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Relargage et devenir des nanomatériaux dans l'eau
Relargage et devenir des nanomatériaux dans l'eau
Par MD et DL - Dernier ajout avril 2020Cette fiche fait partie de notre dossier Nano et Eau : elle 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 :
- Relargage des nanomatériaux dans l'eau
- Devenir et transformation des nanomatériaux dans l'eau
- Transfert à travers les milieux poreux
- En savoir plus
Relargage de nanomatériaux dans l'eau
- Quelles quantités de nanomatériaux sont relarguées dans l'eau ?
La quantité de nanoparticules relarguées dans l'eau est aujourd'hui inconnue. L'un des défis majeurs tient au fait qu'on ne sait pas bien détecter les nanoparticules dans l'eau à faible concentration1.Différentes modélisations2 ont été réalisées pour tenter de quantifier les concentrations et les flux de différents types de nanoparticules manufacturées dans l'environnement. Cependant, ces exercices sont basés principalement sur les estimations de quantités produites de nanomatériaux manufacturés plutôt que sur des estimations de quantités de nanomatériaux manufacturés contenus dans les produits de consommation3.
En 2013, des chercheurs ont estimé qu'entre 0,4 à 7% des 300 000 tonnes de nanomatériaux manufacturés produits dans le monde en 2010 ont été relargués dans l'eau4. Mais ces chiffres sont bien en deça de la réalité puisqu'on a appris la même année grâce à la déclaration obligatoire française que pas moins de 500 000 tonnes de "substances à l'état nanoparticulaire" avaient été produites ou importées sur le seul territoire français en 20135 !
- Quelles sont les sources de relargage de nanomatériaux dans l'eau ?
Des nanomatériaux peuvent être libérés dans l'eau :
- dans les effluents industriels émanant d'entreprises dans lesquelles des nanomatériaux sont produits / manipulés / transformés
- lors de la baignade des personnes ayant appliqué de la crème solaire contenant des nanoparticules6
- lors des lavages pour les textiles auxquels des nanoparticules ont été appliquées7
- sous l'effet du ruissellement des eaux de pluie pour les ciments et peintures extérieures recouverts de nanorevêtements8 et suite au lessivage de sols contaminés
- sous l'effet de la corosion des peintures appliquées sur les bateaux (certaines contiennent des nanoparticules d'oxyde de cuivre pour empêcher les petits crustacés et les moules de se fixer sur la coque9)
- par le dépôt de particules transportées par voie atmosphérique
- suite à un déversement accidentel
- Quels sont les nanomatériaux les plus susceptibles d'être présents dans l'eau ?
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) :- selon une étude récente, les nanoparticules dont les concentrations sont susceptibles d'être les plus élevées dans l'eau traitée au Royaume-Uni sont les nanoparticules de dioxyde de titane et les nanoparticules de zinc (émanant des crèmes solaires et autres cosmétiques) et les nanoparticules de silice (dentifrice) ; les nanoparticules à base de carbone, de fer ou d'argent n'arrivent qu'en 6ème, 7ème et 8ème positions, et les nanoparticules d'oxyde de cerium sont celles dont les concentrations sont les plus faibles10.
- selon une autre estimation portant sur le Danemark cette fois, les plus fortes concentrations de nanoparticules dans les systèmes aquatiques concerneraient 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). Les traitements des eaux conduiraient à des concentrations extrêmement faibles de nanoparticules d'oxydes de zinc (ZnO) et de nanoparticules d'argent dans l'environnement11.
En France, des chercheurs ont constaté un accroissement de la présence d'argent dans l'estuaire de la Gironde12 dont les causes depuis 2005 sont encore mal connues, mais potentiellement liées... :
- à l'érosion des sols agricoles,
- à l'ensemencement des nuages (solution d'iodure d'argent) pour éviter les impacts de la grêle sur les récoltes de vigne et l'arboriculture,
- aux rejets des eaux usées des collectivités.
Devenir des nanomatériaux dans l'environnement aquatique
Les connaissances sur le devenir des nanomatériaux dans l'eau commencent à se développer mais restent encore très limitées. En raison de leur petite taille et surtout de leur forte réactivité, les nanomatériaux ont en effet tendance à interagir avec quasiment tous les éléments présents dans l'eau (matériaux minéraux, chimiques ou biologiques), selon des configurations très variables en fonction de leurs caractéristiques physico-chimiques et de la composition du milieu.
Dans l'eau, les nanomatériaux peuvent subir des modifications :

- des phénomènes de dissolution peuvent intervenir (plus particulièrement sur les nanoparticules d'argent et d'oxyde de zinc) et être d'autant plus importants que les particules sont petites13
- des phénomènes d'adsorption peuvent entraîner la fixation d'autres éléments (dont des polluants) à la surface des nanoparticules14
- des phénomènes d'agglomération des nanomatériaux ont été constatés dans les eaux naturelles15.
> Phénomènes pouvant altérer les nanomatériaux dans l'environnement - Camille Larue, 201116
Certains nanomatériaux ont tendance à sédimenter par gravité et s'accumuler dans les sédiments (notamment dans le cas de nanomatériaux agrégés et/ou hydrophobes comme les nanotubes de carbone17) ce qui augmente les risques de contact avec des microorganismes qui vivent sur les sédiments aquatiques.
D'autres auraient au contraire tendance à rester en suspension (notamment s'ils sont enrobés avec un revêtement de surface hydrophile) et se disperser facilement, augmentant le risque d'exposition18.
Leur dégradation, ou à l'inverse leur persistance, sont elles aussi complexes à déterminer et varient en fonction des nanomatériaux et de la qualité des eaux :
- Selon une étude de 2011, les nanomatériaux carbonés (fullerènes C60, nanotubes de carbone) ne sont pas biodégradables en milieu liquide dans l'environnement18.
- Une autre étude dont les résultats ont été rendus publics en 2011 également19 a été menée sur des nanoparticules d'oxydes de zinc (ZnO) et de dioxyde de titane (TiO2) dans l'eau de Seine ; elle a montré que :
- la forme nanoparticulaire du TiO2 n'est pas davantage soluble que ses homologues microparticulaire ou macroparticulaire
- à l'inverse, pour une bonne part, les nanoparticules d'oxydes de zinc sont rapidement dissoutes dans l'eau de Seine
- l'enrobage, en fonction de sa nature, peut diminuer ou augmenter la dissolution des nanoparticules.
On retrouve déjà des nanomatériaux dans les stations d'épuration urbaines et de traitement des eaux industrielles, mais les traitements en place n'ont pas été conçus pour les filtrer : une part non négligeable d'entre eux se retrouve donc dans les eaux superficielles, quant aux autres, ils s'accumulent dans les boues des stations d'épuration épandues sur les terres agricoles !
Aux USA, Marie Simonin poursuit avec le CIENT les études d'impact de NP en mésocosmes. Elle a co-signé en 2018 deux publications en anglais (indiquées en bas de cette page) :
- l'une montre que la biotransformation de nanoparticules ne doit pas être ignorée, même pour les nanoparticules généralement considérées comme stables dans l'environnement (ici des nanoparticules d'or).
- l'autre étudie les impacts d'une nanoparticule d'or enrobée de citrate et d'un pesticide commercial contenant des nanoparticules de cuivre (OH) sur des producteurs primaires aquatiques dans des conditions de nutriments ambiants et enrichis (cela reproduit des rejets de fertilisants). Les mésocosmes des zones humides ont été exposés à plusieurs reprises avec de faibles concentrations de nanoparticules et de nutriments au cours d'une expérience de neuf mois visant à reproduire des scénarios d'exposition réalistes sur le terrain. En l'absence d'enrichissement en nutriments, il n'y avait pas d'effets persistants des nanoparticules d'or ou de cuivre sur les producteurs primaires ou la productivité des écosystèmes. Cependant, combinés à un enrichissement en nutriments, les deux types de nanoparticules intensifient leur eutrophisation. Lorsque l’une ou l’autre de ces nanoparticules a été ajoutée en combinaison avec des nutriments, les efflorescences d’algues ont persisté 50 jours de plus que dans le traitement avec nutriments seulement. Ces deux contaminants émergents et les produits chimiques de synthèse peuvent jouer un rôle sous-estimé dans les tendances mondiales à l’augmentation de l’eutrophisation. L'étude montre que l'exposition chronique aux nanoparticules d'or et oxyde de cuivre à de faibles concentrations peut intensifier l'eutrophisation des zones humides et favoriser la prolifération d'algues.
Transfert à travers les milieux poreux
Les processus de transfert à travers un milieu poreux (sol ou aquifère) sont également l'objet de travaux de recherche. Des expériences sont réalisées en présence d'une phase solide ou à travers une phase solide. Elles permettent une meilleure compréhension des processus d'adsorption, de l'impact de l'hydrodynamique et de l'agrégation sur les processus de transport des nanoparticules. Les premières expériences réalisées sont toutefois réalisées sur des modèles très simplifiés tels que des billes de silice. Les essais en milieu plus complexe comprenant plusieurs minéraux et intégrant la matière organique naturelle commencent seulement à se développer21.
En savoir plus
Voir les autres fiches de notre dossier Nano et Eau.
LIRE AUSSI sur notre site :
- Bibliographie sur le relargage des nanoparticules dans l'eau
- Bibliographie sur le devenir des nanoparticules dans l'eau
- Quel relargage des nanomatériaux dans l'environnement ?
- Quels devenir et comportement des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
Ailleurs sur le web :
- Relargage des nanomatériaux dans l'eau :

- En français :
- Guide pratique des micropolluants dans les eaux du bassin Seine-Normandie, AESN et INERIS, 2008, révisé en 2017. L'ouvrage contient des fiches pour des nanoparticules métalliques : Nickel, chrome, cuivre, zinc, aluminium, argent, cobalt, titane, sélénium.
- L'argent (Ag, nanoAg) comme contaminant émergent dans l'estuaire de la Gironde : évaluations scientifiques et gouvernance des risques, Salles D. et al., ERS, 12 : 317-323, juillet/août 2013
- En anglais :
- Sewage spills are a major source of titanium dioxide engineered (nano)-particle release into the environment, Loosli F et al., Environ. Sci.: Nano, 6, 763-777, 2019
- Engineered nanomaterials from wastewater treatment & stormwater to rivers, Final conference of the COST Action ES1205, Aveiro (Portugal), 7-8 février 2017
- Modeling Flows and Concentrations of Nine Engineered Nanomaterials in the Danish Environment, Gottschalk F et al., Int. J. Environ. Res. Public Health, 12(5), 5581-5602, 2015
- How important is drinking water exposure for the risks of engineered nanoparticles to consumers?, Tiede K et al., Nanotoxicology, 1-9, 2015
- Sources, Distribution, Environmental Fate, and Ecological Effects of Nanomaterials in Wastewater Streams, Kunhikrishnan A et al., Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 45(4), janvier 2015
- Presence of Nanoparticles in Wash Water from Conventional Silver and Nano-silver Textiles, ACS Nano, 8 (7), 7208-7219, juin 2014
- Validation and sensitivity of the FINE Bayesian network for forecasting aquatic exposure to nano-silver, Science of The Total Environment, 473-474, 685-691, mars 2014
- Sequential Studies of Silver Released from Silver Nanoparticles in Aqueous Media Simulating Sweat, Laundry Detergent Solutions and Surface Water, Environ. Sci. Technol., 48 (13), pp 7314-7322, 2014
- Comprehensive modeling of environmental emissions of engineered nanomaterials, Sun TY et al., Environ. Pollut., 185, 69-76, 2014
- Environmental concentrations of engineered nanomaterials: Review of modeling and analytical studies, Gottschalk, F et al., , Environ. Pollut., 181, 287-300, 2013
- Particle Flow Analysis: Exploring Potential Use Phase Emissions of Titanium Dioxide Nanoparticles from Sunscreen, Paint, and Cement, Arvidsson R et al., Journal of Industrial Ecology, 16(3) : 343-351, juin 2012
- Assessing the Environmental Risks of Silver from Clothes in an Urban Area, Arvidsson R et al., Human and Ecological Risk Assessment, 20(4), juin 2012
- The Behavior of Silver Nanotextiles during Washing, Environ. Sci. Technol., 43 (21), 8113-8118, 2009
- Devenir et transformation des nanomatériaux dans l'environnement aquatique
- En français :
- Que deviennent les nanoparticules d'or dans l'environnement ?, Labex Serenade, 16 janvier 2019
- Les polluants émergents : de nouveaux défis pour la gestion des eaux souterraines, SFH et BRGM, mai 2016
- Étude du comportement des nanomatériaux à la frontière rivière-océan en utilisant des grands mésocosmes, Pelletier E, UQAR (Université du Québec à Rimouski), intervention au 83e du Congrès de l'Acfas, Colloque 210 - Présence, persistance, devenir et effets des nanomatériaux dans l'environnement, mai 2015
- Les nanoparticules d'argent en milieu naturel : cas d'un estuaire, Millour M, UQAR (Université du Québec à Rimouski), intervention au 83e du Congrès de l'Acfas, Colloque 210 - Présence, persistance, devenir et effets des nanomatériaux dans l'environnement, mai 2015
- Implications environnementales des nanotechnologies. Etat de l'art sur le devenir des nanoparticules manufacturées dans une eau de surface, Labille J et al., Colloque annuel du programme de recherche PIREN-Seine, février 2014
- "Devenir des nanomatériaux dans l'écosystème eau" in Impact de nanoparticules de TiO2 et de nanotubes de carbone sur les végétaux, thèse, Camille Larue, 2011
- Les nanoparticules : quels risques en Seine ?, Yann Sivry et al., communication aux 22èmes Journées Scientifiques de l'Environnement - Reconquête des environnement urbains : les défis du 21ème siècle, février 2011
- En anglais :
- Differential Reactivity of Copper- and Gold-Based Nanomaterials Controls Their Seasonal Biogeochemical Cycling and Fate in a Freshwater Wetland Mesocosm, Avellan A et al., Environ. Sci. Technol., 54, 3, 1533-1544, 2020
- Morphological transformation of silver nanoparticles from commercial products: modeling from product incorporation, weathering through use scenarios, and leaching into wastewater, Mohan S et al., Nanomaterials, 9(9), 1258, 2019
- Nanoparticle stability in lake water shaped by natural organic matter properties and presence of particulate matter, Slomberg DL et al., Science of the Total Environment, 656 : 338-346, mars 2019
- Gold nanoparticle biodissolution by a freshwater macrophyte and its associated microbiome, Avellan A et al., Nature Nanotechnology, (13) : 1072–1077, 2018
- Gold nanoparticle biodissolution by a freshwater macrophyte and its associated microbiome, Simonin M et al., Nature nanotechnology, août 2018.
- Engineered nanoparticles interact with nutrients to intensify eutrophication in a wetland ecosystem experiment, article Marie Simonin et al., Ecological applications, juin 2018.
- Emerging contaminants: fate, effects and environmental risks, Conférence, The society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC), mai 2016
- Rethinking Stability of Silver Sulfide Nanoparticles (Ag2S-NPs) in the Aquatic Environment: Photoinduced Transformation of Ag2S-NPs in the Presence of Fe(III), Li L et al., Environ. Sci. Technol., 2016
- Modeling Flows and Concentrations of Nine Engineered Nanomaterials in the Danish Environment, Gottschalk F et al., Int. J. Environ. Res. Public Health, 12(5), 5581-5602, 2015
- Addressing the complexity of water chemistry in environmental fate modeling for engineered nanoparticles, Sani-Kast N. et al., Science of the Total Environment, 2015
- A review of the properties and processes determining the fate of engineered nanomaterials in the aquatic environment, Peijnenburg W et al., Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 45(19) : 2084-2134, 2015
- Sources, Distribution, Environmental Fate, and Ecological Effects of Nanomaterials in Wastewater Streams, Kunhikrishnan A et al., Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 45(4), janvier 2015
- Nano silver and nano zinc-oxide in surface waters - Exposure estimation for Europe at high spatial and temporal resolution, Dumont E et al., Environmental Pollution, 196 : 341-349, janvier 2015
- In Situ Chemical Transformations of Silver Nanoparticles along the Water-Sediment Continuum, Environ. Sci. Technol., 49 (1) : 318-325, 2015
- Heteroaggregation of titanium dioxide nanoparticles with model natural colloids under environmentally relevant conditions, Praetorius A. et al., Environmental Science and Technology, 48 : 10690-10698, 2014
- Fate of single walled carbon nanotubes in wetland ecosystems, Schierz A et al., Environ. Sci.: Nano, 2014
- Transfer, Transformation and Impacts of Ceria Nanomaterials in Aquatic Mesocosms Simulating a Pond Ecosystem, Tella M et al., Environ Sci Technol, 48 : 9004-9013, 2014
- Miljøstyrelsen (Agence de protection de l'environnement du Danemark), Environmental fate and behaviour of nanomaterials, septembre 2014
- Emerging patterns for engineered nanomaterials in the environment: a review of fate and toxicity studies, Garner KL, Keller AA, Journal of Nanoparticle Research, juillet 2014
- Environmental fate and effects of manufactured CeO2 nanomaterials (nanoceria), 2014. Cette étude du CIENT traite effets de nanoparticules de dioxide de cerium ou nanoceruse, additif pour les carburants.
- Fate of nanoparticles in the aquatic environment. Removal of engineered nanomaterials from the water phase under environmental conditions, Quik JTK, manuscrit de thèse, Radboud University Nijmegen, The Netherlands, 2013
- Evaluating nanoparticle breakthrough during drinking water treatment, Environmental Health Perspectives, 121(10):1161-1166, juillet 2013
- Global life cycle releases of engineered nanomaterials, Keller AA et al., Journal of Nanoparticle Research, 15:1692, Mai 2013
- Long term Transformation and Fate of Manufactured Ag Nanoparticles in a Simulated Large Scale Freshwater Emergent Wetland, Lowry GV et al., Environ. Sci. Technol., 46 (13) : 7027-7036, juillet 2012
- Silver behaviour along the salinity gradient of the Gironde Estuary, Environ Sci Pollut Res, Lanceleur L et al., 20 : 1352-66, juillet 2012
NOTES et REFERENCES
1 - Voir notre Biblio "Détection / caractérisation de nanomatériaux dans l'eau"
2 - Voir notamment :
- Nano silver and nano zinc-oxide in surface waters - Exposure estimation for Europe at high spatial and temporal resolution, Dumont E et al., Environmental Pollution, 196 : 341-349, janvier 2015
- Gottschalk F et al., Probabilistic material flow modeling for assessing the environmental exposure to compounds: methodology and an application to engineered nano-TiO2 particles, Environ Model Software, 25:320-32, 2010
- Blaser SA et al, Estimation of cumulative aquatic exposure and risk due to silver: contribution of nano-functionalized plastics and textiles, Sci Total Environ, 390:396-4092008, février 2008
- Boxall ABA et al, Current and predicted environmental exposure to engineered nanoparticles, York: CSL, 2008
- Mueller NC & Nowack B, Exposure modelling of engineered nanoparticles in the environment, Environ Sci Technol, 42:4447-53, 2008
3 - Cf. How important is drinking water exposure for the risks of engineered nanoparticles to consumers?, Tiede K et al., Nanotoxicology, 1-9, 2015
4 - Cf. Global life cycle releases of engineered nanomaterials, Keller AA et al., Journal of Nanoparticle Research, 15:1692, Mai 2013
5 - Cf. 500 000 tonnes de nanomatériaux en France... enfin pas tout à fait !, veillenanos.fr, 2 décembre 2013
6 - En 2014, des chercheurs espagnols ont ainsi estimé que l'activité touristique sur une plage de Méditerranée durant une journée d'été peut relarguer de l'ordre de 4 kg de nanoparticules de dioxyde de titane dans l'eau, et aboutir à une augmentation de 270 nM/jour de la concentration en peroxyde d'hydrogène (une molécule au potentiel toxique, notamment pour le phytoplancton qui constitue la nourriture de base des animaux marins). Cf. Écrans UV nanos : un danger pour la vie marine, L'Observatoire des Cosmétiques, 5 septembre 2014
Des chercheurs du CEREGE en France ont de leur côté mesuré la concentration en titane dans l'eau de trois plages de Marseille et ont estimé à 54 kilos par jour le poids de TiO2 relargué dans les deux mois d'été pour une petite plage. Voir :
- Doc' en clip - le risque associé aux nanoparticules contenues dans les crèmes solaires (vidéo), Riccardo Catalano, Aix-Marseille Université, 14 octobre 2019
- Scientists find titanium dioxide from sunscreen is polluting beaches Scientists find titanium dioxide from sunscreen is polluting beaches, présentation de Labille J., Goldschmidt Conference, août 2018
- Estimation et minimisation du risque associé aux nanoparticules de TiO2 utilisées dans les crèmes solaires, présentation de Labille J, Journée technique "Nano et cosmétiques" organisée par le LNE, 29 mars 2018
- Pollution des eaux du Littoral par les Absorbeurs d'UV issus de crèmes solaires, Générée par les activités Estivales, Labille J, Projet OHM Littoral, 2017
7 - Cf. notamment :
- Silver nanoparticles lost in the first wash, Chemistry World, 30 mars 2016 et Durability of nano-enhanced textiles through the life cycle: releases from landfilling after washing, DM Mitrano et al, Environ. Sci.: Nano, 2016
- Presence of Nanoparticles in Wash Water from Conventional Silver and Nano-Silver Textiles, Mitrano DM et al, ACS Nano, 2014
- Nanoparticle silver released into water from commercially available sock fabrics, Benn T.M. et Westerhoff P., Environmental science & technology, 2008
- Estimation of cumulative aquatic exposure and risk due to silver: Contribution of nano-functionalized plastics and textiles, Blaser S.A., Science of The Total Environment, 2008
- The Behavior of Silver Nanotextiles during Washing, Geranio L., Environ. Sci. Technol., 2009
8 - Des nanoparticules de dioxyde de titane ont été détectées dans l'eau ruisselant de murs peints à l'aide de peintures contenant cette substance : Synthetic TiO2 nanoparticle emission from exterior facades into the aquatic environment, Kaegi R. et al, Environmental Pollution, 156(2), 2008
9 - Nanomaterials in sunscreens and boats leave marine life vulnerable, UC Davis News, 12 mai 2015 (communiqué de presse)
10 - Cf. How important is drinking water exposure for the risks of engineered nanoparticles to consumers?, Tiede K et al., Nanotoxicology, 1-9, 2015
11 - Modeling Flows and Concentrations of Nine Engineered Nanomaterials in the Danish Environment, Gottschalk F et al., Int. J. Environ. Res. Public Health, 12(5), 5581-5602, 2015
12 - L'argent (Ag, nanoAg) comme contaminant émergent dans l'estuaire de la Gironde : évaluations scientifiques et gouvernance des risques, Salles D. et al., ERS, 12 : 317-323, juillet/août 2013
13 - Aggregation and Dissolution of 4 nm ZnO Nanoparticles in Aqueous Environments: Influence of pH, Ionic Strength, Size, and Adsorption of Humic Acid, Bian SW et al, Langmuir, 27 (10), pp 6059-6068, 2011
14 - Cf. les références listées en note de bas de page de la fiche Quels effets des nanomatériaux sur la faune et la flore aquatiques ?
15 - Cf. notamment :
- Aggregation and Dissolution of 4 nm ZnO Nanoparticles in Aqueous Environments: Influence of pH, Ionic Strength, Size, and Adsorption of Humic Acid, Bian SW et al, Langmuir, 27 (10), pp 6059-6068, 2011
- Persistence of singly dispersed silver nanoparticles in natural freshwaters, synthetic seawater, and simulated estuarine waters, Chinnapongse SL et al., Science of The Total Environment, 409(12):2443-2450, 2011
- Aggregation and ecotoxicity of CeO2 nanoparticles in synthetic and natural waters with variable pH, organic matter concentration and ionic strength, Van Hoecke K et al., Environmental Pollution, 159(4):970-976, 2011
- Effect of natural organic matter and green microalga on carboxyl-polyethylene glycol coated CdSe/ZnS quantum dots stability and transformations under freshwater conditions, Slaveykova VI and Startchev K, Environmental Pollution, 157(12):3445-3450, 2009
- A fluorescence quenching study of the interaction of Suwannee River fulvic acid with iron oxide nanoparticles, Chemosphere, 76(8):1023-1027, 2009
16 - "Devenir des nanomatériaux dans l'écosystème eau" in Impact de nanoparticules de TiO2 et de nanotubes de carbone sur les végétaux, thèse, Camille Larue, 2011
17 - Une équipe de recherche aux USA a montré l'accumulation de nanotubes de carbone à simple paroi dans les sédiments de zones humides : Fate of single walled carbon nanotubes in wetland ecosystems, Schierz A et al., Environ. Sci.: Nano, 2014 (voir aussi le communiqué de presse associé : Nanoparticles accumulate quickly in wetlands, Science Daily, 1er octobre 2014)
18 - Voir notamment les références citées dans le rapport Toxicité et écotoxicité des nanotubes de carbone, ANSES, février 2011
18 - Biodegradability of organic nanoparticles in the aqueous environment, Kummerer K et al., Chemosphere, 82(10):1387-92, 2011
19 - Cf. Les nanoparticules : quels risques en Seine ?, Yann Sivry et al., communication aux 22èmes Journées Scientifiques de l'Environnement - Reconquête des environnement urbains : les défis du 21ème siècle, février 2011
20 - Cf. A review of the properties and processes determining the fate of engineered nanomaterials in the aquatic environment, Peijnenburg W et al., Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 45(19) : 2084-2134, 2015
21 - Note de cadrage - Atelier « Pollutions » - « Réduire les pollutions et les impacts sur la biodiversité » - avril 2010 (pour la Conférence française pour la biodiversité de mai 2010)
Fiche initialement mise en ligne en février 2015
Dossier : Nanomatériaux et Environnement

Dossier : Nanomatériaux et Environnement
Par l'équipe Avicenn - Dernière modification février 2021Ce dossier synthétique a vocation à être complété et mis à jour. Vous pouvez contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
Sommaire
- Les "promesses" des nanos en matière d'environnement
- Des risques pour l'environnement de plus en plus documentés, mais encore insuffisamment cernés
- Des données parcellaires font état d'effets potentiels préoccupants sur la faune et la flore
- Des risques aussi mobiles que les nanomatériaux
- Les conditions d'expérimentation sont souvent très éloignées de celles rencontrées dans la réalité
- L'évaluation des risques se heurte à la complexité due à la multitude de paramètres à prendre en compte
- Les incertitudes donnent lieu à des divergences d'interprétation
- Les nanomatériaux peuvent accroître la dissémination d'autres polluants
- Des risques accrus par les interactions des nanomatériaux entre eux ou avec d'autres polluants
- Quelles conséquences de la dissémination des nanomatériaux bactéricides ?
- Des données parcellaires font état d'effets potentiels préoccupants sur la faune et la flore
- Comment appliquer le principe de précaution ?
- Mener des études supplémentaires : lesquelles et à quel prix ? Financées par le contribuable et/ou les industriels ?
- Limiter la commercialisation / les usages des nanomatériaux ?
- Développer l'éco-conception des nanomatériaux ?
- Contrôler les sources industrielles d'émissions de nanomatériaux ?
- Géolocaliser les relargages de nanomatériaux afin de cibler les zones les plus à risques
- Mener des études supplémentaires : lesquelles et à quel prix ? Financées par le contribuable et/ou les industriels ?
- La question environnementale, porte d'entrée d'une approche plus globale ?
- Annexe : Les acteurs mobilisés sur la question
- Pour aller plus loin
- Quel relargage des nanomatériaux dans l'environnement ?
- Quels devenir et comportement des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
- Nano et eau
- Détecter et mesurer les nanomatériaux ?
- Pourquoi tant d'incertitudes sur les risques associés aux nanomatériaux ?
- Comment financer les études de risques associés aux nanomatériaux?
- Nanos et stations d'épuration
- Les nanos dans le Plan "Mon Environnement, Ma santé" (PNSE 4)
- Notes et références
- Bibliographie générale
Les "promesses" des nanos en matière d'environnement
Les nanotechnologies sont souvent présentées comme une solution miracle à de nombreux problèmes d'environnement. En 2009, l'Union des Industries Chimiques (UIC) affirmait ainsi que "les nanomatériaux contribuent à réduire l'empreinte environnementale des activités : pneus à basse consommation, véhicules moins gourmands en énergie, habitations mieux isolées, téléphones cellulaires et ordinateurs plus autonomes et moins énergivores. (...) Les nanotechnologies interviennent de plus en plus dans la dépollution des sols et des eaux, le stockage du CO2 ou encore la production et le stockage d'énergies renouvelables. Au niveau industriel, elles permettent de fabriquer des produits manufacturés en consommant moins d'énergie et de matières premières"1.
Ainsi que le rapportait le Président de la Commission nationale du débat public en avril 2010 à l'issue du débat, ce discours est entretenu par des institutions de recherche française : "Qu'attend-on de positif des nanotechnologies ? Selon le CNRS et le CEA, un des objectifs est de contribuer au développement d'une société économe en ressources naturelles et en énergie, porteuse d'une forte exigence de préservation de la santé et de l'environnement"2.
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Dépollution et remédiation des sols et des eaux par les nanos
De 2009 à 2012, le projet de recherche NanoFreezes a mobilisé les efforts de chercheurs du CNRS, de l'INERIS et du CEREGE, avec des résultats jugés "très satisfaisants".
Des chercheurs du Gisfi (Groupement d’intérêt scientifique sur les friches industrielles) ont réitéré en mars 2019 l'intérêt de la nanoremédiation. Les nanoparticules de fer sont les plus utilisées. Elles permettent de décontaminer des eaux et des sols chargés en composés chlorés, qui figurent parmi les polluants les plus répandus. Elles sont aussi efficaces pour le chrome, en réduisant l’une de ses formes particulièrement toxiques. Elles peuvent être injectées dans les nappes et mélangées à des sols, jusqu’à des profondeurs d’une douzaine de mètres, permettant dans certains cas de venir à bout de la quasi-totalité de la pollution.
Les auteurs soulignent cependant les incertitudes sur les risques, "les barrières à franchir d’ordre réglementaire et concernant l’acceptabilité de ces techniques par les entreprises, les clients, les élus et le public".
Les études continuent avec le Gisfi, la région Grand Est et quatre partenaires européens (Finlande, Grèce, Hongrie et Italie) dans un nouveau programme TANIA TreAting contamination through NanoremedIAtion (1 285 735 € pour des travaux de janvier 2017 à décembre 2021).
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Autres "promesses" des nanomatériaux et/ou nanotechnologies en matière d'environnement
A travers notre veille sur le web, nous repérerons également de nombreuses annonces de développement d'applications nanos prétendument "vertes"3.
La vigilance est néanmoins de mise : outre qu'il existe beaucoup d'incertitudes sur les risques associés à ces développements (voir plus bas), certains s'interrogent sur la réalité et l'empreinte environnementale de ces promesses.
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Quelle réalité ?
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Quel bilan écologique ?
Avec le BEE et l'IPEN4, ils soulignent également que les promesses environnementales associées aux nanos ne concernent souvent que l'utilisation ou l'exploitation des produits auxquels elles sont associées et ignorent l'empreinte environnementale des autres étapes du cycle de vie des produits - élaboration, fabrication, utilisation, recyclage ou élimination - lors desquelles l'environnement peut être déterioré.
Par exemple les recherches, l'extraction des matières premières, la fabrication et le traitement en fin de vie de certains nanomatériaux requièrent des installations et équipements plus sophistiqués que les procédés classiques, et également plus d'énergie, plus d'adjuvants (notamment d'eau) et parfois plus de solvants néfastes pour l'environnement6.
Les rejets de gaz à effet de serre générés par la production de certains nanomatériaux, le nanoargent notamment, peuvent être également plus importants7, or ils sont en cause dans le réchauffement climatique et l'épuisement de la couche d'ozone.
En outre, même pendant la seule phase de leur utilisation, certains produits présentent un faible rendement de production, à cause d'un coût énergétique élevé pour une durée de vie limitée (particulièrement tous les gadgets électroniques, smartphones en première ligne, utilisant micro et nano-électronique qui ne dépassent guère quelques années).
La production high-tech de nanomatériaux à base de carbone, tels que les fullerènes, nanotubes de carbone et nanofibres de carbone, est aujourd'hui extrêmement énergivore ; les gains d'énergie potentiellement liés à certaines de leurs utilisations - notamment, pour les véhicules, les économies de carburant liées au gain de poids qu'ils permettent d'obtenir - sont loin de compenser les coûts énergétiques liés à leur production. L'impact du cycle de vie des nanofibres de carbone pourrait être cent fois supérieur à celui des matériaux auxquels on les substitue (aluminium, acier ou polypropylène) dans l'aéronautique ou l'automobile par exemple8.
La facture énergétique dépend évidemment des quantités de nanomatériaux produites : lorsque de très petites quantités sont utilisées, par exemple dans le cas des nanotubes de carbone pour produire des films plastiques spéciaux, il peut y avoir un gain d'énergie9. Mais l'autre question qui émerge alors concerne les risques que peuvent poser ces nanotubes pour l'environnement. Ce qui nous amène à la question suivante...
Des risques pour l'environnement de plus en plus documentés mais encore insuffisamment cernés
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Des données parcellaires font état d'effets potentiels préoccupants sur la faune et la flore
A forte concentration, des effets de nanotubes de carbone ont été constatés par exemple11 :
- sur des micro-organismes : effets sur la croissance et la viabilité de protozoaires et autres micro-organismes,
- sur des végétaux : diminution de la viabilité cellulaire ou de la quantité de chlorophylle de végétaux, impact (parfois positif, parfois négatif) sur la germination des graines et la croissance racinaire
- sur des organismes aquatiques : diminution du taux de fertilisation chez des petits crustacés, malformations, retards à l'éclosion voire augmentation du taux de mortalité des embryons du poisson zèbre
- sur des organismes terrestres : réduction de la mobilité voire mort de drosophiles, diminution du taux de reproduction de vers de terre.
Plus récemment, des chercheurs ont mis en évidence un lien entre l'incinération de thermoplastiques contenant des nanotubes de carbone et l'augmentation des émissions et de la toxicité des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)12.
Et on commence à voir apparaître des résultats qui mettent en évidence des effets néfastes du nanoargent et de nanoparticules de dioxyde de titane sur des plantes et micro-organismes observés à des doses "réalistes"13.
La dissémination des nanoparticules manufacturées de dioxyde de titane peut être source de toxicité pour les environnements terrestres et aquatiques14.
Les nanoparticules contenues dans les crèmes solaires sont relarguées dans les eaux de baignade (de l'ordre de 4 kg de nanoparticules de dioxyde de titane par jour sur une plage espagnole), et aboutir à une augmentation de la concentration en peroxyde d'hydrogène, une molécule au potentiel toxique, notamment pour le phytoplancton qui constitue la nourriture de base des animaux marins15, ce qui peut donc avoir des conséquences sur toute la chaîne alimentaire !
En 2020, des travaux menés par des chercheurs français et espagnols ont montré que des nanoparticules d'oxyde de zinc sont absorbées par les roseaux, avec différents effets toxiques à la clé (réduction de leurs croissance, teneur en chlorophylle, efficacité photosynthétique et transpiration)16.
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Des risques aussi mobiles que les nanomatériaux
On sait que des nanomatériaux ou résidus de nanomatériaux peuvent pénétrer et s'accumuler dans différentes espèces bactériennes, végétales, animales, terrestres et ou aquatiques, être transmis à la génération suivante, et remonter la chaîne alimentaire17.
Mais ces données sont encore très parcellaires ; malgré le développement des recherches à ce sujet18, les incertitudes relatives aux risques posés par les nanomatériaux pour l'environnement sont nombreuses.
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Les conditions d'expérimentation sont souvent très éloignées de celles rencontrées dans la réalité
Les nanomatériaux considérés sont en effet souvent synthétisés en laboratoire et donc différents des nanomatériaux et résidus de dégradation des nanomatériaux auxquels sont réellement exposés les écosystèmes et les populations humaines. Pour l'heure, les scientifiques ont en effet une connaissance très limitée des types de nanomatériaux qui sont incorporés dans les produits actuellement sur le marché, et a fortiori des résidus de dégradation des nanomatériaux relargués dans l'environnement tout au long du "cycle de vie" de ces produits ; ils ignorent également beaucoup de choses sur la mobilité et les transformations subies par ces derniers dans l'environnement : là encore de nombreux paramètres entrent en ligne de compte, comme le degré d'acidité ou de salinité19 de l'eau par exemple.
Les concentrations de nanomatériaux testés sont en outre plus importantes que celles estimées dans l'environnement (à cause des limites des appareils de détection et de mesure utilisés en laboratoire). Toutefois on ne peut écarter l'hypothèse que les effets constatés (ou d'autres) sur les écosystèmes pourraient également intervenir à des concentrations plus faibles ; on vient en outre d'avoir la preuve scientifique que certains nanomatériaux (de silice notamment) sont plus génotoxiques à faibles doses qu'à fortes doses20. En outre ces fortes concentrations permettent de simuler des situations de contamination aiguë et ponctuelle (par exemple un déversement accidentel sur un site de production, ou encore en cours de transport).
La situation s'améliore cependant (au niveau méthodologique s'entend), avec de nouvelles méthodes d'analyses pour étudier les effets de nanoparticules sur les écosystèmes21 - par exemple en utilisant des "mésocosmes" : d'énormes aquariums reproduisant un mini éco-système dans lesquels est étudié à différents dosages le comportement des nanoparticules en contact avec des plantes, des poissons, du sol et de l'eau.
Les effets néfastes du nanoargent sur des plantes et micro-organismes mentionnés plus haut ont également été observés dans des conditions expérimentales "réalistes"13.
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L'évaluation des risques se heurte à la complexité due à la multitude de paramètres à prendre en compte
- - d'une part la toxicité et l'écotoxicité des nanoparticules varient selon leurs caractéristiques physico-chimiques (dimension, forme, structure, état de charge, degré d'agglomération, composition, solubilité, etc.) qui varient elles-mêmes selon les conditions dans lesquelles les nanoparticules sont synthétisées, stockées, éventuellement enrobées, intégrées dans un produit puis relarguées dans l'environnement.
- - d'autre part, il faut également prendre en compte ce avec quoi les nanomatériaux considérés - ou leurs résidus - vont entrer en contact : êtres vivants végétaux, animaux, micro-organismes, et autres substances chimiques.
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Les incertitudes donnent lieu à des divergences d'interprétation
Quand certains minimisent les risques en arguant du fait que les expériences ont été réalisées sur la base d'un "scénario du pire" (pour "worst case scenario" en anglais, impliquant par exemple des nanoparticules utilisées sous forme dispersée et à doses très fortes), d'autres soulignent a contrario que les conclusions amènent à tirer la sonnette d'alarme.
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Les nanomatériaux peuvent accroître la dissémination d'autres polluants
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Des risques accrus par les interactions des nanomatériaux entre eux ou avec d'autres polluants
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Quelles conséquences de la dissémination des nanomatériaux bactéricides ?
Pire, les nanomatériaux utilisés pour dépolluer les sols ou les eaux26 pourraient entraîner eux-mêmes des pollutions importantes des écosystèmes au point que de nombreux acteurs insistent sur la nécessité d'interdire l'utilisation de nanoparticules pour dépolluer des sols ou de l'eau jusqu'à ce que des recherches démontrent que les bénéfices sont supérieurs aux risques27.
Les nombreuses incertitudes scientifiques qui demeurent laissent le champ libre à des différences d'appréciation des risques par les scientifiques voire de vraies controverses. Outre les problèmes qu'il pourrait poser dans les stations d'épuration, le nanoargent par exemple est pointé du doigt par certains experts qui le soupçonnent d'accroître le risque d'émergence de bactéries multirésistantes aux antibiotiques, ce que d'autres contestent28...
Comment appliquer le principe de précaution ?
Devant le peu de certitudes et de garanties sur l'innocuité des nanomatériaux pour l'environnement, s'impose le principe de précaution, inscrit dans la Constitution depuis 2005 : "Lorsque la réalisation d'un dommage, bien qu'incertaine en l'état des connaissances scientifiques, pourrait affecter de manière grave et irréversible l'environnement, les autorités publiques veilleront, par application du principe de précaution, et dans leurs domaines d'attribution, à la mise en oeuvre de procédures d'évaluation des risques et à l'adoption de mesures provisoires et proportionnées afin de parer à la réalisation du dommage".
Comment l'appliquer au cas des nanomatériaux pour lesquels demeurent de nombreux "verrous scientifiques" qui empêchent à ce jour une connaissance précise des risques encourus ?
Voici quelques-unes des pistes de solutions - parfois complémentaires, parfois exclusives les unes des autres - proposées par différents acteurs lors du débat public national de 2009-2010 et depuis :
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Mener des études supplémentaires ? Lesquelles et à quel prix ? Financées par le contribuable et/ou les industriels ?
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Limiter la commercialisation / les utilisations des nanomatériaux ?
Des chercheurs ont estimé qu'entre 63 et 91% des quelques 300 000 tonnes de nanomatériaux manufacturés produits dans le monde en 2010 ont fini dans des décharges, le reste étant relargué dans les sols (8 à 28%), l'eau (de 0,4 à 7%), ou l'atmosphère (0,1-1,5 %)29.
Certains demandent de rendre obligatoires les évaluations avant la commercialisation de nanomatériaux, et d'interdire ces derniers lorsque les résultats de ces évaluations suggèrent qu'ils pourraient être nocifs pour l'environnement. On retombe alors sur les questions mentionnées plus haut concernant la fiabilité, le calendrier et le financement de ces études.
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Développer l'éco-conception des nanomatériaux ?
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Contrôler les sources industrielles d'émissions de nanomatériaux ?
Au niveau européen, l'AFNOR a bien annoncé fin 2011 le lancement de travaux par le comité technique européen dédié aux nanotechnologies, le CEN/TC 352 mais nous n'avons pas d'information sur la norme "nanoresponsable" qui devrait en découler.
De l'avis d'un nombre croissant d'associations et d'experts scientifiques30, il est pourtant urgent d'agir. Et même si les instruments et méthodes pour détecter, mesurer, suivre et contrôler les nanomatériaux dans l'environnement sont encore à améliorer, il est d'ores et déjà techniquement possible de prélever et de conserver des échantillons pour les analyser quand ces instruments et méthodes seront au point31. Une démarche essentielle à mettre en place au plus vite.
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Géolocaliser les relargages de nanomatériaux afin de cibler les zones les plus à risques
Des initiatives concrètes ont-elles été mises en place en ce sens ? Pas à notre connaissance.
La question environnementale, porte d'entrée d'une approche plus globale ?
Le physicien Richard Jones, Pro-Vice Chancelier à la Recherche et l'Innovation de l'Université de Sheffield (Royaume-Uni), interpellait en 2009 la communauté scientifique en insistant sur le fait que les enjeux environnementaux soulevés par les nanos dépassent le simple domaine de la toxicologie et de la technique, et nous confrontent à des questions plus globales : qui contrôle ces technologies, qui en profite ? selon quelle gouvernance ? 32. Du fait des incertitudes relatives à l'efficacité et à la potentielle gravité des effets environnementaux causés tout au long du cycle de vie des nanomatériaux, il s'agit de considérer les questions de leur réversibilité et de notre capacité à remédier aux problèmes qu'ils pourraient engendrer. En matière de réversibilité, ce ne sont pas uniquement des considérations techniques qui doivent entrer en ligne de compte souligne toujours Richard Jones : notre expérience avec d'autres technologies montre que les sociétés, une fois engagées dans une voie spécifique, peuvent avoir de grandes difficultés à faire marche arrière, non seulement pour des raisons techniques, mais aussi pour des raisons économiques ou socio-politiques.
La question de l'utilité (ou de la futilité) de l'usage des différents nanomatériaux a été posée lors du débat public national : y a-t-il un réel progrès pour l'homme ? La réponse peut varier en fonction des valeurs et des cultures. En France, beaucoup d'associations considèrent que "l'urgence publique est d'investir d'abord dans la réduction des pollutions, la prévention des cancers, la sobriété énergétique, l'accès à l'eau et à la nourriture avant de développer, sans véritable instance de contrôle ou d'éthique, les nanoproduits", ainsi que le rapportait le Président de la CNDP à l'issue du débat public national sur les nanotechnologies en avril 20107.
Se pose également la question de l'autonomie ou de la dépendance à une technologie complexe : quelles solutions alternatives existent pour l'effet attendu ? Quels moyens sont consacrés à les améliorer ?
En définitive, c'est le fonctionnement de notre démocratie qui est ici en jeu : qui décide quoi à quel moment du cycle de vie des innovations ? Quels acteurs sont concernés à chaque étape du cycle ? Ont-ils pu exprimer un avis et en est-t-il tenu compte au moment où un vrai choix est encore possible, comme le requiert la convention d'Aarhus ? Avec quelle éthique ?
Annexe : Les acteurs mobilisés sur la question
Différentes organisations ont pris position sur les questions environnementales soulevées par les nanotechnologies et nanomatériaux, notamment :
- du côté des associations environnementales :
- en France : France Nature Environnement, le WWF , les Amis de la Terre, ...
- à l'étranger : le Bureau Européen de l'Environnement (BEE), ETC Group, le Center for International Environmental Law, ICTA, Les Amis de la Terre International, Natural Resources Defense Council (NRDC), Clean Production Action, The Silicon Valley Toxics Coalition (SVTC), ...
- du côté des pouvoirs publics :
- en France :
- l'ANSES, qui a publié en 2010 le rapport Évaluation des risques liés aux nanomatériaux pour la population générale et pour l'environnement, et en 2011 le rapport Toxicité et écotoxicité des nanotubes de carbone, mis à jour en novembre 2012 dans le document Note d'actualité, État de l'art 2011-2012
- les ministères qui ont contribué au chapitre sur les "Risques pour la santé et l'environnement" pour le débat public national sur les nanotechnologies de 2009-2010.
- les agences environnementales comme l'EPA aux Etats-Unis, la DEPA au Danemark, etc.
- en France :
- du côté des laboratoires de recherche :
- les équipes de recherche françaises mobilisées sur la question sont pour la plupart listées sur le site du Groupement de recherche international iCEINT qui inclue également des équipes américaines du consortium CEINT
- les principaux laboratoires européens peuvent être identifiés à partir de la liste des projets européens en matière de sécurité environnementale des nanomatériaux réalisée en mai 2012 par l'Institute of Technology Assessment de l'Académie des Sciences autrichiennes, ou le document plus détaillé "Compendium of Projects in the European NanoSafety Cluster" publié en février 2012.
Pour aller plus loin
VOIR AUSSI :
- Sur notre site veillenanos.fr :
- Bibliographie générale "Nanomatériaux et environnement"
- Quel relargage des nanomatériaux dans l'environnement ?
- Quels devenir et comportement des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
- Prendre en compte l'ensemble du cycle de vie des nanomatériaux et des produits qui en contiennent
- Nanos et plastiques
- Détecter et mesurer les nanomatériaux ?
- Pourquoi tant d'incertitudes sur les risques associés aux nanomatériaux ?
- Comment financer les études de risques associés aux nanomatériaux?
- Nanos et stations d'épuration
- Les nanos dans le Plan "Mon Environnement, Ma santé" (PNSE 4)
- Ailleurs sur le web :
- Gestion des déchets et des effluents contenant des nanomatériaux. Devenir et impact dans les filières de traitement et valorisation - Synthèse , RECORD, 2019
- Les nanoparticules dans l'environnement, Julien Gigault (CNRS), Espace des sciences (Rennes), vidéo, 2 mai 2017
- Comment les nanotechnologies contribuent-elles à la transition énergétique ?, Forum NanoResp, 25 novembre 2015
Notes et références
1 - Cahier d'acteur pour le débat public national, Union des Industries Chimiques (UIC), oct. 2009
2 - Bilan du débat public sur le développement et la régulation des nanotechnologies, CNDP, avril 2010
3 - Voir par exemple :
- Les nanomatériaux permettent un dispositif réversible de chauffage et de refroidissement, Enerzine, 9 décembre 2020
- Les super pouvoirs des nano-matériaux, Transition et Energies, 28 janvier 2020
- Les nanotechnologies aussi peuvent se mettre au vert, Techniques de l'ingénieur, 10 octobre 2018
- Une meilleure production solaire de dihydrogène grâce aux nanoparticules de nickel, CNRS, 1er août 2018
- Panneaux solaires : des cellules photovoltaïques plus efficaces grâce à des nanoparticules reverbérantes dopées aux colorants organiques, Futura Sciences, 27 avril 2018
- Des capteurs de lumière moins chers, moins toxiques et recyclables pour la production d'hydrogène, CNRS, 10 avril 2018
- Nanomaterials Hold Promise for Producing Hydrogen from Water, University of Houston, 21 mars 2018
- La recherche sur les nanofils pourrait annoncer une nouvelle génération d'appareils solaires portables, Cordis, 21 février 2018
- "Changer les matériaux permettra de réduire les émissions de gaz de serre", Anatoly Chubais (Rusnano), Les Echos, décembre 2015
- Comment les nanotechnologies contribuent-elles à la transition énergétique ?, Forum NanoResp, novembre 2015
- Nanomaterials for Environmental Protection, Kharisov BI et al., John Wiley & Sons, août 2014
- Nouveau nanomatériaux dans le domaine de l'énergie durable, Munteanu LI et al., UMPC, avril 2014
- la synthèse réalisée par Bulletins électroniques en décembre 2011 : Energie & Environnement - Les nanosciences au coeur des technologies propres
- la synthèse en anglais réalisée en 2012 par l'Institute of Technology Assessment de l'Académie des Sciences autrichiennes : Nanotechnology and the environment - Potential benefits and sustainability effects.
4 - Nanotechnologie et environnement : un décalage entre les discours et la réalité, Bureau européen de l'environnement (BEE) et le Réseau international pour l'élimination des Polluants organiques persistants (IPEN), 2009 ; Nanomatériaux : Préoccupations sur la Santé et l'Environnement, BEE, 2009
5 - Nanotechnology, climate and energy: over-heated promises and hot air?, Les Amis de la Terre, novembre 2010 (voir ici pour un résumé en français : Nanotechnologies, climat et énergie)
6 - Dans un scénario de fonctionnement à long terme, l'évaluation du cycle de vie de deux processus solaires de purification de l'eau a par exemple montré un impact sur l'environnement nettement plus élevé pour le processus photocatalytique à base de nano-TiO2 par rapport à l'approche conventionnelle, du fait d'une forte consommation des ressources dans la production du dioxyde de titane à l'échelle nanométrique (Untersuchungen des Einsatzes von Nanomaterialien im Umweltschutz, Martens, Sonja, et al. (Golder Associates Gmbh), 2010, solicited by: Umweltbundesamt, no. 34/2010, June 2010, Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt).
7 - Prospective environmental life cycle of nanosilver Tshirts, Walser Tobias et al., ES&T, 2011, 45(10) : 4570-4578
8 - Voir par exemple :
- Minimum Energy Requirements for the Manufacturing of Carbon Nanotubes, Gutowski, Timothy G., et al., 2010, IEEE, International Symposium on Sustainable Systems and Technologies,16-19 mai 2010, Washington D.C.
- Carbon Nanofiber Polymer Composites: Evaluation of Life Cycle Energy Use, Khanna, Vikas/Bakshi, Bhavik R., 2009, Environmental Science & Technology, 43(6), 2078-2084.
- Material and Energy Intensity of Fullerene Production, Anctil, Annick, et al., 2011, Environmental Science & Technology, 45(6), 2353-2359.
9 - Entlastungseffekte für die Umwelt durch nanotechnische Verfahren und Produkte, Steinfeldt, Michael/Von Gleich, Arnim (Institut für ökologische Wirtschaftsforschung gGmbH FB Umweltökonomie und -politik), 2010, solicited by Umweltbundesamt, no. 33/210, June 2010, Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt
10 - Cf. Bibliographie Nanomatériaux et environnement, le paragraphe de la fiche consacrée aux risques des nanoparticules de dioxyde de titane pour l'environnement ou encore notre fiche sur les risques associés aux nanoparticules d'argent.
11 - Voir le rapport Toxicité et écotoxicité des nanotubes de carbone, ANSES, février 2011 (mis à jour en novembre 2012 dans le document Note d'actualité, État de l'art 2011-2012). Voir également notamment Carbon nanotubes: Impacts and behaviour in the terrestrial ecosystem - A review, Liné C et al., Carbon, 123 ; 767-785, juillet 2017
12 - Cf. Incinerating nano-enabled thermoplastics linked to increased PAH emissions and toxicity, Science for Environment policy, European Commission DG Environment News Alert Service, 508, 24 mai 2018
13 - Voir par exemple :
- Andreï J et al., Silver nanoparticles impact the functional role of Gammarus roeseli (Crustacea Amphipoda), Environmental Pollution, 208, 608-618, janvier 2016
- Des effets négatifs de nano TiO2 ont été observés sur la vie microbienne des sols limono-argileux à forte teneur en matière organique (notamment une altération de la nitrification), même pour des concentrations extrêmement faibles de nano TiO2 : cf. Dynamique, réactivité et écotoxicité des nanoparticules d'oxydes métalliques dans les sols : impact sur les fonctions et la diversité des communautés microbiennes, thèse de Marie Simonin (Ecologie Microbienne / UMR CNRS 5557 Université Claude Bernard - Lyon 1), soutenue en octobre 2015 :
- Silver Nanoparticles May Adversely Affect Environment, Communiqué de presse, Duke University, 27 février 2013 ; Low Concentrations of Silver Nanoparticles in Biosolids Cause Adverse Ecosystem Responses under Realistic Field Scenario, Plos One, février 2013
14 - Cf. Risques environnementaux associés aux nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂)
15 - Cf. http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=DevenirNanoEau#Baignade
16 - Cf. Stable Zn isotopes reveal the uptake and toxicity of zinc oxide engineered nanomaterials in Phragmites australis, BioRxiv, Caldelas C et al., 2020
17 - Cf. http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=DevenirNanoEnvironnement#mobilité
18 - Voir le document plus détaillé et plus récent Compendium of Projects in the European NanoSafety Cluster, NanoSafety Cluster, juin 2015
Citons notamment le projet européen de recherche NanoSolutions (2013-2017), qui cherche à identifier les caractéristiques des nanomatériaux manufacturés qui déterminent leur potentiel de risque biologique. Il vise à développer un modèle de classification de sécurité pour ces nanomatériaux, basé sur une compréhension de leurs interactions avec des organismes vivants.
19 - Cf. par exemple : The influence of salinity on the fate and behavior of silver standardized nanomaterial and toxicity effects in the estuarine bivalve Scrobicularia plana, Bertrand, C et al. , Environ Toxicol Chem., 2016
20 - Cf. Résultats du programme européen Nanogenotox : génotoxicité des nanomatériaux. Plus généralement, on commence à mieux comprendre l'effet des faibles doses et à s'apercevoir que ces effets peuvent être tout aussi délétères que des doses importantes ou avoir des effets antagonistes en fonction des doses. Les effets-doses viennent complexifier considérablement les recherches en toxicologie. Voir par exemple Le problème sanitaire des faibles doses, Elizabeth Grossman, juillet 2012 ; La seconde mort de l'alchimiste Paracelse, Stéphane Foucart, 11 avril 2013
21 - Voir par exemple :
- Contribution of mesocosm testing to a single-step and exposure-driven environmental risk assessment of engineered nanomaterials, Auffan M et al., Nanoimpact, 13 : 66-69, 2019
- Clarification of methodical questions regarding the investigation of nanomaterials in the environment, UBA, décembre 2017
- Ecotoxicologie des nanomatériaux : nouvelles approches analytiques, Camille Larue, Bulletin de veille scientifique (BVS), Anses, septembre 2015
- Le laboratoire d'Ecologie Microbienne de l'université Lyon 1 a mis en place des études sur la Dynamique, réactivité et écotoxicité des nanoparticules d'oxydes métalliques dans les sols : impact sur les fonctions et la diversité des communautés microbiennes (2015).
- Le projet MESONNET du CEREGE, initié en 2012, a contribué ainsi à étudier les conséquences potentielles des nanoparticules sur les écosystèmes en utilisant des "mésocosmes".
22 - Voir par exemple :
- Environmental Risk Assessment of Nanomaterials in the light of new obligations under the REACH regulation ‐ Which challenges remain and how to approach them?, Integrated Environmental Assessment and Management, Schwirn K et al., mars 2020 Experts call for updated guidance on nanomaterial risk assessment, Chemical Watch, 26 mars 2020
- Harmonizing across environmental nanomaterial testing media for increased comparability of nanomaterial datasets, Geitner NK et al., Environ. Sci.: Nano, 7, 13-36, 2020
23 - Voir par exemple :
- Fate of single walled carbon nanotubes in wetland ecosystems, Schierz A et al., Environ. Sci.: Nano, 2014 (et le communiqué de presse associé : Nanoparticles accumulate quickly in wetlands: Aquatic food chains might be harmed by molecules 'piggybacking' on carbon nanoparticles, Science Daily, 1er octobre 2014
- Carbon nanotubes as molecular transporters for walled plant cells. Liu Q, Chen B, Wang Q, et al. in Nano Lett., 9(3): 1007-10, 2009
- Toxicity and bioaccumulation of xenobiotic organic compounds in the presence of aqueous suspensions of aggregates of nano-C60, Baun, A., et al., in Aquatic Toxicology, 86: 379-387, 2008
- Enhanced bioaccumulation of cadmium in carp in the presence of titanium dioxide nanoparticles, Zhang et al., Chemosphere 67(1):160-6, 2007
24 - Cf. http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=EffetsNanoSante#EffetCocktail
25 - Voir notre page dédiée "Nano et Stations d'épuration" et Risques associés au nanoargent, veillenanos.fr
26 - Voir par exemple :
- Des nanoparticules de fer pour dépolluer les sols, The Conversation, 16 mars 2019
- La Carte Nanoremédiation réalisée par le Project on Emerging Nanotechnologies présente une cartographie des sites où des nanos sont déjà utilisées à des fins de remédiation (dépollution).
27 - Citons notamment la Royal society et la Royal Academy of Engineering britanniques qui ont pris position sur ce sujet dès 2004 dans leur rapport Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties ; ou encore l'Agence française de sécurité sanitaire des aliments (Afssa), dans un rapport de 2008 intitulé Les nanoparticules manufacturées dans l'eau ; voir aussi l'appel lancé en 2010 aux USA par un groupe de scientifiques et d'associations contestant l'utilisation de nanoparticules pour lutter contre la marée noire dans le golfe du Mexique. Voir également Contaminated Site Remediation: Are Nanomaterials the Answer?, Project on Emerging Nanotechnologies et Environmental Protection Agency (USA), février 2010
28 - En décembre 2011, la Commission a donc mandaté le Comité scientifique des risques sanitaires émergents et nouveaux (SCENIHR) pour produire d'ici 2013 un avis scientifique sur les effets sanitaires et environnementaux du nanoargent et son rôle dans la résistance antimicrobienne.
29 - Global life cycle releases of engineered nanomaterials, Journal of Nanoparticle Research, Mai 2013.
30 - When enough is enough, J. Hansen & A. Baun, Nature Nanotechnology, 7, 409411 (2012)
31 - Cf. Nanomatériaux : Une revue des définitions, des applications et des effets sur la santé. Comment implémenter un développement sûr, Eric Gaffet, Comptes Rendus Physique, Volume 12, numéro 7, pages 648-658, septembre 2011
Voir notamment : ADEME, INERIS & CEREGE, Méthodologie d'évaluation de l'empreinte environnementale autour de sites producteurs ou utilisateurs de nanomatériaux - NanoIdent, Aguerre-Chariol O et al., mars 2019
32 - Richard Jones, 'It's not just about nanotoxicology', Nature Nanotechnology, vol 4, octobre 2009
Dossier initialement mis en ligne en septembre 2012