKI Professeur, IARC G.W. GIBBS Safety Health Environment International Consultants Corp, Adjunct Professor, University of Alberta Nous remercions B. CARPENTIER (Isover Saint-Gobain), président du FILMM, et C. BRASERO (Rockwool) pour les informations qu ils nous ont communiquées. Équipe INSERM chargée de l expertise Cette expertise a été réalisée sous la responsabilité du service commun 15 de l INSERM: PAUL JANIAUD, directeur DOMINIQUE DOUGUET, chef de projet CATHERINE CHENU, assistante HÉLÈNE CARTERON, Annie COURTALON, documentalistes
Effets sur la santé des fibres de substitution à l'amiante Expertise Collective INSERM Les Editions INSERM, 1999 Sommaire Groupe d experts Glossaire VI XIII 1 -Généralités - Propriétés physicochimiques 1 Introduction 3 Etudes sur la solubilité des fibres de verre 8 Réactivité physicochimique des fibres minérales artificielles 19 Références 31 Annexe 35 2 -Métrologie des fibres dans l air - Production, utilisation Environnement 55 Introduction 57 Méthodes utilisées pour la métrologie des fibres dans l air 58 Données métrologiques 67 Mesures gravimétriques 87 Références 91 Annexes 97 Dépôt des particules et des fibres inhalées dans les voies respiratoires 97 Exposition à la wollastonite 98 3 -Effets sur la santé humaine - Cancers 99 Etudes épidémiologiques: aspects méthodologiques essentiels 102 Description des études épidémiologiques sur l exposition aux fibres de substitution 118 Cancer 131 Synthèse des conclusions concernant les données épidémiologiques sur les risques de cancer associés à l exposition aux fibres de substitution 177 Références 181 4 -Effets sur la santé humaine - Maladies respiratoires non tumorales 187 Fibrose pulmonaire (pneumoconiose) 189 Pathologie pleurale bénigne 204 Maladies respiratoires chroniques non spécifiques 212 Biométrologie 232 Maladies associées à d autres substances présentes au poste de travail 236 Conclusion 237 Glossaire 240 Références 242 5 -Effets sur la santé humaine-dermatoses induites par les fibres artificielles 247 Laines de verre 249 Laines de roche 256 Fibres «minérales» 257 Fibres de céramique 258 Cellulose 258 Fibres d aramide 259 Résumé et recommandations 259 Glossaire des termes dermatologiques 261 Références 262
6 -Effets sur la santé humaine - Autres causes de décès 267 Laine de roche/laitier 269 Laine de verre 271 Filaments continus 272 Autres fibres 274 Expositions mixtes 274 Conclusion 275 Références 275 7 -Physiopathologie expérimentale 277 Introduction 281 Moyens d étude 283 Echantillons étudiés 288 Pathologies résultant d études expérimentales in vivo avec des laines d isolation 289 Pathologies résultant d études expérimentales in vive avec des fibres de céramique 318 Conclusions sur les résultats obtenus avec les laines d isolation et les céramiques 330 Pathologies résultant d études expérimentales in vive avec d autres fibres 341 Devenir des fibres inhalées 343 Conclusions générales sur les études expérimentales chez l animal 358 Etudes sur les mécanismes d action au niveau cellulaire 359 Références 365 Annexe: Réaction inflammatoire et fibres 381 Synthèse 397 Introduction 398 Propriétés physicochimiques 398 Métrologie/Expositions 402 Effets de l exposition aux fibres de substitution à l amiante sur la santé de l homme 406 Cancers 406 Maladies respiratoires chroniques non malignes 411 Affections dermatologiques 418 Autres causes de décès 419 Etudes expérimentales 420 Recommandations 426 Addendum à la synthèse 429
Effets sur la santé des fibres de substitution à l'amiante Expertise Collective INSERM Les Editions INSERM, 1999 Glossaire On trouvera dans ce glossaire les principales définitions et abréviations des termes utilisés dans les chapitres développés dans ce rapport; les définitions des termes techniques propres à un chapitre figurent à la fin du chapitre considéré. Fibre: Il s agit d une particule ayant un rapport Longueur/Diamètre 3/1 (aspect ratio) et des côtés approximativement parallèles. Le rapport L/d 3/1 est essentiellement basé sur un consensus établi par les hygiénistes. Les minéralogistes préfèrent souvent utiliser un rapport 5/1, voire 10/1, pour définir une structure fibreuse. Fibre OMS: Les caractéristiques des fibres prises en compte dans les comptages de fibres dans les filtrages d air par microscopie optique à contraste de phase telles que définies dans la méthode OMS sont les suivantes: diamètre 3 mm, L 5 µm, L/D 3. Notons que la résolution du microscope optique limite l observation à des fibres de diamètre 0,25 mm. Les fibres OMS sont fréquemment qualifiées de «fibres respirables» dans la littérature. Cette assimilation est erronée puisque la définition de fibres OMS implique que les fibres dont le diamètre est < 0,25,mm et la longueur < 5µm ne sont pas comptabilisées. Fibre de Stanton ou fibre «S»: Stanton et al. (1981) 1 ont montré que les échantillons comportant le plus de fibres longues et fines et en particulier ceux comportant le plus de fibres de longueur 8µm et de diamètre 0,25 µm, sont les plus pathogènes en implantation intrapleurale chez le rat et ceci quelle que soit la nature des fibres. Un effet peut déjà être observé avec des fibres de longueur 4µet de diamètre 1,5µm. Dans les études de concentration en FMS dans l air, les fibres de Stanton ou fibres «S» sont définies comme ayant une longueur 8µm et un diamètre 1,5µ. Cette définition est différente de celle adoptée pour fibres de «Stanton» dans les études biométrologiques où il est habituellement fait référence à des fibres ayant un diamètre inférieur ou égal à 0,25 µm et une longueur supérieure ou égale 8µm. 1.Stanton ME, Layard M, Tegeris A, Miller E. May M, Morgan E. Smith A. Relation of partiels dimension to carcinogenicity in amphibole asbestos and other fi brous m inerals. J Natl Cancer Inst 1981 67: 167-175 Fibre respirable: L acception courante de ce terme dans la littérature anglo-saxonne concerne les fibres qui peuvent se déposer dans le poumon profond (zone alvéolaire). D après les travaux de Timbrell (1965) 2 on attribue, chez l homme, à ces fibres, un diamètre inférieur à 3,5µm et une longueur maximum de 200 à 250 µm. 2.Timbrell V. The inhalation of fibrous dusts. Ann NY Acad Sci 1965 132: 255-273. Fibre inhalable ou inspirable: Notons que des fibres de diamètre supérieur à 3µm peuvent pénétrer et se déposer dans les voies respiratoires supérieures (zones naso-pharyngée et trachéo-bronchique) (Tretowhan et al. 1995) 3. 3.Tretowhan WN, Burge PS, Rossiter CE, Harrington JM, Calvert IA. Study of the respiratory health of employées in seven european plants that manufacture ceramic fibres. Occup Environ Med 1995 52: 97-104.
Fibre naturelle: Fibre dont la structure ne résulte pas d un procédé industriel mais dont la préparation en vue de son utilisation peut inclure divers traitement. Fibre artificielle: Fibre n existant pas à l état naturel et résultant d un procédé industriel. Le terme «synthétique» est également utilisé dans le même sens. Dans ce document le terme «artificiel» sera retenu. La dénomination de «fibres manufacturées» parfois utilisée est considérée comme inadéquate dans la mesure où les fibres naturelles font la plupart du temps l objet d un traitement entre leur extraction du sol et leur application industrielle. Fibre minérale: Le terme ne s appliquera qu aux fibres non organiques naturelles. Fibre inorganique: Fibre artificielle pouvant présenter une structure cristalline ou vitreuse. Filaments continus: Fibres dont le procédé de fabrication aboutit à une génération de matière d une longueur suffisante pour être compatible avec une utilisation sous forme de textiles. Elles sont disposées sous formes orientées parallèles. Laine: Masse de fibres enchevêtrées dont les utilisations ne nécessitent pas qu elles soient organisées dans l espace selon une disposition particulière (pas de tissage). Liant: Produit chimique éventuellement associé aux fibres en cours de fabrication pour leur conférer une texture adaptée à l application à laquelle elles sont destinées et/ou pour éviter la libération de poussières en cours d usage. Structure vitreuse: Arrangement sous forme cristalline réelle ou apparente constitué de structures ressemblant au verre. Amorphe est un synonyme. Structure cristalline: Structure moléculaire constituant un arrangement régulier dans l espace. On distingue des structures mono et polycristalline. Diamètre nominal: Diamètre médian pondéré par rapport à la longueur. Les longueurs de toutes les fibres de l échantillon sont additionnées par diamètre croissant; le diamètre à mi-chemin de la longueur totale est le diamètre nominal. C est une mesure du diamètre pratique à utiliser dans le cas des fibres minérales artificielles: en effet, cette mesure est indépendante du degré de fracturation (broyage) des fibres (ICPS 1988). On peut également définir une moyenne arithmétique et une moyenne géométrique pondérées par rapport à la longueur (TIMA 1991). FMA: Fibres minérales artificielles FVS: Fibres vitreuses synthétiques MF: Man-made minerai fibres VF: Man-made vitreous fibres