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LES NANOPARTICULES : UN DÉFI POUR LA PREVENTION Myriam RICAUD Département Exper

LES NANOPARTICULES : UN DÉFI POUR LA PREVENTION Myriam RICAUD Département Expertise et Conseil Technique Pôle Risques Chimiques INRS Paris Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 c Définitions d Secteurs industriels concernés et enjeux économiques e Exposition professionnelle f Métrologie g Démarche de prévention et moyens de protection h Conclusions Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 Formalisation des concepts et des procédés issus des nanosciences Structurer la matière au niveau atomique, moléculaire ou supramoléculaire Échelles caractéristiques de 1 à 100 nanomètres (nm) Propriétés fondamentales (physiques, chimiques, biologiques, thermiques…) modifiées : nouvelles substances chimiques LES NANOTECHNOLOGIES Définitions Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 Les nanoparticules1 ou particules ultra-fines2 1 Particules manufacturées et destinées à des usages industriels (oxyde de zinc, fullerène, silice, alumine…) 2 Émissions secondaires issues de procédés industriels (émissions moteurs diesel, fumées de soudage…) ¾ Aucune des trois dimensions > 100 nm Les nanofibres, nanotubes, nanofilaments et nanobâtonnets (nanotube de carbone, nanofibre de SiC, nanotube de bore…) ¾ Une des trois dimensions > 100 nm ¾ D : 1 à quelques dizaines de nm / l : 500 à 10 000 nm Les nanofilms, nanocouches et nanorevêtements (nanocouche de silicium…) ¾ Deux des dimensions > 100 nm particules produites depuis plusieurs années et dont les tonnages sont élevés : dioxyde de titane, silice, alumine, noir de carbone… (elles représentent 95 % du marché des nanoparticules), particules nouvelles : fullerène, nanotube de carbone, dendrimère, quantum dot… LES NANOPARTICULES Définitions Les particules nanostructurées (X 43-221) ¾ Au moins une dimension < 100 nm ¾ Forme et structure complexes Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 LES NANOMATÉRIAUX • Les matériaux nanochargés ou nanorenforcés : incorporation de nanoparticules dans dans une matrice minérale ou organique Æ nanocomposites. • Fumées de silice dans les bétons, • Noir de carbone dans les pneumatiques, • Dioxyde de titane dans les crèmes solaires, • Pigments dans les peintures et les vernis, • Nanotubes de carbone dans les équipements sportifs. • Les matériaux nanostructurés en surface : - matériaux recouverts d’une ou plusieurs nanocouches supersposées, - matériaux recouverts de nanoparticules qui forment un revêtement. ¾ Apporter une fonction auto-nettoyante ou anti-adhésive, renforcer la surface d’un polymère, colorer des emballages en verre… • Les matériaux nanostructurés en volume : structure intrinsèque nanométrique (porosité, microstructure, réseau nanocristallin…). Définitions Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 Revenu mondial généré par les nanotechnologies 40 1000 700 0 200 400 600 800 1000 1200 Milliards d'euros 2001 2008 2015 Plus de 1 600 entreprises actives dans les nanotechnologies à travers le monde, avec plus de 700 produits déjà commercialisés Æ emploi direct de 2 millions de personnes d’ici 2015. • Budget de la recherche mondiale (plus de 30 pays) > à 4 milliards de dollars en 2005 (< à 450 millions de dollars en 1997). seulement 1 % du budget recherche est consacré en Europe aux questions d’hygiène et de sécurité. •Capital investi en France dans la recherche fondamentale en 2005 : 184 millions d’euros Æ 200 laboratoires. • 7ème PCRD financé par l’UE (2007-2013) : 3,5 milliards d’euros. LES ENJEUX ÉCONOMIQUES Contexte économique Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 • L’automobile : peintures extérieures anti-rayures et anti-salissures, additifs pour diesel permettant une meilleure combustion, pneumatiques plus durables et recyclables… • L’aéronautique et l’espace : matériaux renforcés et plus légers… • L’électronique et les communications : processeurs miniaturisés, écrans plats… • Les matériaux et la chimie : verres et ciments auto-nettoyants, textiles anti- bactériens… • La pharmacie, le biomédical et les biotechnologies : médicaments délivrés uniquement à des organes précis, surfaces bio-compatibles pour implants… • La cosmétique et la parfumerie : crèmes solaires transparentes, pâtes à dentifrice plus abrasives… • La santé : nanovecteurs pour transfert de gènes, microchirurgie et médecine réparatrice : nano-implants et prothèses… • L’énergie : entreposage sécuritaire de l'hydrogène pour utilisation comme combustible propre… • L’environnement : traitement des effluents par photocatalyse… • La défense : détecteurs d’agents chimiques et biologiques… LES SECTEURS D’ACTIVITÉ PROFESSIONNELS Secteurs industriels concernés Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 Exposition liée à la fabrication et à l’utilisation intentionnelles de nanoparticules et de nanomatériaux : -production et manipulation, -transfert des produits intermédiaires et échantillonnages, -conditionnement et stockage des produits, -nettoyage et maintenance des équipements et des locaux, -entreposage et traitement des déchets, -opérations sur les nanomatériaux (découpe, ponçage, perçage, etc.). Æ les méthodes de synthèse utilisées, Æ le degré de confinement des différentes étapes, Æ la capacité des produits à se retrouver dans l’air ou sur les surfaces de travail. L’EXPOSITION PROFESSIONNELLE Exposition professionnelle paramètres qui influent sur le degré d’exposition 2000 et 4000 salariés potentiellement exposés en production en France, hors secteurs recherche universitaire et entreprises sous-traitantes Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 L’EXPOSITION PROFESSIONNELLE Exposition liée à des procédés dont la finalité n’est pas la production de nanoparticules mais dont la mise en œuvre en génère : -Procédés thermiques : •Fonderie et affinage des métaux (acier, aluminium, fer…), •Métallisation (galvanisation…), •Soudage et gougeage, •Coupage de métaux (laser, torche thermique…), •Traitement thermique de surface (laser, projection thermique…), •Application de résines, de cires… -Procédés mécaniques : •Perçage, •Polissage, •Ponçage… -Combustions : •Émissions de moteur diesel, essence ou gaz, •Centrale d’incinération, •Fumage de produits alimentaires… Exposition professionnelle Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 LA METROLOGIE Quels sont les paramètres pertinents qui caractérisent l’exposition professionnelle ? - Adapter les méthodes classiques basées sur la masse (mg/m3)*, - Mesurer la distribution granulométrique (la taille) des particules*, - Mesurer la concentration en nombre de particules (/cm3) *, - Mesurer la concentration en surface de particules (µm2/m3) *. Exemples d’instruments : OPC* (optical particle counter), CNC* (compteurs à noyaux de condensation), SMPS*** (scanning mobility particle sizer), ELPI**** (electrical low pressure impactor), CDE* (chargeur par diffusion-électromètre)… Équipements existants == équipements de laboratoire coût > 60 k€ qui ne permettent pas de différencier les particules « naturelles » de celles en rapport avec le procédé. Bruit de fond très important (entre 5 000 et 15 000 part. / cm3) == difficulté de détecter une élévation due au procédé. Difficulté de mesure selon les formes == sphériques OK mais autres formes et notamment nanotubes de carbone ? DIFFICULTES Métrologie Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 LE PRINCIPE DE PRÉCAUTION Les connaissances sur la toxicité des nanoparticules demeurent également parcellaires. La plupart des données toxicologiques proviennent d’études, généralement de portée limitée, réalisées sur cellules ou chez l’animal. A l’heure actuelle, il n’existe pas de méthode de mesure qui soit stabilisée ou qui fasse l’objet d’un consensus pour caractériser l’exposition professionnelle autour de procédés ou d’opérations mettant en œuvre des nanoparticules. Principe de précaution Æ Ces premières recherches démontrent cependant déjà clairement que les particules nanométriques présentent une toxicité plus grande et sont à l’origine d’effets inflammatoires plus importants que les particules de taille supérieure et de même nature chimique. Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 Faute de données scientifiques suffisamment nombreuses et pertinentes, il n’existe actuellement aucune réglementation spécifique applicable à ce domaine. Dans un tel contexte, où une évaluation quantitative et une maîtrise des risques s’avèrent délicates, il importe, lors de la manipulation de ces nouvelles substances chimiques, de développer une approche basée sur la précaution et de mettre en place des stratégies de prévention et de bonnes pratiques adaptées : Æ à la nature chimique, aux propriétés spécifiques et à la quantité de produits utilisés, Æ aux procédés mis en œuvre, Æ aux modes de travail. Ainsi, pour la multitude de nanoparticules existantes ou à venir, l’attitude à tenir doit reposer sur une application pondérée et actualisée du principe de précaution, en fonction des avancées de la recherche sur les effets adverses biologiques. LE PRINCIPE DE PRÉCAUTION Appliquer les règles générales de prévention du risque chimique définies par les articles R. 231-54 à R. 231-54-17 du Code du travail. Principe de précaution Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 • Identifier les dangers présentés par la substance chimique, • Évaluer les risques pour la santé au travail en fonction des procédés appliqués et des modes de travail, • Mettre en place de mesures pour limiter ou prévenir les risques, • Vérifier l’efficacité des mesures prises. Évaluer divers facteurs qui peuvent contribuer aux risques : quantité produite, exposition des salariés (voies d’exposition, durée, fréquence, etc.), propriétés chimiques et facteurs physiques de la substance, dispositifs de prévention mis en place, risque d’explosion, etc. L’ÉVALUATION DES RISQUES Évaluation des risques Myriam RICAUD –Société de Médecine du travail PACA-Corse– 1/4/2008 LA DÉMARCHE DE PRÉVENTION • Lorsque des données sont disponibles pour des objets de taille micrométrique (ou supérieure) et de même nature chimique, l’hypothèse minimale pour élaborer une démarche de prévention est que les nanoparticules correspondantes présentent au moins la même toxicité et sont probablement plus dangereuses. Nanoparticules de silice amorphe Nanotubes de carbone Démarche de prévention • Il n’existe pas uploads/Ingenierie_Lourd/ 1-nano-myrian-ricaud-inrs.pdf