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Mettre les nanos au menu des Assises de l'eau 2018-2019
Mettre les nanos au menu des Assises de l'eau 2018-2019
Par DL le 24/07/2018 - dernière modification par DL le 27/11/2018
Cette fiche 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. Cette fiche réunit les pistes à proposer lors des Assises de l'Eau pour assurer aux acteurs de l'eau des moyens de diagnostic et d'action dès 2019.
La première étape des Assises de l’eau 2018 lancées par le gouvernement le 24 avril 2018 au congrès des maires de France est bouclée : elle concerne le "petit cycle de l'eau", c'est-à-dire la distribution après captage. La Caisse des Dépôts en a rendu compte le 17 juillet 2018 ici. Les conclusions seront disponibles fin août - début septembre.
9 novembre 2018: la seconde phase des Assises de l'eau est lancée par son comité de pilotage. Elle s’étendra jusqu’au mois de mars et sera rythmée par des ateliers sur les territoires, la réunion de groupes de travail et deux autres comités de pilotage. Elle concerne le "grand cycle de l'eau", c'est-à-dire les ressources et les milieux aquatiques. Les aspects qualitatifs et quantitatifs des ressources en eau seront abordés, "afin d’aider les territoires à être plus résilients au changement climatique". C'est l'occasion d’informer et de mettre les risques nanos au programme 2019-2024 des Agences de l'Eau.
On en parle comme risques émergents depuis plus de dix ans... Au vu des quelques 450 000 tonnes de substances nanoparticulaires déclarées en France chaque année et de l'avancée des connaissances, n'est-il pas plus exact de parler de risques "émergés" ? Et de les mettre sous surveillance comme les micropolluants, les médicaments, les perturbateurs endocriniens et les plastiques ?
Mettre en place des dispositions garantissant l'absence de toute utilisation de nanoparticules par injection directe dans les nappes
Développer des outils d'analyse pour la mesure des nanoparticules dans l'eau
Étudier le devenir dans différents compartiments de l'environnement ; les mécanismes d'usure des verres, pneumatiques, bétons, cosmétiques pouvant contenir des nanoparticules de Ti, Sn, Se, Fe, Mn, Ce, Al... étaient les préoccupations majeures.
Évaluer l'efficacité des filières de traitement classiques de production d'eau potable et d'épuration des eaux résiduaires
Évaluer les modalités d'entrée dans la chaîne alimentaire via l'eau.
En 2018, dix ans après, des progrès ont été accomplis mais beaucoup reste à faire :
La mise en marché et le relargage des nanomatériaux sont insuffisamment encadrés :
A ce jour, la surveillance des nanoparticules dans l'eau n'est toujours pas requise par la loi et ne figure pas dans la directive cadre sur l'eau (DCE) au niveau européen.
Les agences de l'eau ne réalisent donc pas de mesure des nanoparticules dans l'eau.
Les nanoparticules ne sont pas ciblées explicitement par le second Plan Micropolluants 2016-2021 (substances indésirables détectables dans l'environnement à très faible concentration (micro voire nanogramme par litre) et pouvant avoir un effet négatif sur les organismes vivants).
La France s'est toutefois dotée en 2013 du registre R-nano, mais ses données sont inaccessibles aux acteurs de l'eau.
Entre autres améliorations, des ONG réclament qu'une procédure d'autorisation de mise sur le marché (AMM) soit instaurée pour toutes ou certaines nanoparticules, afin que la gouvernance opère en préalable aux usages
En attendant, les fabricants (ne) s'autorégulent (pas), dans le cadre de normes... non contraignantes.
Existe-t-il des cas d'injections directes dans les ressources en eau ? Cela reste à documenter, et nous n'avons pas d'information sur des restrictions de ces éventuels usages
Compte tenu de l'épandage de boues de stations d'épuration en agriculture, il serait utile de connaître la teneur des boues en nanoparticules de dioxyde de titane.
→ En savoir + sur les nanos et les stations d'épuration.
⇒ Avicenn distribue cette année un millier de livres "Nanomatériaux et risques pour la santé et l'environnement - Soyons Vigilants !", auprès des acteurs de l'eau. Les propos d’Avicenn n’engagent par la responsabilité des institutions qui ont apporté leur soutien financier à cette action en 2018 : le Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire et l’Agence Française pour la Biodiversité
Débuts de réponses et questions en suspens
Ces programmes de recherche ont-ils bien pris en compte les recommandations de 2008 ? Si le dioxyde de titane semble faire partie de toutes les études, les autres éléments préoccupant les acteurs de l'eau en 2008 paraissent moins observés : que deviennent des NP contenant du Sn (étain), Se (sélénium), Fe (fer), Mn (manganèse), Ce (cérium, dont le dioxyde est un additif pour carburant diesel et anti UV dans des peintures), Al (aluminium) ?
→ En savoir + sur les usages de ces nanoparticules.
Les études sont-elles cohérentes avec les principaux tonnages que le registre R-nano a collectés depuis 2013 ?
Le bilan R-nano 2017 indique que cinq substances représentent 97 % de la masse de substances à l’état nanoparticulaire produites en France : noir de carbone, silice, carbonate de calcium, dioxyde de titane et acide silicique - sel de magnésium.
Parmi celles-ci, le nano dioxyde de titane est le principal sujet d'études d'impacts environnementaux.
Le dioxyde de cérium nano est cité dans une bande de tonnage de 100 à 1000 tonnes produites par an en France, auxquelles s'ajoute un tonnage de 1000 à 10 000 tonnes sous forme de mélange de dioxyde de cérium et de dioxyde de zirconium.
Le nanoargent n'apparaît quasiment pas dans le registre R-nano, car il arrive dans des produits importés...
C'est dans le Guide pratique des micropolluants édité par l'AESN que l'on trouve une référence résumée ainsi : "le nanoargent représente plus de 50% des nanomatériaux utilisés (devant le carbone et le zinc). Le marché européen des produits en contenant est passé de 30 tonnes en 2004 à 130 tonnes en 2010". Il est précisé que "15% du nanoargent relargué dans les eaux de l'union européenne aurait pour origine les activités plastiques et textiles" (Gaffet, en 2009).
- Quelles nanos cibler en priorité ?
Le bilan R-nano 2017, pas plus que les précédents, n'indique pas les tonnages exacts, ni la localisation des lieux de fabrication, ni les lieux d'usage... Un résumé avec les tableaux des principales substances par bande de tonnage est en ligne sur notre site ici. Du fait des incertitudes sur les volumes de nanomatériaux commercialisés et relargués dans l'eau, les estimations des scientifiques ne sont pas concordantes et varient en fonction des méthodes et hypothèses utilisées et des pratiques des différents pays (épandage des boues des stations d'épuration versus incinération par exemple).
La synthèse sur les micropolluants en eaux urbaines publiée en 2018 par l'ARCEAU (Association Recherche-Collectivités dans le domaine de l’eau en Ile-de-France) et l'AFB (Agence Française pour la Biodiversité) pointe les nanoparticules d’argent (antibactériennes) ou de titane ajoutées dans les peintures (comme colorant blanc ou agent auto-nettoyant). Les pratiques d'entretien peuvent être source de ces contaminations.
En 2018, le Guide pratique des micropolluants dans les eaux du bassin Seine-Normandie mis à jour par l'Agence de l'Eau Seine Normandie (AESN) avec l'INERIS fait mention de "composés nanoparticulaires" ayant "été déclarés dans le cadre de la réglementation récente en France" : les nanoparticules citées sont les nanoparticules de nickel, chrome, cuivre, zinc, aluminium, argent, cobalt, titane et sélénium.
En 2015 au Royaume-Uni, les nanoparticules dont les concentrations étaient susceptibles d'être les plus élevées dans l'eau traitée étaient les nanoparticules de dioxyde de titane et les nanoparticules de zinc (émanant des crèmes solaires et autres cosmétiques) et les nanoparticules de silice (dentifrice, alimentation...).
La même année au Danemark cette fois, les plus fortes concentrations estimées de nanoparticules dans les systèmes aquatiques concernaient les particules de noir de carbone et de TiO2 photostable (contenu dans les crèmes solaires et non pas celui contenu dans les peintures photocatalytiques), suivies par le carbonate de cuivre (CuCO3, en supposant que son utilisation comme agent de protection du bois va s'accroître). A contrario, les traitements des eaux conduiraient à des concentrations extrêmement faibles de nanoparticules d'oxydes de zinc (ZnO) et de nanoparticules d'argent dans l'environnement.
On en sait néanmoins assez pour agir en organisant une prévention en aval des usages (ce qui ne réduit pas le devoir de prioriser en amont les fabrications et les usages vraiment utiles !). Consomma'cteurs, faites le tri avant l'achat... si l'étiquette vous renseigne, ce qui est très rarement le cas.
En complément du site http://veillenanos.fr, le site infonano.agirpourlenvironnement vous aide dans le domaine alimentaire.
Pour les professionnels, ne développez pas futile mais pour l'intérêt général !
Des usages se sont déjà déployés (voir les inventaires - incomplets - recensés par Avicenn), sans évaluation préalable d'impacts sur la santé individuelle et collective et sur les milieux naturels. Même pour des substances autorisées avec de longues procédures d'études et de négociations, nous avons intérêt collectivement à anticiper des seuils de pratiques pour ne pas atteindre des concentrations néfastes, en particulier sur les milieux aquatiques. Une autorisation réglementaire a toujours pour effet de démultiplier des usages et donc de mener plus rapidement au seuil où les bénéfices individuels entraînent un problème collectif...
consulter le siteDes évaluations partielles sont remarquablement organisées au Danemark dans la NanoDataBase.
Ces indications de niveau de fiabilité scientifique variables sont des aides aux décisions de prévention, précaution, restriction ! Et derrière le code couleur, les références peuvent être améliorées progressivement (si la volonté de financer des études existe...)
Les actions concertées multiacteurs autour des micropolluants ont permis d'acquérir une expérience relationnelle et scientifique. Sur ce terreau, en économisant l'énergie de tous ceux qui ont déjà œuvré, greffons la préoccupation de la détection des nanoparticules les plus préoccupantes.
Le programme NanoFASE, auquel participe l'INERIS, vise à comprendre et maîtriser le comportement des nanomatériaux dans l’environnement. Une modélisation interactive est en recherche, à tester avec des acteurs de l'eau... à partir de 2019. Encore faudrait-il que pour estimer les données d'entrée, on puisse évaluer les usages... et donc qu'il y ait des registres et des étiquettes, or on est loin du compte !
Mais comment faire ? Propositions construites et/ou collectées par Avicenn à porter aux Assises de l'Eau
Prévenir coûte moins cher que guérir...
L'étude ARCEAU-AFB déjà citée mentionne les coûts élevés des traitements des eaux, notamment pour les traitements tertiaires dans les STEU (stations d'épuration des eaux usées). L'INERIS a mené une étude exploratoire qui compare les coûts d’une gestion préventive (changements d’usages, substitution) et d’une gestion curative par traitement tertiaire (nano filtration). En considérant des performances environnementales égales et bien que les incertitudes soient grandes, les résultats montrent que les coûts de traitement sont supérieurs aux coûts d’une substitution à la source des micropolluants considérés dans l’étude. Ces limites indiquent que l’approche curative n’est pas une solution ultime et que nous avons tout à perdre, en l’état actuel des choses, à ne pas travailler sur les aspects préventifs.
Le premier acte de prévention reste de s'interroger avant fabrication sur l'utilité de disséminer des substances artificielles que nos écosystèmes et nos équipements ne sont pas en mesure d'éliminer...
Que faire ensuite ?
Diagnostiquer par ressource en eau
Diagnostiquer les apports possibles dans un milieu aquatique suppose d'avoir des informations pertinentes et géolocalisées : qui fabrique, qui vend, qui utilise, où et quand ?
Les "flux entrants" sont-ils importants ? Peut-on faire des hypothèses avec des modélisations ?
Peut-on alors prioriser ses flux selon leur incidence et confirmer la possible présence par des analyses pertinentes ?
Les coûts d'analyses ne permettent pas forcément de les mettre en routine.
Mieux vaudrait donc faire au préalable un diagnostic sur les usages pour savoir si une ressource en eau pourrait localement être concernée par tel ou tel nanomatériau indésirable.
Pistes d'actions à mener :
- Engager un diagnostic national et territorial, en synergie entre institutions chargées de la gestion de l’eau pour établir un cadre méthodologique et mutualiser les actions d’informations, diagnostic, priorisation, métrologie. Agir comme pour l’action nationale de recherche et de réduction des rejets de substances dangereuses dans l’eau (RSDE).
- Prioriser les substances et les bassins versants selon hypothèses de flux d’usages
- Faire des pronostics de rejets pour définir des sites prioritaires (voire méthodes estuaire Gironde)
- Autoriser les agences de l'eau à accéder aux données du registre R-nano
Valider et faire connaître les méthodes d'analyses
Budgétiser des financements nano polluants comme pour les micro polluants
- Prévoir des possibilités de financement de campagnes de mesures en proposant d’ajouter les « nanos » dans l’assiette de contribution aux redevances pour pollutions émergentes. Le mécanisme fiscal existant pour les micropolluants est à élargir aux risques émergents émergés (nanos, médicaments, perturbateurs endocriniens, plastiques)
- Une taxation des fabricants et utilisateurs des nanomatériaux permettrait de financer les études d'impacts "oubliées", qui seront plus économes si elles sont conduites de façon mutualisée... et plus indépendantes et crédibles en matière d'écotox.
Rendre le registre R-nano opérationnel pour les acteurs de l'eau
Tirons les leçons de nos expériences :
- le registre R-nano pourrait ajouter des informations comme la NanoDataBase : les noms commerciaux et un avis sur les catégories de risque, avec une date d'évaluation
- le registre R-nano pourrait s'inspirer du registre des médicaments et des produits phytosanitaires pour lier substances, produits commerciaux, fiches techniques et fiches de sécurité...
- le registre R-nano pourrait indiquer les vrais tonnages en circulation...
- le registre R-nano pourrait indiquer le nombre de personnes exposées sur les chaînes de fabrication
- le registre R-nano pourrait mieux renseigner les acteurs de l'eau, qui doivent aujourd'hui solliciter les DREAL, antennes régionales du Ministère de la Transition Écologique, qui ne restituent que très peu d'informations complémentaires, lorsque qu'elles font la démarche de demander plus que le bilan public...en signant un engagement de confidentialité...Ces obstacles sont constitutifs du décret de création du registre... donc révisables.
Inciter à géolocaliser les ventes
- Des aides conditionnées pourraient être mises en œuvre pour des fabricants / utilisateurs vertueux fournissant des informations territoriales, voire géolocalisées (cartographie de leurs ventes en tonnages ; flux de nanomatériaux « entrants ») : ceci afin de faciliter la priorisation des études écotox.
En contrepartie de ces informations, les fabricants / utilisateurs bénéficieraient d’une « prime à la transparence » et de la restitution de résultats facilitant une stratégie de précaution responsable.
- le registre R-nano pourrait collecter les besoins d'études d'impact à mutualiser signalés par les fabricants, distributeurs, voire utilisateurs finaux remplissant ou non une déclaration. Notons que selon les domaines d'activité, il peut y avoir un ou plusieurs intermédiaires (transformateur, distributeurs). Une chaîne de distribution longue peut conduire à de multiples déclarants au registre R-nano, sans pour autant correspondre à de forts tonnages d'usage...
- le bilan des demandes orienterait les études écotox, restituées aux demandeurs
A noter : cette pratique de répertorier les ventes au code postal est demandée aux distributeurs de produits phytosanitaires en agriculture (registre phytodata national) mais il manque une restitution opérationnelle auprès des utilisateurs finaux (les agriculteurs) alors que ce sont eux qui ont compétence de gestion collective sur les pratiques agricoles d'un territoire !
- le registre R-nano pourrait être amélioré de toutes ces expériences, en produisant des aides aux décisions pour chaque acteur. Les fabricants ont à y gagner en capacité de prospective !
Impossible ? mais non, cela existe pour les pollutions atmosphériques !
Pour évaluer (et réduire !) les flux de pollutions atmosphériques, un organisme Operateur d'Etat pour le Ministère de l'environnement (MEEM) a été créé il y a plus de 20 ans : le CITEPA (Centre Interprofessionnel Technique d'Etudes de la Pollution Atmosphérique). Sous statut d'association à but non lucratif, le CITEPA rassemble 85 adhérents (dont l'ADEME et des industriels, fédérations et syndicats professionnels, producteurs et distributeurs d'énergie, bureaux d'études, organismes de recherche, laboratoires de mesures et Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air [AASQA]).
Il réalise l'inventaire national annuel des émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques en France.
Mais le site d'informations publiques dit peu de chose sur les nanoparticules :
- publie en 2012 une fiche mise à jour en 2017 sur la taille des poussières en suspension
- signale en 2013, une synthèse d'étude américaine de l'Institut sur les Effets Sanitaires (Health Effects Institute ou HEI), organisme de recherche indépendant basé à Boston (Etats-Unis), sur les connaissances relatives aux effets sanitaires des particules ultrafines ambiantes (celles inférieures à 100 nanomètres ou nm [soit 10-9 m]).
"Caractéristiques physico-chimiques" et toxicité des nanomatériaux
"Caractéristiques physico-chimiques" et toxicité des nanomatériaux
Par l'équipe Avicenn - Dernier ajout octobre 2019
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A l'échelle nano, on ne peut plus considérer que "c'est la dose qui fait le poison", cette phrase du médecin et alchimiste Paracelse qui avait fondé la toxicologie et est très souvent invoquée pour évaluer les risques liés aux substances chimiques de synthèse. Scientifiquement, elle est désormais remise en question, notamment par le cas spécifique de la toxicité des nanomatériaux sur laquelle influent fortement les caractéristiques physico-chimiques des nanomatériaux considérés, et notamment :
leur composition chimique (identité de la substance ; ex "argent" / "dioxyde de titane" / etc.) :
on peut extrapoler les connaissances que l'on a sur la substance à l'état macro, dont les propriétés (et parfois la toxicité) connues peuvent être décuplées du fait de la réactivité de surface
de nouvelles propriétés (ou une toxicité nouvelle) peuvent également apparaître spécifiquement à l'échelle nanométrique ; elles sont nettement plus difficiles à prévoir, et on en sait encore souvent trop peu.
attention toutefois, les nanomatériaux d'une même famille ne peuvent pas être considérés comme une "monosubstance" : au sein de la même famille, différentes substances peuvent présenter une toxicité et une génotoxicité différentes1
leur dimension (taille et distribution de tailles) : c'est leur taille nanométrique qui permet aux nanomatériaux de pénétrer la cellule, mais certaines particules très petites pénètrent moins facilement que de plus grosses ; la taille des nanomatériaux n'est donc pas le seul qui rentre en ligne de compte ; la liste qui suit est également déterminante.
leur forme (ou morphologie) :
il existe une grande diversité de formes de nanoparticules : des nanotubes, des nanofils, des nanofeuillets, des nanocubes, etc.
il semble que les structures en tubes, fibreuses ou à multiples facettes présentent une toxicité plus importante que les structures lisses (comme les sphères), en lien avec la réactivité de surface2 ; l'action toxique peut également se révéler plus importante sur l'une des facettes, par exemple pour les nanomatériaux de forme et nature complexes (mais là encore, cela dépendra du type de nanomatériau).
leur surface spécifique : il s'agit de la surface d'une particule ou d'un matériau rapportée à son volume ; elle a un rôle important pour expliquer certaines modifications du comportement d'un même matériau (par exemple du sucre en poudre va fondre plus rapidement dans un thé chaud qu'un gros morceau de sucre)
leur réactivité de surface / chimie de surface (et le cas échéant, leur revêtement : enrobage ou encapsulation3)
leur état de charge
leurs degrés d'agglomération / agrégation :
agglomérat : amas de particules (nano-objets ou agrégats associées par des liaisons physiques faibles ou enchevêtrées ; à la différence des agrégats dont les liaisons entre les particules sont fortes
agrégat : amas de particules fortement associées par des liaisons chimiques (liaisons covalentes) ou fusionnées.
leur solubilité (dans l'eau, les fluides biologiques, ...)
leur cristallinité
leur pulvérulence
Chacun de ces paramètres influe sur la toxicité des nanomatériaux.
Et chacun d'entre eux est lui-même sujet à variation au cours du cycle de vie des nanomatériaux.
D'où la complexité, pour les chercheurs, à statuer sur la toxicité des nanomatériaux...
The dialogue continues, Nature Nanotechnology, 8, 69, février 2013 : The nanotoxicology community has numerous ideas and initiatives for improving the quality of published papers.
Join the dialogue, Nature Nanotechnology, 7, 545, août 2012 : The nanotoxicology community should implement guidelines on the types of information that are required in their research articles to improve the quality and relevance of the published papers.
Détection / caractérisation des résidus de nanomatériaux dans l'eau
Détection / caractérisation des résidus de nanomatériaux dans l'eau
Par l'équipe Avicenn - Dernière modification avril 2019
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.
Il est difficile de détecter les nanoparticules dans l'eau à faible concentration aujourd'hui1.
En raison de leur petite taille et surtout de leur forte réactivité, les nanomatériaux ont tendance à interagir avec quasiment tous les éléments présents dans l'eau, selon des configurations très variables en fonction de leurs caractéristiques physico-chimiques et de la composition du milieu : ils peuvent donc subir des transformations dans l'environnement aquatique.
Des chercheurs français que nous avons contactés déplorent la faiblesse des financements des travaux de recherche qui seraient nécessaires : selon eux, en l'absence de règlementation spécifique, il n'y a pas de pression particulière pour développer des techniques innovantes de détection des nanoparticules dans l'eau.
Des progrès sont néanmoins en cours grâce à l'avancée recherches et des outils dans ce domaine2.
A suivre donc...
Détection des nanoparticules métalliques dans 3 bassins versants caractéristiques, Colloque annuel du Piren Seine : Qualité de l'eau et des milieux aquatiques du bassin de la Seine : dynamiques et trajectoires, Marc F. Benedetti (IPGP) Paris, 5 octobre 2017 (Il s'agit de campagnes de mesures dans les eaux, à l'aveugle, sans hypothèses préalables sur les flux d'usages; le mode d'occupation des territoires étant le critère de choix : zones urbaine, agricole et forestière. La détection porte sur des NP de dioxyde de titane, de cérium et du nanoargent. Les concentrations en nanoargent observées sont de quelques dizaines de nanogrammes de nanoargent par litre (11 ng/l en zone urbaine, 8,4 en zone agricole et 1,5 en zone forestière). Cela correspondrait à des apports estimés à 2 ou 3 grammes de nanoargent par km² et par an, ou à 20 grammes d'ion Ag+ par km² et par an)
Le laboratoire d'hydrologie de Nancy (LHN) de l'Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES) s'est doté d'un équipement permettant de doser les nanoparticules dans l'eau afin de mener des analyses à partir de 2015.
L' intervention Jérome Rose (CEREGE) au Synchrotron Soleil en mars 2018 ; en bref, les mesures font appel à de nombreuses techniques en combinaison d’outils (le CEREGE utilise 7 outils différents) : les rayons X viennent à la rescousse de la microscopie électronique. Il faut aussi étudier les interactions avec la matrice des nanoparticules. Le Synchrotron, sur la base de mesures préalables, permet de caractériser des nanoparticules en milieux complexes.
Diaporama de présentation du programme Aquanano par Hélène Pauwels : "AQUANANO, Transfert de nanoparticules manufacturées dans les aquifères: développement d'une méthodologie et Identification des processus" aux J3N de l'ANR en novembre 2011 : Le programme Aquanano a donné lieu à des avancées dans le dosage des nanoparticules dans les eaux, basées sur l'utilisation d'appareils pour l'analyse chimique et isotopique (méthode pour screening de la présence de C60 dans les eaux naturelles).
Détecter, mesurer et caractériser les nanomatériaux ? La nano-métrologie
Détecter, mesurer et caractériser les nanomatériaux ? La nano-métrologie
Dessin de Géraldine Grammon
par l'équipe Avicenn - Dernier ajout janvier 2020
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Pour mieux identifier les nanomatériaux et prendre les mesures de précaution qui s'imposent
On dispose aujourd'hui de très peu de données fiables sur les quantités et types de nanomatériaux manufacturés - ou résidus de ces nanomatériaux - relargués dans l'environnement ou sur les lieux de travail et auxquels sont exposés les écosystèmes et les populations humaines. Dans la mesure où les connaissances sur la toxicité1 et l'écotoxicité2 de ces nanomatériaux sont encore lacunaires, l'acquisition d'une meilleure connaissance de ces expositions est indispensable pour mieux assurer la protection de l'environnement et de la santé humaine.
Pour fournir, compléter, préciser et/ou vérifier ces informations, les entreprises, laboratoires et agences sanitaires ou environnementales ont besoin d'outils et méthodes de détection, identification, quantification et suivi des nanomatériaux dans les différents milieux (air, eau, sols, aliments) et dans le corps humain.
Les différentes techniques disponibles
Il y avait encore récemment consensus sur le manque d'instruments et d'outils de nanométrologie fiables (et à prix abordable) ainsi que de méthodes partagées. Mais les choses évoluent :
des méthodes et des outils d'analyse sont à présent proposés pour contrôler la présence de nanomatériaux dans l'air3.
des progrès ont également été réalisés concernant la détection dans les eaux de surface4.
La détection de nanomatériaux à des concentrations faibles dans les sols et les milieux complexes (produits alimentaires, cosmétiques,...) reste cependant aujourd'hui encore délicate et demande d'utiliser des outils coûteux et des méthodes différentes et complémentaires, car aucune technique ne permet à elle seule d’appréhender dans leur globalité tous les paramètres de caractérisation des nanoparticules.
Le croisement de différentes techniques d’analyse est donc nécessaire ; le choix des techniques à retenir se fait en fonction des informations que l'on souhaite obtenir et des contraintes de coût et/ou de temps à prendre en compte.
En France, les appréciations sur les techniques à privilégier varient en fonction des institutions :
La DGCCRF a établi le repérage suivant :Source : DGCCRF 2018
MEB : Microscopie Electronique à balayage
A4F-UV-MALLS-ICP-MS : Système de séparation en taille associé à des détecteurs granulométrique et élémentaire permettant de déterminer les principales caractéristiques physicochimiques de nanomatériaux
SP-ICP-MS (Single Particule - Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) : Technique analytique permettant d’accéder rapidement à la taille, la distribution en taille et la composition chimique
DLS (Dynamic Light Scattering) : Outil analytique de routine pour la détermination de la taille, distribution en taille et polydispersité de nanomatériaux
Source : DGCCRF 2018
Mais cette comparaison défavorable à la Microscopie Electronique à balayage (MEB) doit être nuancée car des progrès récents ont été réalisés sur les outils et méthodologies MEB : les coûts, les temps de préparation et d’analyse ainsi que la représentativité qui y sont associés ne sont plus aussi défavorables que ce tableau le laissent penser.
Selon le Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE), la MEB est la seule technique qui permet d’accéder à la forme des particules, ce qui en fait la technique la plus "versatile" (à même de caractériser une très large variété de substances en terme de forme, taille, composé chimique), ce qui est très important compte tenu du fait qu’il y a relativement peu de nanoparticules sphériques. LNE, 2018
Un travail d'harmonisation et d'intercalibration des méthodes de mesures, jugé nécessaire depuis plusieurs années5, 6, 7, est en cours. Des travaux de recherche, listés plus bas permettent aujourd'hui de recourir à ces outils plus performants et devraient permettre des progrès encore importants dans les années à venir, ainsi qu'à une harmonisation (au moins au niveau européen).
En décembre 2019, le Centre commun de recherche européen (JRC) a publié hier un rapport très important pour aider les entreprises à déterminer si leurs matériaux sont des nanomatériaux.
Enfin, dans les cas où certaines caractérisations se révèleraient techniquement impossibles ou controversées, des échantillons pourraient être prélevés et conservés pour être analysés ultérieurement, lorsque les protocoles et outils seront validés par la communauté scientifique et les instances officielles5.
Recherches et acteurs en métrologie des nanomatériaux
Nous avons commencé à lister les projets en lien avec les aspects de métrologie des nanomatériaux. Contribuez à compléter cette liste, en nous signalant les projets à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
En France :
Le Club nanoMétrologie a été créé en 2011 : il est piloté par le Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) et C'Nano
Cordouan Technologies, à Pessac (Gironde), propose des solutions de caractérisation physico-chimique (taille, charge, etc.) des nanoparticules et des nanomatériaux
La start-up Myriad propose une méthode d'interférométrie optique mise au point à l'Institut Langevin afin de caractériser simplement des particules de taille inférieure au micron
Le CEA-LITEN dit avoir développé des nanoétiquettes et nanotraceurs8 qui, s'ils étaient intégrés par les fabricants à leurs produits contenant des nanomatériaux, pourraient permettre aux consommateurs munis de détecteurs simples de savoir si les produits qu'ils achètent contiennent des nanomatériaux, leur nature, etc.
L'équipement d'excellence nommé "Equipex NanoID" est une plateforme nationale d'identification chimique et de localisation spatiale des nanomatériaux et nanoparticules dans les systèmes complexes, et notamment les écosystèmes. Il a bénéficié en 2011 de 10,2 millions d'euros publics et associe plusieurs partenaires : le CEREGE, le LCP, l'INSERM, le CEA-LITEN, IsTERRE ; l'unité CIME du LSA (ANSES). Il comporte notamment un microscope électronique en transmission avec mode cryogénique et spectroscopie EDX, une FFF couplée à ICP-MS et 2 tomographes X
Le programme NANOMORPH financé par l'ANR est dédié au développement d'une métrologie adaptée à la mesure de taille des nanoparticules non sphériques, et plus particulièrement des nanotubes. Il est porté par le BRGM et un consortium d'universitaires (CEREGE, CORIA, IUSTI, UTT) et d'industriels de la chimie (Arkema) et de l'optique (Cilas).
Captiven est une plateforme d'analyses minéralogiques qui propose des "capteurs et données pour la qualité environnementale des eaux et des sols" à travers un dispositif d'aide à l'innovation mis en place par les trois instituts IRSTEA, Ifremer-Edrome et BRGM
Le projet NanoMet (2014-2017) a été mis en place dans le but d'aider les PME à mieux caractériser leurs nanomatériaux : les entreprises productrices ou utilisatrices de nanomatériaux, et notamment les PME, ont été invitées à participer à une enquête sur leurs besoins en métrologie. Il a été soutenu par la Direction générale de la compétitivité, de l'industrie et des services (DGCIS, du Ministère de l'économie) pour le développement d'outils métrologiques et de procédures normalisées.
Au niveau européen (Les projets dits "FP7" sont financés par le 7ème programme cadre européen) :
Le projet H2020 ACEnano (Analytical & Characterisation Excellence) : "it will introduce confidence, adaptability and clarity into nanomaterial risk assessment by developing a widely implementable and robust tiered approach to nanomaterials physicochemical characterisation that will simplify and facilitate contextual (hazard or exposure) description and its transcription into a reliable nanomaterials grouping framework".
Le projet FP7 NanoDefine dans lequel plusieurs partenaires français sont impliqués : 2013-2017
Le projet FP7 Nanolyse terminé en 2013, s'intéresse aux matrices alimentaires (nourriture et boisson).
Le projet FP7 NANODEVICE a pour but de développer de nouveaux concepts, méthodes et technologies pour la production d'instruments de mesure et d'analyse des nanoparticules manufacturées dans l'air dans les lieux de travail, le but étant que ces instruments soient plus facilement utilisables et transportables que ceux qui existent déjà. Ce projet 2009 - 2013 a associé 26 partenaires (un seul français : l'Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS)). Il a produit une grille des effets toxicologiques pour 14 nanomatériaux , également disponible en compilation réalisée ici .
Le projet européen EMRP NanoChop « Chemical and optical characterisation of nanomaterials in biological systems » : 2012-2015
Le projet SMART-NANO (Sensitive MeAsuRemenT, detection, and identification of engineered NANOparticles) a été lancé en juin 2012 : d'une durée de quatre ans, il a pour but de fournir des outils pour une meilleure mesure, détection et identification des nanoparticules manufacturées dans des produits, des systèmes biologiques et dans l'environnement.
Les projets INSTANT (Innovative Sensor for the fast Analysis of Nanoparticles in Selected Target Products) et NANODETECTOR financés par le 7ème programme cadre européen (le premier à hauteur de 3,8 millions d'euros), portent sur la détection, l'identification et la quantification de nanoparticules dans les milieux complexes. Ils ont été mis en place en 2012.
Le consortium européen du programme Co-Nanomet a compilé en 2011 un document qui détaille les exigences en nanométrologie et présente une vision des objectifs à poursuivre dans ce domaine d'ici 2020 : European Nanometrology 2020
Voir les articles du n°30(3) de mars 2013 de la revue Environmental Engineering Sciences qui présentent les travaux du Industry Consortium for Environmental Measurement of Nanomaterials (ICEMN) et des considérations pratiques sur la mesure des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement
Des tests d'innocuité avant la commercialisation des nanomatériaux dans l'alimentation ?
L'exigence de tests spécifiques d'innocuité avant la commercialisation des nanomatériaux a été demandée par les députés européens et la société civile depuis 2009 au moins. S'ils sont plus ou moins prévus par certains règlements européens1 (pour les additifs, les "nouveaux aliments", les plastiques, les biocides), leur réalisation se heurte(ra) à un certain nombre d'obstacles dont les principaux sont mentionnés plus bas.
Vers plus de transparence ?
Entre 2008 et 2012, cinq journées de dialogue entre "parties prenantes" avaient été organisées par le lobby FoodDrinkEurope sur les nanotechnologies, appelant à une transparence accrue... sans toutefois que ce dernier ait pris le temps depuis de remplir la page dédiée de son site où est annoncée la publication de rapports et études sur les nanotechnologies dans l'industrie alimentaire et les boissons : la rubrique était en effet vide à la date de publication de ce dossier en mai 2013 (et l'est restée au moins jusqu'en février 2017). Selon José Bové, Food and Drink Europe avait encore présenté ses exigences en 2014 au Parlement européen : accélérer le processus d'autorisation des nanotechnologies qui est actuellement en panne, le simplifier et le raccourcir, afin de permettre un meilleur retour sur investissement.
Le Comité consultatif commun d'éthique pour la recherche agronomique CIRAD / INRA a résumé la situation en 2012 en pointant le "manque de transparence des industries agro-alimentaires dans le secteur, oscillant entre promotion des nanoproduits sur leurs sites internet commerciaux et minimisation de leur présence actuelle dans les produits alimentaires ou leurs emballages"2.
Différents dispositifs récents - ou à venir - devraient toutefois aider à concrétiser cette transparence qui peine à se mettre en place :
Des inventaires de produits, additifs ou ingrédients alimentaires contenant des nano
En 2013, l'institut de recherche et laboratoire RIKILT de l'Université de Wageningen (Pays-Bas) a été chargé par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) de réaliser un "inventaire des additifs alimentaires et d'autres ingrédients alimentaires / matières en contact avec les aliments / utilisations des additifs alimentaires dans le domaine des nanotechnologies"3.
Le résultat est accessible uniquement en anglais : Inventory of Nanotechnology applications in the agricultural, feed and food sector, Rikilt et JRC, EFSA supporting publications, juin 2014
Des sites comme Openfoodfacts créé en mai 2012, proposent des informations sur les produits contenant différents additifs dont le dioxyde de titane E171 ou la silice E551 susceptibles de se retrouver sous forme nano dans les produits alimentaires. Ils ne sont néanmoins pas nécessairement à jour.
En 2012, la Nanodatabase danoise a été mise en ligne ; elle recense 120 produits alimentaires commercialisés au Danemark début 2017, dont beaucoup de compléments alimentaires.
En mars 2017, l'association Agir pour l'Environnement (APE) a lancé le site http://www.infonano.org, une base de données qui répertorie aujourd'hui plus de 300 produits alimentaires suspectés de contenir des nanoparticules.
En France, les industriels doivent depuis 2013 déclarer les nanomatériaux auprès de l'agence nationale de sécurité sanitaire
La France est le premier pays à avoir exigé des industriels, depuis 2013, une "déclaration annuelle des substances à l'état nanoparticulaire" qui devait permettre d'obtenir plus d'informations.
Cependant les données que les industriels doivent fournir à l'ANSES ne sont pas compilées sous forme d'inventaire accessible au public : beaucoup restent confidentielles, au nom du respect du secret industriel ou commercial4.
En outre, en 2016 et 2017, aucune déclaration n'a été faite dans le registre R-nano pour le E171, ce colorant alimentaire qui contient des nanoparticules de dioxyde de titane. L'explication avancée : cet additif contiendrait moins de 50% de particules sous la barre des 100 nm, seuil en deçà duquel la déclaration n'est pas obligatoire.
Mais en 2017, plusieurs rapports ont établi que la proportion de particules de dioxyde de titane inférieures à 100nm peut être supérieure à 50% dans le E171 :
des tests réalisées par le laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) sur des produits alimentaires en ont trouvé jusqu'à 100% (dans des bonbons Têtes Brûlées, avant le retrait de cet additif par le fabricant Verquin)5 et d'autres produits !
des tests réalisés par le CEA pour le CTCPA ont montré la présence d'agglomérats nanostructurés dans le E171, avec une distribution centrée sur 90 nm après un échantillonnage manuel sur 59 particules, et 59% des particules de titane ayant une taille inférieure à 100nm6 .
des tests de la DGCCRF dont les premiers résultats font état d'au moins 19 produits alimentaires (sur 29 analysés) contenant des ingrédients sous forme nanoparticulaire, avec une taille à 100% inférieure à 100 nm7
Un étiquetage [nano] non respecté
Une réglementation européenne impose de rendre l'étiquetage des nanomatériaux dans l'alimentation obligatoire depuis décembre 2014. Une vraie avancée (sur le papier...), car jusqu'alors le consommateur ne pouvait se tourner que vers les quelques inventaires existants, qui sont loin d'être exhaustifs et surtout d'une fiabilité limitée.
Malheureusement, plus de deux ans après l'entrée en vigueur de cette obligation d'étiquetage [nano], aucune étiquette ne porte la mention [nano]8 alors que des produits ont été testés positivement par l'association Agir pour l'Environnement !
Fin 2016 et début 2017, la DGCCRF (répression des fraudes) avait diligenté des tests auprès de produits (la France serait le premier pays de l'Union européenne à en mener). Le 10 novembre 2017, lors des Etats généraux de l'alimentation, puis le 14 décembre 2017 lors d'un comité de dialogue nano de l'ANSES, la DGCCRF a présenté des résultats partiels de ses analyses, qui viennent confirmer les tests publiés plus tôt par les associations Agir pour l'Environnement et 60 millions de consommateurs : dans la quasi totalité des produits alimentaires testés, des nanoparticules ont été détectées... sans que l'étiquetage comporte de mention [nano]9.
Des "inspections communautaires" ont été menées en France ainsi que dans trois autres États membres de l'Union européenne (Grèce, Lituanie, Portugal) pour vérifier la mise en oeuvre de la réglementation INCO (donc de l'étiquetage [nano] dans les aliments)10.
Du grain à moudre pour les mois et les années à venir...
Ces différentes initiatives ou perspectives seront encore l'occasion de négociations et jeux d'acteurs dans les mois et années à venir, autour notamment des enjeux suivants :
La définition des nanomatériaux
Plusieurs définitions co-existent avec des critères différents (celles de l'ISO, de l'Union Européenne, ou de la France). Celle de l'Union européenne, qui devait être révisée en 2014, est toujours en attente de révision... Des stratégies d'évitement de la part des industriels sont-elles à l'oeuvre, avec la mise au point de produits dont la proportion et la taille des nanomatériaux flirtent avec les seuils fixés sans les dépasser, afin d'échapper à la réglementation tout en conservant les propriétés recherchées ?
Les limites et le coût des techniques et outils de détection des nanomatériaux dans les échantillons alimentaires et agricoles
Depuis quelques années, des progrès commencent à se concrétiser en matière de détection des nanomatériaux dans les échantillons alimentaires et agricoles, même si les techniques et outils sont encore confinés dans un nombre très limité de laboratoires11.
En tout état de cause, depuis la publication des tests réalisés par le LNE pour Agir pour l'Environnement en 2016, les pouvoirs publics et les industriels ne peuvent plus aujourd'hui échapper aux exigences de la société civile et des législateurs en matières d'information et de traçabilité des nanomatériaux (étiquetage européen et déclaration française).
Les travaux de recherche sur les risques liés à la présence de nanomatériaux dans l'alimentation et les emballages alimentaires
Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, les inquiétudes et les incertitudes concernant les risques associés aux nanomatériaux en lien avec l'alimentation sont nombreuses et croissantes.
Outre les risques liés à la présence de nanomatériaux dans l'alimentation, la migration des nanoparticules (ou de résidus de nanomatériaux) contenues dans les emballages alimentaires vers les denrées qu'ils contiennent constitue une question majeure pour les années à venir12
Pourtant, les travaux de recherche sur les risques sont encore rares et difficiles à produire du fait des difficultés listées plus haut.
De l'aveu même de scientifiques impliqués dans les études de toxicologie et écotoxicologie, évaluer correctement les risques sanitaires et environnementaux des nanomatériaux a un coût prohibitif. En 2012, Mark Wiesner, directeur du CEINT (USA) avait 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"13. 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'études14.
L'appréciation de la réelle "valeur ajoutée" de l'utilisation de nanomatériaux dans l'alimentaire
Autres chantiers à mener : celui de l'appréciation de la réelle "valeur ajoutée" de l'utilisation de nanomatériaux dans l'alimentaire et l'articulation avec des réponses complémentaires voire alternatives, notamment quand les bénéfices ne justifient finalement pas les risques potentiels. Ainsi que le comité consultatif commun d'éthique pour la recherche agronomique du CIRAD et de l'INRA l'a affirmé en 2012 : "les problèmes agricoles, alimentaires et environnementaux auxquels les nanotechnologies proposent des solutions peuvent (...) être résolus en adoptant d'autres scénarios techniques, semblant laisser davantage d'autonomie aux populations locales et mieux valoriser les savoirs traditionnels. (...) Les nanotechnologies ne sont pas les seules solutions technologiquement innovantes, leur développement ne peut être encouragé qu'après appréciation comparative, au regard des finalités recherchées, des autres solutions existantes, ou possibles" 2.
Prenons l'exemple des emballages : pour les barres de chocolat, plutôt que de recourir à des emballages recouverts de nanocouches d'aluminium ou d'oxyde d'aluminium, les marques pourraient privilégier des solutions alternatives complémentaires : une sensibilisation des consommateurs sur le fait que le blanchiment du chocolat n'est pas une moisissure et n'empêche pas sa consommation ; une modification de la structure du chocolat pour diminuer migration des lipides responsable du blanchiment ; un meilleur contrôle de la cristallisation du beurre de cacao ; le tempérage15.
Comme le fait remarquer Didier Schmitt, scientifique et coordinateur de la prospective auprès de la conseillère scientifique principale et dans le bureau des conseillers de politique européenne du président de la Commission européenne, "ce n'est pas parce que des choses sont possibles - scientifiquement - qu'il faut les réaliser ; ce n'est pas parce qu'il y a une solution - technologique - qu'il y a forcément un problème à résoudre. Mais l'excès inverse - la négation du progrès - nous ferait jeter, à tort, les opportunités avec l'eau du bain. Il faut ainsi raison garder et trouver l'adéquation entre ce qui est réalisable - l'offre - et ce que nous voulons - la demande. Mais de quoi avons-nous vraiment besoin ?"16
Les réponses que pourraient apporter les nanotechnologies et nanomatériaux dans le domaine alimentaire ne doivent pas occulter les autres leviers permettant de prévenir les problèmes - potentiellement à moindres frais, pour un nombre plus important de bénéficiaires et avec des retombées plus larges tant sur le plan socio-économique qu'au niveau sanitaire et environnemental.
Des solutions complémentaires ont été expérimentées et donnent des résultats probants, notamment :
l'articulation des savoirs scientifiques et des savoirs accumulés par des générations de paysans18,
la maîtrise des pathogènes en amont des filières19 et en aval par l'application de règles élémentaires d'hygiène20,
la relocalisation de l'agriculture et son corollaire, le développement des circuits courts de distribution alimentaire21, etc.
Problème : les acteurs qui ont intérêt au développement de ces solutions (producteurs de produits "locaux" commercialisés par les filières courtes, citoyens, consommateurs) sont nombreux et dispersés, donc leur coordination est difficile. Au contraire, les multinationales, peu nombreuses, sont organisées pour influencer les décisions politiques nationales et même internationales21.
Mais le mouvement de fond et la coordination des initiatives citoyennes prennent de l'ampleur, comme en témoigne la toute récente création du Collectif pour la Transition Citoyenne22 en France, et au niveau international la "Via Campesina", mouvement international né en 1993 qui rassemble des millions de paysannes et de paysans, de petits et de moyens producteurs, de sans terre, de femmes et de jeunes du monde rural, d'indigènes, de migrants et de travailleurs agricoles23.
William Dab, médecin et épidémiologiste, faisait remarquer en février 2013 "ce dont nous avons besoin, c'est d'abord d'une politique de sécurité sanitaire qui soit pensée au niveau mondial. Si on a une Organisation mondiale du commerce, pourquoi n'y a-t-il une Organisation mondiale de la sécurité sanitaire ? Au niveau national, cette politique doit être portée par une autorité clairement identifiée. Nous avons en France une organisation sectorisée de la protection contre les risques qui fait intervenir selon les situations les ministères chargés de l'agriculture, de la protection des consommateurs, des douanes, de l'industrie, du travail, des transports. Parfois, mais pas toujours, loin de là, c'est le ministère de la santé qui intervient. Les différents départements ministériels n'ont pas de doctrine partagée pour guider la conduite à tenir" 24.
Les solutions nanotechnologiques, dans l'alimentaire comme dans d'autres domaines, ne doivent pas faire perdre de vue les réels besoins des populations auxquels il s'agit de répondre de façon pertinente, responsable et en gardant à l'esprit que si "le bon sens est la chose du monde la mieux partagée", la vigilance collective est nécessaire et demande la participation de tous.
A ce titre AVICENN entend poursuivre sa veille citoyenne sur ce domaine. Vos informations, remarques et avis nous intéressent afin de mettre à jour ce dossier et les fiches qui y sont associées : n'hésitez pas à nous écrire à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
3 - Selon une procédure d'appel d'offre lancée par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) en septembre 2012 en vue de la réalisation d'un "inventaire des additifs alimentaires et d'autres ingrédients alimentaires / matières en contact avec les aliments / utilisations des additifs alimentaires dans le domaine des nanotechnologies : voir l'Avis de marché de services 319959-2012, Supplément au Journal officiel de l'Union européenne, septembre 2012
7 - Ces résultats préliminaires ont été présentés lors du comité de dialogue nano de l'ANSES le 14 décembre 2017 et seront présentés, une fois complets, début 2018
22 - Collectif pour la Transition Citoyenne, Déclaration commune, Miramap, Les Amis de la Terre, Attac, la Cfé, Biocoop, Colibris, Energie Partagée, Enercoop, la Nef, le Plan ESSE, le Réseau Cocagne, Terre de liens, et Villes et Territoires en Transition, mai 2013
23 - Cf. http://viacampesina.org : La Via Campesina "défend l'agriculture durable de petite échelle comme moyen de promouvoir la justice sociale et la dignité. Elle s'oppose clairement à l'agriculture industrielle et aux entreprises multinationales qui détruisent les personnes et l'environnement"
