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Un total de 2 pages ont été trouvées avec le mot clé safe-by-design.

L'approche nano "safe(r) by design" ? Décryptage

Par l'équipe Avicenn - Dernière modification septembre 2019

Cette fiche, rattachée à notre rubrique Risques a vocation à être complétée et mise à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs d'Avicenn. Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.

Sommaire :

L'approche "safe by design", kézako ?

L'approche "safe by design" vise à minimiser les risques des nanomatériaux dès leur conception, en modifiant :
  • leur taille ou leur structure (via la formation d'agrégats ou d'agglomérats qui lient entre elles les nanoparticules), par exemple pour éviter le passage des nanoparticules de dioxyde de titane dans la peau pour les crèmes solaires
  • et/ou leur surface - par exemple en enrobant ou en encapsulant les nanoparticules - afin de minimiser leur réactivité (et donc leur toxicité) potentielle et de la stabiliser pendant tout le cycle de vie du nanoproduit.

Promue initialement par des scientifiques américains1, elle a gagné les faveurs des instances européennes (notamment le Centre Commun de Recherche2, la Commission européenne3), et d'organisations françaises comme le Centre d'analyse stratégique4 ou l'Académie des Technologies5 qui ont encouragé à leur tour le développement de cette approche.
Avant le succès marketing de cette désignation anglosaxonne existait déjà une incitation plus ancienne de l'Union européenne en faveur de procédés propres, ou de l'INRS en France par exemple qui promeut depuis longtemps la "prévention des risques dès la conception"6.

L'approche "safe by design", nouvel eldorado ?

L'approche "safe by design" est présentée comme une alternative à l'évaluation des risques nano telle qu'elle a été pratiquée jusqu'à présent : insuffisamment organisée, confrontée à des difficultés méthodologiques, elle a conduit à des résultats difficilement exploitables, portant pour beaucoup sur des nanomatériaux insuffisamment caractérisés7 et sans que l'on sache nécessairement s'ils étaient présents dans des produits réellement commercialisés.

L'approche "safe by design" est présentée également comme une solution plus puissante que l'approche dite "au cas par cas" largement préconisée par la communauté scientifique auprès des agences sanitaires et environnementales ces dernières années8 mais dernièrement décriée par certains scientifiques qui la jugent trop coûteuse, trop longue et peu pertinente car assimilée à une quête sans fin. En janvier 2012, Mark Wiesner, directeur du CEINT (USA) qui étudie les effets des nanomatériaux sur l'environnement, a ainsi résumé la situation : "le nombre et la variété des nanomatériaux est sidérant, il n'y a pas assez d'éprouvettes dans le monde pour procéder à toutes les expériences nécessaires"9. En 2009, des chercheurs ont estimé le coût des études de toxicité à réaliser pour les nanomatériaux déjà existants à 250 millions de dollars au minimum, voire 1,18 milliards de dollars en fonction du degré de précaution adopté, nécessitant entre 34 et 53 ans d'études10.

Les promoteurs de l'approche "safe-by-design" arguent du fait qu'en jouant sur la façon dont les nanoparticules sont synthétisées, enrobées, puis intégrées dans un produit, il sera possible de mettre au point des nanomatériaux dont les caractéristiques physico-chimiques en feront des matériaux sûrs d'un point de vue sanitaire et environnemental.

Un argument rassurant... qui explique pourquoi l'application de l'approche "safe by design" aux nanotechnologies et nanomatériaux est déjà soutenue par de l'argent public comme en témoignent par exemple :
  • Plusieurs projets européens :
    • SUN, Sustainable Nanotechnology Project (2013-2017)
    • NanoSustain ou SINN (auquel la France participe, via le CEA-LITEN et l'ANR), financés respectivement à hauteur de 2,5 et 1,5 millions d'euros dans le cadre du 7ème PCRD
    • MODENA (Modelling Nanomaterial Toxicity), en cours de déploiement au niveau européen avec le soutien de COST (Cooperation in Science and Technology)
  • Le labex SERENADE 2012 en France, "Vers une conception de nanomatériaux innovants, durables et sûrs", annoncé en février dernier, pour un financement de 11 millions d'euros11 du ministère de la recherche, étalés sur huit ans.

Des défis scientifiques encore très nombreux

Il ne faudrait pas cependant pécher par excès d'optimisme : l'approche "safe by design" ne sera pas exempte de difficultés scientifiques et techniques. François Tardif du CEA considérait en novembre 2011 qu'"il faudra encore des années pour identifier les nanoparticules bénignes"12. Quelques mois plus tôt des scientifiques américains insistaient sur le fait que les nanomatériaux en cours de développement et à venir seront bien plus complexes que les nanoparticules actuelles et présentent des défis qui auront largement de quoi occuper les toxicologues pendant les cinquante prochaines années13.

L'approche "safe(r) by design" ne pourra pas permettre de tout maîtriser : un grand nombre de facteurs échappe au contrôle des chercheurs et ingénieurs, à commencer par les conditions dans lesquelles les nanomatériaux sont utilisés et ensuite relargués, les transformations qu'ils peuvent subir dans l'environnement ou dans le corps, etc.

Or, paradoxalement, les objectifs poursuivis sont à la fois extrêmement ambitieux mais présentés avec une assurance et une ferveur (candeur ?) qui minimisent la complexité de la tâche.
En "isolant" ou modifiant les nanomatériaux, il est en effet difficile de ne pas perdre du même coup les avantages de leurs spécificités.
Afin de pouvoir concevoir des nanomatériaux "sûrs", le labex Serenade affiche vouloir "comprendre les mécanismes d'interactions entre la matière inerte (nanoparticules) et la matière vivante (cellules jusqu'au niveau des chromosomes et de l'ADN)"11. C'est en effet l'un des aspects qui ont été pour l'heure peu étudiés bien qu'indispensables à connaître si l'on veut pouvoir prétendre minimiser les risques. Mais un tel objectif sera-t-il atteignable alors que l'on ignore aujourd'hui beaucoup de choses sur les étapes préalables à cette interaction (notamment sur le relargage, ainsi que sur le devenir et le comportement des nanomatériaux dans l'environnement et dans l'organisme) ? Il nécessite le développement d'approches expérimentales reproduisant des conditions d'exposition plus réalistes que celles qui ont été couramment utilisées.
Le défi peut-il être relevé - tant techniquement que financièrement - et ce, dans un délai raisonnable ? A quelle échéance les projets en cours de déploiement porteront-ils leurs fruits ? Et avec quelles garanties quant à la réelle innocuité des nanomatériaux développés ? L'idée que l'on peut maîtriser totalement les risques par une conception irréprochable n'est-elle pas illusoire ?
Autant de questions importantes. En attendant des nanoproduits continuent d'être commercialisés, sans plus d'informations sur leurs risques ou leur innocuité.

Quelles conséquences pour l'évaluation des risques ? Quel degré de participation des industriels ? (Avec quelle influence sur les recherches menées et sur leurs résultats?)

L'approche "safe by design" est présentée comme une alternative à la toxicologie classique : querelle des anciens et des modernes ? Sur le papier, les deux approches ne sont pas exclusives l'une de l'autre, mais dans la course aux financements publics, l'approche "safe by design", directement reliée aux financements et aux produits industriels, semble évincer l'approche classique de la toxicologie et de l'éco-toxicologie, indépendante des intérêts industriels, mais dont les moyens ont déjà été largement amputés depuis une vingtaine d'années.
S'il paraît souhaitable de travailler sur les produits effectivement commercialisés ou en voie de l'être, plutôt que de façon abstraite et déconnectée du réel, il ne faudrait pas jeter le bébé avec l'eau du bain ; d'autant que le "nano safe-by-design" a lui aussi des limites qu'il ne faut pas sous-estimer.
Selon des chercheurs français impliqués dans la démarche nano safe by design, "une structuration de la recherche nécessitant un réseau étroit entre le monde académique et le monde industriel" est nécessaire et "la participation des industriels est essentielle pour développer plus vite des recherches facilitant la fabrication de nano-produits prenant en compte les risques"14. Il est vrai que les études sur la toxicité des nanomatériaux menées jusqu'à présent ont été réalisées sur des nanoparticules synthétisées en laboratoire, donc différentes de celles qui sont réellement incorporées dans les produits actuellement sur le marché et a fortiori des résidus nanométriques relargués dans l'environnement auxquels sont exposés les écosystèmes et les populations humaines. Tester directement des nanomatériaux en phase de recherche et développement devrait donc permettre d'améliorer la pertinence des résultats obtenus et d’œuvrer à une minimisation des risques plus efficiente.
Mais comment s'assurer néanmoins que l'implication accrue des industriels ne conduise pas à une orientation par trop marquée des projets et de leurs résultats ?
Prenons le cas d'une étude publiée en 2012 par des chercheurs aux États-Unis montrant que le chlore des piscines peut dégrader le revêtement d'hydroxyde d'aluminium qui entoure les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) intégrées dans certaines crèmes solaires (la Neutrogena SPF 30) : aurait-elle pu être publiée si la marque Neutrogena avait été impliquée dans le montage (financier notamment) de l'étude ? L'étude, financée par l'agence de protection de l'environnement des USA, avait révélé qu'au contact de l'eau et sous l'effet de la lumière, le cœur du nanomatériau, le nanoTiO2 peut alors libérer des radicaux libres, responsables du vieillissement de la peau et de l'apparition de cancers15...
Le maintien d'une nano-toxicologie et écotoxicologie indépendantes des intérêts industriels est important et nécessaire pour garantir des résultats fiables et prenant en compte les besoins de protection de l'environnement et de la santé publique.

Car en contrepartie de leur investissement dans la recherche sur la sécurité sanitaire et environnementale des nanos, les industriels ont des attentes qui ne sont pas toutes convergentes avec l'intérêt général. Elles ont ainsi été publiquement résumées par deux chercheurs américains en nanomédecine auditionnés par la National science foundation (NSF) américaine : outre des matériaux plus sûrs et de nouvelles applications, figurent parmi les contreparties attendues un accès facilité au marché et de nouveaux droits de propriétés intellectuelles16. Avec quelle redistribution des revenus économiques entre les partenaires privés et publics ? Et quel partage du savoir17 ? Les nanomatériaux innovants fabriqués dans le cadre de ces projets seront-ils marqués du sceau de la confidentialité parce que protégés par le secret industriel et/ou commercial ?

Derrière la technique, des questions et des choix politiques

Ces questions non techniques mais politiques, qui ont donné lieu à de fortes controverses dans le cas des OGM, sont encore peu discutées concernant les nanotechnologies. Elles constituent pourtant des enjeux importants : se posent notamment la question des choix de répartition des financements publics entre les différents domaines de recherche et finalités poursuivies (toxicologie, éco-toxicologie, santé environnementale et santé au travail d'un côté, innovation et compétitivité de l'autre), et celle des modalités de financements des projets de recherches de sécurisation des nanomatériaux.

Enfin, comme l'écrivait William Dab fin 2013, "il est très difficile, voire impossible, de démontrer l'inexistence d'un danger. C'est beaucoup plus difficile, en fait, que de prouver son existence. C'est une situation bien perturbante et qui laisse la place à des spéculations et à des affrontements souvent sous-tendus par des luttes entre des intérêts contradictoires. (...) l'innocuité ne peut pas, en toute rigueur, se démontrer. (...) la science n'a pas réponse à tout. Dès lors, il ne faut pas masquer les incertitudes, mais au contraire, les mettre au centre de la « démocratie scientifique », pourrait-on dire. Ce qui veut dire débattre de ce qui constitue ou non un risque, de ce qui constitue un risque qui en vaut la peine" 18 .

Analyses ACV - Analyse du Cycle de Vie - pour une démarche "safer by design" en 2019

Le programme NEC (« nano éco conception ») a permis de caler une chaîne de compétences entre laboratoires publics et prestataires de services privés pour répondre à une multitude de questions d’impacts des NP par :
- la toxicologie (effets sur la santé humaine, la mutagénèse, la cancérogénèse)
- l’éco-toxicologie (effets mesurés en mésocosmes pour l’impact sur les milieux aquatiques, et sur sols et plantes avec la plateforme PHYTOTHEC produisant une cartographie de l’activité de groupes de bactéries et microbiotes de divers systèmes « sols-plantes »)
- l’ACV analyse du cycle de vie des NP (effets des NP initiales ou vieillies par les usages sur les dispositifs de recyclage des déchets et sur le fonctionnement des stations d’épuration des eaux)
L’objectif est de répondre aux besoins d’industriels :
- se mettre en conformité avec REACH nano,
- ou se mettre hors de l’obligation de REACH nano en modifiant les caractéristiques des NP actuelles
- ou/et plus en amont, penser écoconception au-delà des obligations réglementaires actuelles.
Les porteurs du programme indiquent que cette chaîne de compétences et d’outillages est unique en Europe en ambitionnent de la développer au niveau régional, avec une ambition de devenir une plateforme de service ouverte aux industries nanos de toute la France, et à d’autres acteurs de la métrologie (LNE, CEA…), et de faire référence en Europe et pour l’Europe.

Avicenn a participé le 26/02/2019 en observateur au 3ème groupe de travail régional NEC sur "L’éco-design des nanomatériaux", organisé par le Labex Serenade et Éa éco-entreprises à Aix-en-Provence. Ce groupe est coordonné par Jean-Yves Bottero du CEREGE.
Nous avons retenu trois points saillants :
  • Un suivi global du microbiote est possible, d'un bioréacteur simulant une station d’épuration au système plante-sol en phytotrons (conditions variables contrôlées); (figure A ci-dessous)
  • Une vue d’ensemble des analyses nécessaires pour répondre à différentes réglementations permet d'agir (figure B ci-dessous)
  • Des travaux pour préciser les méthodes validées pour les nanos dans le cadre de la réglementation REACH se poursuivent. A noter : REACH indique les éléments requis, mais c'est dans le cadre de l'OCDE que se définissent les procédés d'analyses.
Figure A
image NEC_diap_phytotec_Santaella_et_al_validee.jpg (0.3MB)
Figure A
Figure B
image NEC_diap_analyses_Vairon_SDTechnano_validee.jpg (0.1MB)
Figure B

Autres ressources

En français :

En anglais :

En video



NOTES et REFERENCES :
1 - Beyond Implications and Applications: the Story of 'Safety by Design', Nanoethics, 2009, 3(2): 79-96.
2 - Impact of Engineered Nanomaterials on Health - Considerations for Benefit-Risk Assessment, EASAC & JRC, sept. 2011
3 - Work Program 2013, Theme 4, Nanosciences, nanotechnologies, materials and new production technologies - NMP, Commission européenne, Juillet 2012
4 - Voir la 5ème recommandation de la Note d'analyse 248 - Pour un dévelopement responsable des nanotechnologies du Centre d'analyse stratégique, novembre 2011
5 - Voir Risques des nanoparticules manufacturées, Académie des Technologies, avril 2012
6 - Plan à moyen terme, 2003-2007, INRS
7 - Environ 80% des études de nanotoxicologie d'avant 2007 ne décrivaient pas suffisamment les différents caractéristiques des nanoparticules étudiées : Cf. "Il faut définir ce qu'est une nanoparticule", Entretien avec Eric Gaffet, directeur de recherche au CNRS, Santé & Travail, n° 071 - juillet 2010
8 - Justifiée par le souci de tenir compte des particularités de chaque nanomatériau, cette approche "au cas par cas" propose de mieux prendre en compte :
  • les différentes caractéristiques physico-chimiques des nanoparticules (dimension, forme, structure, état de charge, degré d'agglomération, composition, solubilité, etc.) qui jouent un rôle déterminant dans leur toxicité et éco-toxicité
  • les conditions dans lesquelles les nanoparticules sont synthétisées, stockées, éventuellement enrobées, puis intégrées dans un produit et qui influent sur les caractéristiques et donc également sur leur toxicité et éco-toxicité
Cf. notamment Évaluation des risques liés aux nanomatériaux pour la population générale et pour l'environnement, AFSSET, mars 2010
9 - With Prevalence of Nanomaterials Rising, Panel Urges Review of Risks, New York Times, 25 janv. 2012
10 - The Impact of Toxicity Testing Costs on Nanomaterial Regulation, Choi J-Y et al., Environ. Sci. Technol., 2009, 43 (9)
11 - Labex SERENADE 2012, "Vers une conception de nanomatériaux innovants, durables et sûrs", présentation du Ministère de la Recherche
12 - Sécurité des Nanomatériaux, Réduction de l'Exposition Etat de l'art et développements, François Tardif, présentation à la journée "Regards sur les nanotechnologies : enjeux, débats, perspectives", Institut de Maîtrise des Risques, 18 octobre 2011
13 - The new toxicology of sophisticated materials: nanotoxicology and beyond, Maynard AD, Warheit DB, Philbert MA., Toxicol Sci., 2011
14 - "Vers un concept partagé de l'évaluation des risques pour l'homme et l'environnement pour une éco-conception des nanoproduits", J.Y Bottéro, J. Rose, M. Auffan, A. Masion, J. Labille, J. Boszckowski, présentation à la journée "Regards sur les nanotechnologies : enjeux, débats, perspectives", Institut de Maîtrise des Risques, 18 octobre 2011
15 - Depletion of the protective aluminum hydroxide coating in TiO2-based sunscreens by swimming pool water ingredients, Virkutyte J et al., Chemical Engineering Journal, Volume 191, Mai 2012, Pages 95-103 ; à noter, cette publication plus récente sur le même phénomène : UV filters interaction in the chlorinated swimming pool, a new challenge for urbanization, a need for community scale investigations, Sharifan H et al., Environ Res., 148:273-276, juillet 2016
16 - Nanotechnology long-term impacts and research directions: 2000-2020, André Nel et David Grainger, WTEC, 2010
17 - "Research institutions have been encouraged to set up "public-private" partnerships (PPP) with industry and to contribute more directly to the economy. Private research gained a lot of advantages from these new regulations. These new forms of property have led to a new parcelling of knowledge, and to new monopolies. The production of science itself has gone through a significant evolution. Scientific and technological developments have been more and more oriented by market forces, and short term profitable value of potential innovations polarise research more than long term public values". Handbook for CSOs on European research, Fondation Sciences Citoyennes, 2010
18 - Peut-on démontrer l'inexistence d'un danger ?, William Dab, Des risques et des hommes, 9 décembre 2013

Fiche initialement créée en novembre 2012

Journée thématique Nano à Lille, le 29 janvier 2015

Quel avenir pour des procédés sûrs en nanotechnologies ?

partenaires

Le groupe thématique Génie du Produit de la Société Française de Génie des Procédés (SFGP), le projet régional chercheurs-citoyens NANOSCOOPE (Icam, Isen, Avicenn) en lien avec les pôles de compétitivité Matikem, Up-Tex, i-Trans, Team2 et NSL,
organisent en collaboration une :
Journée thématique NANO-POUDRES, NANO-MATERIAUX, NANO-OBJETS :
PRODUITS DU FUTUR, DE LA MOLECULE AU CONSOMMATEUR

Le 29 Janvier 2015, de 9h00 à 17h à l’Ecole Centrale de Lille
Cité Scientifique, CS20048, 59651 Villeneuve d’Ascq

L’innovation qui se veut responsable doit aujourd’hui relever plusieurs défis. Aux contraintes économiques imposant la recherche accélérée de fonctionnalités toujours nouvelles s’ajoutent les exigences actuelles de durabilité, ainsi que des préoccupations sanitaires, environnementales et sociétales toujours plus pressantes. En réponse à cette situation a émergé au sein du génie des procédés une approche dite « génie du produit », dont l’ambition est de systématiser l’étude des interactions entre procédé, produit obtenu et propriétés d’usage associées. Appliquée aux nanotechnologies, celle-ci intègre des considérations multi-échelles, depuis l’atome jusqu’au consommateur en y incluant la fin du cycle de vie du produit. Le séminaire permettra de faire le point sur ces nouveaux concepts ainsi que sur celui de « Safer by Design » en matière de nanotechnologies, d’en présenter des applications dans différents champs d’activité (matériaux, textile, alimentaire, médical), et d’en proposer une évaluation critique par les parties prenantes concernées (notamment experts en toxicologie, associations environnementalistes, etc.).

Inscription gratuite et obligatoire par courriel à : nouria.fatah@ec-lille.fr (tel :03 20 33 54 36) et fernand.doridot@icam.fr (tel :03 20 22 63 98) : Nom, Prénom, affiliation, adresse é-mail et téléphone

PROGRAMME


(version pdf)

29 Janvier 2015 – Ecole Centrale de Lille - AMPHI POIRIER

A partir de 8h30 : Accueil et Emargement

9h00-9h10 : Introduction de bienvenue

1ère Partie : Génie des Procédés, Génie du Produit, Nanomatériaux et Nanotechnologies

9h10-9h25 : V. Falk & J.C Charpentier : Vous avez dit « Génie du Produit » ? Ou comment concevoir des propriétés d'usage. LRGP, Nancy

9h25-9h45 : N. Fatah : Nano-poudres, axes de développements et techniques de caractérisations. ENSCL- UCCS, Villeneuve d’Ascq

9h45-10h05 : E. Gaffet : Nanomatériaux : procédés, réglementation, Safer by design / by process. Institut Jean Lamour, Nancy

10h05-10h25 : D. Betbeder : Développement de la nano-médecine et maîtrise du risque. Faculté de médecine pôle recherche, Lille

10h25-11h : Pause Café

2ème Partie : Procédés et Secteurs d’applications

11h00-11h20 : C. Campagne & A. Perwuelz : Nanostructuration à la surface des textiles pour de nouveaux usages. Laboratoire GEMTEX, ENSAIT, Roubaix

11h20-11h40 : M. H. Ropers : Nanoparticules dans nos assiettes : consommation et devenir après ingestion. INRA, Unité BIA, Nantes

11h40-12h00 : A. Dandeu : Supports de catalyseur à base d’alumine : contrôle de leurs propriétés de l’échelle nanométrique à l’échelle millimétrique. IFP Energies nouvelles, Lyon

12h00-12h20 : Témoignage industriel autour de procédés faisant usage de nanotechnologies (à confirmer)

12h35-14h00 PAUSE DEJEUNER

3ème Partie : Toxicologie, Ecotoxicologie, Expologie

14h00-14h20 : S. Chevillard : Les défis de la nanotoxicologie. CEA DSV iRCM LCE, Fontenay-aux-Roses

14h20-14h40 : F. O. Denayer : Nanoparticules et santé environnementale. ILIS, Université de Lille II, Lille

14h40-14h55 : F. Vandenbulcke & S. Lemière : Ecotoxicologie des nano-objets : le nano-argent, une nanoparticule d’origine anthropique déjà rejetée dans l’environnement ? LGCgE, Université de Lille 1, Villeneuve d’Ascq

14h55-15h20 Pause Café

4ème Partie : Points de vue associatifs et questions sociétales

15h20-15h25 : F. Doridot : Les nanotechnologies en société, principaux enjeux. CETS, ICAM, Lille

15h25-15h45 : D. Azoulay : Points de vue et requêtes des ONG européennes sur la question des nanotechnologies. CIEL, Genève

15h45-16h05 : D. Lanquetuit : Exigences et encapacitations citoyennes au sujet des questions posées depuis 2003 sur les nanotechnologies. Association AVICENN, Paris

Table Ronde : Quel avenir pour des procédés sûrs en nanotechnologies ?

16h10-17h00 : Table ronde

17h00 : Clôture de la journée

Accès au lieu du séminaire et hébergement : voir ici.
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12 novembre 2019

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