Un total de 3 pages ont été trouvées avec le mot clé dépollution.
Applications des nanotechnologies pour l'analyse et le traitement de l'eau
Applications des nanotechnologies pour l'analyse et le traitement de l'eau
Par l'équipe Avicenn - Dernier ajout novembre 2020 (fiche à mettre à jour et réorganiser)
Cette fiche fait partie de notre dossier Nano et Eau : elle a vocation à être progressivement complétée et mise à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs de l'Avicenn. Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
Les nanotechnologies sont utilisées pour développer des dispositifs plus efficaces pour l'analyse et le traitement de l'eau.
Il est aujourd'hui difficile de faire la part entre les applications déjà sur le marché et celles qui n'en sont qu'au stade de la recherche et développement.
Il est également nécessaire d'être vigilant par rapport aux "effets d'annonce" de certains chercheurs soucieux de valoriser leurs recherches mais dont les résultats de recherche sont encore loin d'être transformés en produits ou procédés réels.
Le flou prévaut aussi en ce qui concerne les produits commercialisés par certaines compagnies qui utilisent le mot "nanotechnologies" comme argument "marketing" de leurs produits, sans jouer la carte de la transparence sur la nature des procédés ou des nanomatériaux utilisés.
Deux principaux domaines d'application des nanotechnologies au domaine de l'eau peuvent être distingués : l'analyse et le traitement de l'eau.
Les nanotechnologies pourraient avoir des applications intéressantes en matière de détection des substances chimiques et biochimiques dans l'eau.
Début 2011, le Directeur général des Centres de recherche de Veolia Environnement considérait que "c'est très probablement dans ce domaine [de l'analyse] que l'on verra prochainement une industrialisation de nanotechnologies pour l'échantillonnage et l'indentification spécifique aussi bien en analyse chimique que microbiologique" 1.
Les nanotechnologies peuvent être utilisées pour désaliniser l'eau, filtrer des polluants, réduire le calcaire et/ou traiter les eaux usées.
Les procédés utilisés ou envisagés peuvent combiner différents types d'action :
- la filtration d'éléments indésirables (polluants, microbes, sel) : ce serait le procédé le plus avancé, notamment pour les membranes ; les filtres peuvent être constitués notamment :
de nanotubes de carbone, pour extraire les virus et les bactéries de l'eau
de membranes nanostructurées ou sur lesquelles sont ajoutées des nanoparticules ou des nanorevêtements
Suez Environnement a ainsi participé à un projet de recherche européen NAMATECH (2009-2012) sur l'utilisation de nanoparticules pour des membranes "particulièrement prometteuses"2
Veolia Environnement a de son côté mis en place un partenariat avec la société américaine NanoH2O visant à mettre au point des membranes pour le dessalement de l'eau de mer : des nanoparticules hydrophiles sont ajoutées à des membranes d'osmose inverse pour favoriser le passage de l'eau3
des chercheurs français et américains ont mis au point des "tamis nanoscopiques"4
Arkema propose en 2018 un procédé d'ultra filtration avec un polymère fluoré Kynar® PVDF utilisant des technologies de polymères nanométriques
en Chine, en 2018, une promesse de production industrielle de membranes de nanofibres par impression en 3D par Nano Sun, en savoir +
de l'argile attapulgite et de zéolites naturelles, disponibles dans de nombreuses régions du monde et présentant des pores naturels de taille nanoscopique
de nanoéponges qui piègent des contaminants (il peut s'agir notamment d'éponges de polyuréthanes recouvertes de nanoparticules d'oxyde de fer ou de nanotubes de carbone et de nanoargent)5.
- la dissolution chimique des polluants par oxydation grâce à l'utilisation de nanoparticules réactives (titane, oxyde de fer par exemple) : les nanocatalyseurs pourraient être utilisés pour décomposer chimiquement les polluants. Les nanoparticules d'oxyde de titane sont par exemple des catalyseurs plus efficaces que l'oxyde de titane à l'échelle macroscopique et pourraient servir à détruire les contaminants par photocatalyse sous l'effet de rayons UV.
Début 2011, Veolia Environnement était impliqué dans l'étude de nanoparticules pour la catalyse de type oxydante ou réductrice afin d'éliminer des polluants dans l'eau, avec des perspectives d'applications encore incertaines6.
Des recherches ont été menées ou sont toujours en cours :
D'autres recherches sont menées dans beaucoup d'autres pays9.
- l'extraction des polluants par aimantation : les nanoparticules magnétiques ont une grande surface par rapport à leur volume et peuvent ainsi facilement former des liaisons chimiques avec des contaminants véhiculés par l'eau - tels que l'arsenic, le mercure, le plomb, le pétrole - et être ensuite extraits à l'aide d'un aimant. Des applications seraient déjà commercialisées et les recherches sont nombreuses dans ce domaine10.
- l'élimination des bactéries, par l'utilisation de nanoparticules métalliques (nanoparticules d'argent ou de cuivre) aux propriétés antibactériennes.
la fiche Acteurs Nanomatériaux / nanotechnologies et Eaux qui se penche sur les stratégies des trois principales sociétés françaises qui traitent l'ensemble du circuit de l'eau, du captage à l'épuration
NOTES et REFERENCES 1 - Entretien de M. Hervé Suty, Directeur général des Centres de recherche de Veolia Environnement, accordé à Richard Varrault (Waternunc), publié en 2011
3 - Entretien de M. Hervé Suty, Directeur général des Centres de recherche de Veolia Environnement, accordé à Richard Varrault (Waternunc), publié en 2011 : "Le principe consiste à introduire dans la membrane filtrante qui fait quelques dizaines de micromètres d'épaisseur des nanoparticules hydrophiles (de l'ordre de quelques %). Cette "charge" dispersée de façon homogène qui va faciliter le passage de l'eau, permettra de réduire les pressions et donc de diminuer les consommations énergétiques d'un procédé qui est relativement énergivore au départ. Les nanoparticules sont dans la matrice (...). Ce type de produit qui arrive sur le marché maintenant est en cours d'évaluation à l'échelle industrielle par nos équipes de R&D et nous avons un partenariat pour la commercialisation de ces nouvelles membranes sur le marché du dessalement. Veolia est généralement ce que l'on qualifie d'un "end-user" qui sélectionne les membranes en fonction de leurs performances intrinsèques pour une application donnée. Dans le cas du dessalement par osmose inverse, il est clair que cette nouvelle approche peut conduire à une nouvelle génération de membranes plus performantes ; les résultats d'évaluation des performances sont attendus dans le courant du premier trimestre 2011 et les premières utilisations pour le dessalement d'eau de mer courant 2011. Dans les membranes, d'autres études sont en cours sur le développement de matériaux nanostructurés mais les développements sont en cours et les applications sont attendues pour plus tard, d'ici 5 à 10 ans."
Selon le fabricant, les nanoparticules ne présentent pas de risques pour la qualité de l'eau : cf. sa FAQ : "Do nanoparticles pose any potential risks to water quality?
No. LG NanoH2O's QuantumFlux membrane elements are completely safe for the treatment of potable water. The Qfx SW 365 ES, Qfx SW 400 ES, Qfx SW 400 SR and Qfx SW 400 R are all NSF Standard 61 certified, which means that they have been independently evaluated by NSF International, the global organization that provides standards development, product certification, auditing, education and risk management for public health and safety. NSF Standard 61 certification attests to the safety and viability of the Qfx SW 365 ES, Qfx SW 400 ES, Qfx SW 400 SR and Qfx SW 400 R membrane elements when used in the production of drinking water."
Des éponges en nanocellulose contre les marées noires, Industrie et Technologie, 9 décembre 2014. Mise au point par deux chercheurs, Gilles Sèbe du LCPO de l’université de Bordeaux 1 et Philippe Tingaut, de l’Empa près de Zurich, lauréats pour cette éponge du Prix des techniques innovantes du salon Pollutec.
6 - Entretien de M. Hervé Suty, Directeur général des Centres de recherche de Veolia Environnement, accordé à Richard Varrault (Waternunc), publié en 2011 : "On peut également utiliser des nanopoudres deTiO2 (libres ou fixées), pour la photocatalyse et l'élimination de polluants mais aussi des nanopoudres adsorbantes (charbon actif ou autres), qui vont permettre des éliminations sélectives de certains polluants par transfert et non plus par dégradation.
Nous travaillons là encore avec des laboratoires du domaine public mais aussi des fabricants industriels pour mettre au point de nouvelles technologies et arriver à des procédés intensifs de traitement. Ces procédés doivent répondre à un certain nombre de critères de performance sur des considérations technico-économiques mais ils doivent également s'inscrire dans une démarche de développement durable et apporter un plus par rapport aux technologies actuelles sur ces aspects. Le devenir des polluants éliminés avec la formation de sous produits par exemple mais aussi celui des nanoparticules dans leur mise en œuvre sont deux aspects critiques de ces recherches.
Typiquement dans le domaine de l'oxydation qui a été très étudié dans les 30 dernières années avec un développement industriel tout relatif, les nanotechnologies peuvent être de nature à repositionner certains procédés de façon favorable en levant des verrous jusqu'à lors rédhibitoires. (...) Pour les matériaux nanostructurés le gain, le rapport coût/bénéfice, n'est pas encore atteint. Par contre pour les matériaux incorporant des nanoparticules, comme les membranes pour lesquelles une poudre est dispersée dans une matrice polymèrique, c'est justifié et ceci d'autant plus si la durée de vie des produits est améliorée. La durée de vie des membranes est en générale de l'ordre de 5 ans, si on peut les faire durer 10 ou 15ans cela devient vraiment très intéressant."
Par l'équipe Avicenn - Dernière modification mai 2020
Ce dossier a vocation à être complété et mis à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs d'Avicenn.
Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant des références à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
La commercialisation et l'utilisation de nanomatériaux manufacturés se sont considérablement accrues depuis le début des années 2000 dans de nombreux domaines : cosmétiques, textiles, électroménager, équipements de sport, vitres et matériaux de construction, voitures, aéronautique, bateaux, alimentation, etc. De plus en plus de nanomatériaux, nanoparticules ou résidus de nanoparticules sont présents dans les eaux usées et conduits pour partie jusqu'aux stations d'épuration, puis dans les rivières et cours d'eau. Avec quelles conséquences pour la faune et la flore aquatiques ? Quid des microorganismes des sols sur lesquels sont épandues les boues de station d'épuration ?
Des inquiétudes se profilent parmi un nombre croissant d'acteurs. Qui fait quoi sur ces différents aspects ?
Sur toutes ces questions, seules sont aujourd'hui accessibles des informations éparses, souvent difficiles à comprendre pour le non spécialiste ou n'abordant qu'un aspect particulier sans donner de vision d'ensemble.
Ce dossier initié en 2015 rassemble donc les informations disponibles ainsi que les questions qui se posent aujourd'hui et qui pourraient devenir un problème en l'absence d'action de la part des différentes institutions concernées. Il s'agit d'une base que nous souhaitons compléter et mettre à jour en fonction de l'évolution des connaissances : vos contributions sont les bienvenues ! En savoir + Sommaire
Fiche initialement mise en ligne entre février 2015
Nanos et plastiques
Nanos et plastiques
Par l'équipe Avicenn - Dernière modification décembre 2021
Cette fiche a vocation à être complétée et mise à jour. Vous pouvez contribuer à l'améliorer en nous envoyant des informations à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
De plus en plus de nanoparticules de plastique envahissent les sols (après épandage des boues des stations d'épuration1 notamment), les rivières et les océans.
Certains nano-plastiques proviennent de la dégradation des plastiques (emballages, déchets, etc.) en microparticules, qui se décomposent ensuite en nanoparticules2.
D'autres micro- et nano-plastiques sont quant à eux intégrés intentionnellement dans des mélanges utilisés par les consommateurs ou les professionnels3 :
dans des produits cosmétiques (microbilles utilisés pour leurs propriétés exfoliantes - interdites en France depuis 2018)
dans des détergents et produits de nettoyage
dans des peintures, revêtements et matériaux de construction
dans des produits pharmaceutiques
dans des produits phytosanitaires (enrobages d'engrais par exemple, pour les libérer de manière progressive)
dans le secteur pétrolier et gazier
...
Leur rejet et diffusion dans les écosystèmes entraînent des effets néfastes en cascade mais encore insuffisamment évalués, depuis la faune aquatique jusqu'aux autres animaux (dont les humains) qui s'en nourrissent4. Des chercheurs mènent des recherches sur le sujet, en France5 et ailleurs6 pour évaluer leurs effets sur l'environnement - éco-toxicité, mais également rôle dans la dissémination d'autres polluants adsorbés à leur surface (on parle d'"effet Cheval de Troie") et dans la survenue d'"effets cocktails" déclenchés par l'association à d'autres nanoparticules ou substances indésirables7.
En janvier 2019, l’Agence européenne des produits chimiques (ECHA) avait proposé de restreindre certains de ces micro- et nano-plastiques intégrés à dessein par les industriels8. Mais en juin 2020, suite au lobbying des industriels, l'ECHA a retiré les nanoplastiques de son projet de restriction, suscitant l'indignation des ONG, notamment le Bureau européen de l'environnement (BEE)9 qui redoute que les industriels substituent des nanoplastiques aux microplastiques une fois la réglementation en vigueur.
Dans un rapport publié le 16 novembre 2020, par les ONG environnementales mobilisées au niveau européen pour réduire la pollution aux microplastiques, emmenées par Rethink Plastic, le Bureau européen de l'environnement (BEE), Client Earth et Break free from Plastic ont réitéré leurs craintes et recommandé de réintégrer les nanoplastiques au projet de restriction des microplastiques comme l'avait initialement proposé l'agence européenne des produits chimiques (ECHA), en faisant porter les restriction sur les particules de moins de 5 mm, sans limite inférieure de taille. L'objectif est d'éviter une substitution "absurde" des microplastiques interdits par des nanoplastiques qui ne seraient pas concernés par la restriction en cours de définition et d'éviter une pollution accrue due à leur diffusion dans l'environnement10 - d'autant qu'il est techniquement possible de mesurer les particules plastiques de taille nanométrique11.
La version finale de l'ECHA devrait être rendue publique d'ici décembre 2020, puis transmise à la Commission pour qu’elle formule sa proposition ; la procédure ne devrait pas être finalisée avant 2022.
En août 2020, un rapport13 du Centre commun de recherche (JRC) et le Global Coalition for Regulatory Science Research (GCRSR) a été publié ; il résume les échanges d'une conférence sur le sujet des nanoplastiques qui a réuni en 2019 près de 200 acteurs en provenance de 36 pays différents. Parmi les recommandations émises:
un effort de coordination en matière de terminologie, définitions, échantillonnage, caractérisation et évaluation du danger et de l'exposition aux nanoplastiques afin de produire des matériaux de référence, ainsi que des normes, orientations et réglementations "robustes"
une plate-forme d'information et d'échange sur les nano- et microplastiques
une collaboration entre les parties prenantes, le développement de la confiance via une transparence sur les données14 .
NB : Dans les cosmétiques, des alternatives existent pour obtenir l'effet exfoliant recherché : poudre d’amandes, coques de noix de coco ou noyaux d’olives concassés par exemple.
La fabrication de nanoplastiques, résumée en vidéo ci-dessous dans le cadre du programme de recherche européen OPTINANOPRO (2015-2018), axé sur les secteurs de l’emballage, de l’automobile et de l’énergie solaire (résumé en français ici). Les 25 produits polymères créés ont été testés jusqu'au compostage. Question citoyenne à documenter : quel est devenir de cette fragmentation ? Des nanoparticules de plastiques contenant des nanoparticules ?
Un autre programme européen MINANO achevé en 2013 indique les types de plastiques incorporant des nanoparticules : polypropylène (PP) pour les nanocomposites plastiques et au polychlorure de vinyle (PVC) pour les nanocomposites bois-plastique et des mousse de polystyrène (pour l'isolation des bâtiments). Les nanoparticules fonctionnalisées ajoutées sont du magnesium dihydroxide (MDH) Mg(OH)2, de l'oxyde de zinc nano ZnO, et du nanoargent.
Parmi les trente-quatre projets retenus par l’Anses dans le cadre du Programme national de recherche Environnement-Santé-Travail en 2020, le projet "Transplast" vise à étudier les effets des micro-plastiques et nano-plastiques sur l'activité des transporteurs membranaires de xénobiotiques (il est coordonné par M. Fardel (IRSET/INSERM)).
Le nano-plastique, une soupe au goût amer ?, vidéo, Journal du CNRS, mars 2019 (Julien Gigault- CNRS ; Mélanie Davranche - Université Rennes 1, Géosciences Rennes, CNRS / Université Rennes 1 ; Magalie Baudrimont - Epoc - Environnements et paléoenvironnements océaniques et continentaux, CNRS / Université de Bordeaux / EPHE)
Le projet EMPEC sur les nanoparticules générées par la dégradation de plastique, financé dans le cadre du Programme national de recherche Environnement-Santé-Travail (PNREST 2017) de l'agence nationale de sécurité sanitaire (Anses)
Un océan de plastique - Diaporama sonore, Le Journal du CNRS, mai 2018: Contrairement aux microplastiques qui se concentrent dans la couche supérieure des océans, les fragments nanométriques se retrouvent dans toute la colonne d'eau. Alexandra Ter Halle et de son équipe tentent de mieux cerner ces infimes particules et leur impact sur l'écosystème marin
Nanoplastics in the Aquatic Environment, Mattsson K et al., in Microplastic Contamination in Aquatic Environments - An Emerging Matter of Environmental Urgency, 379-399, 2018
9 - Le 1er septembre 2020, l'ONG Bureau européen de l'environnement (BEE) a alerté sur le lobbying des industriels qui ont fait reculer l'Agence européenne des produits chimiques (ECHA) dans son projet de restriction des microplastiques ajoutés intentionnellement dans de nombreux produits (détergents, peintures et encres, matériaux de construction, médicaments et engrais) : incluses dans le projet initial, les nanoparticules de plastique ont été retirées du projet présenté en juin par l'ECHA. Dans l'article "Microplastiques : lobbying aux frontières du minuscule" paru le même jour dans Le Monde, la journaliste Stéphane Horel relaie les travaux du BEE qui montrent comment les industries chimiques et leurs fédérations (CEFIC, PlasticsEurope), en prônant l'autorégulation, sont parvenues à faire passer de 1 à 100 nanomètres la taille des particules de plastique concernées par les mesures de restriction envisagées par l'ECHA. Les microplastiques seraient ainsi interdits, mais pas les nanoplastiques alors que ces nanoparticules sont "à la fois plus toxiques et plus facilement absorbées par les cellules vivantes" a souligné le BEE.
Georges Favre, directeur Institut LNE Nanotech, sur LinkedIn, 25 janvier 2021 : "ES-SMPS can be also a good option in this aim by providing number concentration and a size range from a few nm to 500 nm. Work to develop an ISO standard on this analytical approach will start in an early future"
14 - Parmi les autres préconisations plus générales :
un accroissement des efforts pour garantir que les essais concernant les nanomatériaux, et tout particulièrement ceux utilisés en nanomédecine, soient rigoureux, reproductibles et comparables entre les échantillons et les situations, tout au long de la filière de développement
une harmonisation des méthodes, des normes et des matériaux de référence
l'intensification des efforts internationaux en cours pour faire face aux dangers potentiels des nanomatériaux pour la santé et l'environnement
le développement des collaborations et une communication continue sur la recherche scientifique en matière de réglementation des nanomatériaux, ainsi que l'harmonisation appropriée des structures juridiques et réglementaires
Ce site est édité par l'association AVICENN qui promeut davantage de transparence & de vigilance sur les nanos.
Pour soutenir nos travaux, suivez et partagez nos infos :