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Risques associés aux nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂)

Par MD et l'équipe Avicenn - Dernière modification juin 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.

Sommaire

Une publication récente a établi la présence de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) dans le foie et la rate de 15 humains (et non plus seulement sur des rats de laboratoire). Dans la moitié des cas, les niveaux étaient supérieurs à celui jugé sans danger pour le foie. Cf. Detection of titanium particles in human liver and spleen and possible health implications, Heringa MB et al, Particle and Fibre Toxicology, 15:15, 2018.

Des présomptions de risques très fortes pour le dioxyde de titane (même non nano)

  • Même non nano, le TiO2 inhalé est possiblement cancérigène
Les données scientifiques analysées par l'ANSES en 2016 montrent que le dioxyde de titane peut entraîner des tumeurs malignes chez le rat après une exposition par inhalation, ce qui a conduit l'agence à considérer le dioxyde de titane comme cancérogène avéré chez l'animal. Chez l'humain, le caractère cancérogène reste débattu du fait de limites méthodologiques des études épidémiologiques disponibles.
En mai 2016, l'ANSES a donc proposé à l'agence européenne des produits chimiques (ECHA) de classer le dioxyde de titane comme cancérogène 1B par inhalation1, déclenchant l'ire des fédérations et entreprises concernées, qui ont envoyé plus de 500 commentaires en réponse à la consultation de l'ECHA sur le sujet (en mai-juin 2016)2.
Le processus d'instruction de la proposition de classification a suivi depuis les étapes prévues par le règlement CLP. En 2017, le Comité d'évaluation des risques (RAC) de l'ECHA a statué pour un classement "cancérogène suspecté" (catégorie 2)3.
Sur la base de cet avis, la Commission européenne décidera de l'inclusion ou non de la classification du TiO2 dans le règlement CLP.
Cette proposition de classification, si elle est adoptée, conduira à des obligations d'information des travailleurs, mais aussi de recherche de substitution de la substance, qui bénéficierait également à une meilleure protection de la population générale.
Début juin 2018, 3 ONG européennes ont tiré la sonnette d'alarme, une semaine avant la réunion du comité REACH qui doit examiner la classification du TiO2 (nano et non nano) : selon EEB, ECOS et HEAL, des fabricants et industriels utilisateurs de TiO2 seraient en passe d'obtenir une dérogation à la classification du TiO2 pour la forme liquide du dioxyde de titane, y compris sous forme de spray malgré les risques d'inhalation associés4. La confédération européenne des syndicats (CES - ETUC) a elle aussi réagi par courrier en juin 2018.
La discussion est en cours entre les Etats membres et la Commission et devrait faire l'objet d'un vote en septembre 2018.

En 2006 le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) avait classé le dioxyde de titane (TiO₂) comme cancérigène possible pour l'homme (classe 2 B)5 - et ce, toutes tailles confondues : l'échelle nanométrique est donc concernée mais pas plus ni moins que le TiO2 non nanométrique.
Les études qui ont été considérées pour cette classification portaient sur le TiO₂ sous forme de poudre avec la présomption de risques par inhalation qui concernent d'abord les travailleurs potentiellement exposés.

  • A l'échelle nano, les risques pourraient être encore plus grands
Depuis plusieurs années, les publications scientifiques sur les risques sanitaires et environnementaux associés aux nanoparticules de dioxyde de titane s'accumulent6.
En mai 2014, l'Agence française de sécurité sanitaire (ANSES) avait donc préconisé un classement des nanoparticules de dioxyde de titane (et autres) comme substances dangereuses afin que soient mises en place des mesures de restriction d'usage voire d'interdiction de l'utilisation de certaines applications grand public7.
Cette préconisation a été reprise dans l'action n°72 du 3ème plan national Santé Environnement (PNSE 3) (2015-2019) fin 2014 et dans l'action 1.13 du Plan Santé au travail (PST 3) (2016-2019).
Nous ignorons à ce stade quelles déclinaison la DGT a donné, ou non, à cette action. Des demandes ont-elles été déposées ou sont-elles en préparation ?

Les travailleurs particulièrement exposés8 (notamment dans le secteur de la chimie, du bâtiment, des cosmétiques ou de l'alimentaire) devraient faire l'objet d'une sensibilisation et d'une surveillance ciblée.
Des efforts commencent à être faits en ce sens : en 2014, les données recueillies dans le cadre de la déclaration obligatoire relatives aux nanoparticules de dioxyde de titane ont été communiquées à l'Institut national de veille sanitaire (InVS) dans le cadre du projet Epinano pour le suivi de cohortes de travailleurs exposés aux nanomatériaux. Mais le dispositif connaît des difficultés de mise en oeuvre.

Le Haut Conseil de la Santé publique (HCSP) vient de rendre un rapport9 appelant à protéger les travailleurs et les populations à proximité des sites industriels produisant ou manipulant du nano-TiO2, assorti d'un ensemble de préconisations pratiques à destination des pouvoirs publics et des industriels.

Une saisine sur le TiO2 est encore en cours en France, à l'ANSES, pour établir une valeur toxicologique de référence (VTR) pour le TiO2 nano, sur la base de l'examen au 1er semestre 2018 du travail réalisé par l'INERIS en 2016, qui servira à étudier la faisabilité d'une fixation de VTR (livrable attendu fin 2018).

Selon une étude récente, entre les nanoparticules de TiO2 de forme anatase et celles de forme rutiles, ce sont les rutiles qui sont le plus nocives pour le système immunitaire lorsqu'elles sont inhalées10.

Confusions sur les évaluations

  • - Dans le cadre de REACH
L'évaluation des risques associés au dioxyde de titane (y compris ses nanoformes) est prévue dans le cadre de REACH : elle devait être réalisée par l'ANSES en 201511, mais ne sera pas réalisée au moins avant... fin 2018 !
Cette évaluation est en effet entravée par le refus des industriels de communiquer les données nécessaires à cette évaluation ; en septembre 2014, la "Chambre des recours" de l'agence européenne des produits chimiques (ECHA) a été saisie par neuf fabricants de dioxyde de titane (Tioxide Europe / Huntsman, Cinkarna, Cristal Pigment, Du Pont, Evonik, Kronos, Precheza, Sachtleben Chemie GmbH et Tronox Pigments) qui ont exprimé leur refus de fournir les données demandées par l'ECHA dans le cadre de Reach. En mars 2017, ils ont obtenu gain de cause12. L'évaluation du TiO2 par l'ANSES est désormais repoussée à 201813... et les données sur lesquelles elle pourra être menée sont à ce stade encore très incertaines (l'avancée de la révision des annexes de Reach, notamment, sera très importante).

  • - Dans l'alimentation
L'additif alimentaire E171 est constitué de particules de TiO2 (dont une partie sous forme nano). Il est autorisé au niveau européen par l'EFSA, qui a néanmoins recommandé en septembre 2016 que soit menées de nouvelles études sur le système reproducteur et qui, à la demande de la Commission européenne, est en train de réexaminer si son avis de 2016 doit être ou non révisé.
→Voir plus de détails ici.
Avicenn a compilé une douzaine de publications récentes faisant état d'effets délétères sur la santé liés à l'ingestion de nanoparticules de TiO2 : risques pour le foie, les ovaires et les testicules chez les humains, problèmes immunitaires et lésions précancéreuses au niveau du côlon chez le rat, perturbations du microbiote intestinal, inflammations et altérations de la barrière intestinale chez les animaux comme chez les humains, effets néfastes pour la descendance chez les rongeurs...
A suivre donc.

  • - Dans les cosmétiques
Dans les crèmes solaires et produits de beauté, les nanoparticules de TiO₂ (Cl 77891) ont été évaluées par le Comité scientifique pour la sécurité des consommateurs (CSSC), qui a approuvé leur utilisation comme anti-UV, avec une autorisation d'une concentration maximale de 25% (les applications sous forme de spray ne sont pas autorisées)14 ; la forme nano des particules de dioxyde de titane est inscrite depuis août 2016 à l'annexe VI du Règlement Cosmétiques 15. Elle sont utilisées principalement sous forme rutile (ou mélange anatase / rutile) et souvent enrobées d'une couche de silice ou d'alumine afin d'empêcher la formation de radicaux libres (qui provoquent le vieillissement cutané). Problème : le chlore des piscines peut dégrader ce revêtement, or au contact de l'eau et sous l'effet de la lumière, le nanoTiO2 peut alors libérer des radicaux libres, responsables du vieillissement de la peau et de l'apparition de cancers16.

  • - Dans les peintures
Le projet « Release_NanoTox » (financement ANSES 2015-2018) vise à apporter, par une approche réaliste, des connaissances nouvelles concernant l’impact potentiel des nano-objets issus de matériaux nanocomposites sous contrainte d’usage, sur les fonctions cérébrales. « L’impact toxicologique in vivo sur les fonctions cérébrales associé à l’inhalation d’un aérosol est encore trop peu étudié », précise-t-on au LNE.
Les équipes scientifiques ont développé un banc expérimental permettant de réaliser une exposition réaliste à partir de nanoparticules de TiO2 issues du ponçage de matériaux nanoadditivés. Le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) et le LNE (Plateforme MONA) ont participé à la phase de caractérisation aéraulique de ce banc et à la caractérisation physico-chimique des nano-objets émis dans la chambre d’exposition. Puis l’ANSES et le laboratoire CarMeN ont été impliqués pour les phases d’exposition par inhalation et d’analyse in vivo des altérations morphofonctionnelles cérébrales des souris au cours de l’exposition. Les premiers résultats sont en cours d’exploitation17.

Un projet de recherche européen intitulé NanoHouse mené entre 2010 et 2013 avait observé le cycle de vie de nanoparticules de dioxyde de titane contenues dans les peintures et revêtements utilisés en intérieur et à l'extérieur des habitations. Les travaux ont évalué le taux de relargage des nanoparticules de 1 à 2% seulement - et sous forme d'agglomérats18. Mais d'autres études sont beaucoup moins rassurantes : une étude de l'INERIS et de l'université de Compiègne publiée début 2015 a montré qu'un nanorevêtement de dioxyde de titane existant dans le commerce, une fois appliqué sur une façade de bâtiment, peut se détériorer sous l'effet du soleil et de la pluie ; ce faisant, il entraîne le relargage de particules de titane dans l'air en quelques mois - et qui plus est, sous forme de particules libres (plus dangereuses que lorsqu'elles sont agglomérées entre elles ou avec des résidus d'autres matériaux)19, il convient donc dans ces conditions de minimiser le recours aux nanorevêtements.
RelargageNanoTiO2Facades
Source : Emission of titanium dioxide nanoparticles from building materials to the environment by wear and weather, Shandilya, N et al., Environmental Science & Technology, 49(4): 2163-2170, 2015

Outre la toxicité et l'écotoxicité associées aux nanoparticules de TiO2 en elles-mêmes, se pose la question de la production et de la toxicité des composés issus de la réaction photocatalytique : des chercheurs ont constaté que la décomposition de composés organiques volatiles (COV) par des nanoparticules de TiO2 incorporées dans des revêtements n'est pas complète et qu'elle génère d'autres molécules nocives (acétone, acétaldéhyde, formaldéhyde notamment)20.

Des restrictions en Suisse

Le Grand Conseil de la République et canton de Genève déconseille l'utilisation du TiO2 nanoparticulaire sur les chantiers de l'Etat ainsi que dans les constructions des entreprises privées21. Il se base notamment sur l'étude réalisée par le Service cantonal de toxicologie industrielle et de protection contre les pollutions intérieures qui considère qu'il est "irresponsable d'utiliser un tel produit avant même de rechercher les dangers connus et d'évaluer leurs risques", déplore "l'emploi prématuré de ces produits en Italie, en France et en Belgique" et souhaite "que ces imprudences ne soient pas répétées sur le territoire de notre Canton"22.

En savoir plus

Quelques ressources sur les risques associés aux nanoparticules de dioxyde de titane (nanoTiO₂) :

Lire aussi sur notre site :
- Nos fiches :
- Nos articles (archives) :

Ailleurs sur le web :
En français :
En anglais :

NOTES & REFERENCES

1 - Cf. CLH report - Proposal for Harmonised Classification and Labelling Based on Regulation (EC) No 1272/2008 (CLP Regulation), Annex VI, Part 2, Substance Name: Titanium dioxide, ANSES, mai 2016. L'annonce avait été faite dès novembre 2015 par le journal Chemical Watch (cf. France proposes carcinogen 1B classification for titanium dioxide, Chemical Watch, 26 novembre 2015). Elle a été confirmée début juin 2015 par un communiqué de l'ANSES : Mise en consultation publique de la proposition de l'Anses pour un classement du dioxyde de titane en tant que cancérogène par inhalation, Anses, 3 juin 2016 ; voir également la page https://www.anses.fr/fr/content/dioxyde-de-titane

2 - Cf. Industry slams titanium dioxide classification proposal, Chemical Watch, 18 août 2016 et Comments and response to comments on CLH proposal on titanium dioxide, ECHA, 2016

3 - Voir notamment :

4 - Letter to REACH Committee Meeting , EEB, HEAL, ECOS, 6 juin 2018

5 - Carcinogenic Hazards from Inhaled Carbon Black, Titanium Dioxide, and Talc not Containing Asbestos or Asbestiform Fibers: Recent Evaluations by an IARC Monographs Working Group, Baan RA, Inhalation Toxicology, 2007, Vol. 19, No. s1 , Pages 213-228. A noter, le fait que cette classification en cancérigène 2B a été contestée au motif que les études citées portaient sur des rats, dont le système respiratoire est différent de celui de l'homme.

6 - Voir notamment :
Etude en français :

En anglais :

7 - Cf. Au vu des risques liés aux nanomatériaux, l'ANSES préconise un encadrement renforcé, Veillenanos, 15 mai 2014

8 - Voir notre bibliographie Nano et Santé au travail.

9 - Cf. Protéger les travailleurs et les personnes au voisinage de sites de production ou de manipulation de nanoparticules de dioxyde de titane, Haut conseil de la santé publique, 25 juin 2018

10 - Cf. The crystal structure of titanium dioxide nanoparticles influences immune activity in vitro and in vivo, Vandebriel RJ et al., Particle and Fibre Toxicology, 15:9, 2018

11 - Voir notamment :

12 - Voir "De grands comptes de l'industrie chimique refusent de montrer patte blanche", veillenanos.fr

13 - France faces further delay to titanium dioxide evaluation - Echa's MSC suggests waiting until 2018, Chemical Watch, 16 février 2017

14 - Le SCCS a rendu un premier avis le 23 juillet 2013, révisé en 2014 : Scientific Committee on Consumer Safety SCCS OPINION ON Titanium Dioxide (nano form) COLIPA n° S75, SCCS, avril 2014 et complété en septembre 2014 : Scientific Opinion for clarification of the meaning of the term "sprayable applications/products" for the nano forms of Carbon Black CI 77266, Titanium Oxide and Zinc Oxide, SCCS, septembre 2014 (publication juin 2015)

15 - Cf. notre fiche Quelle réglementation des nanomatériaux dans les cosmétiques en Europe ?, veillenanos.fr

16 - En 2012, des chercheurs de Cincinnati aux Etats-Unis ont montré que le chlore des piscines peut dégrader le revêtement d'hydroxyde d'aluminium qui entoure les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) intégrées dans certaines crèmes solaires (ici la Neutrogena SPF 30). Au contact de l'eau et sous l'effet de la lumière, le coeur du nanomatériau, le nanoTiO2 peut alors libérer des radicaux libres, responsables du vieillissement de la peau et de l'apparition de cancers.
Cf. Depletion of the protective aluminum hydroxide coating in TiO2-based sunscreens by swimming pool water ingredients, Chemical Engineering Journal, 191 : 95-103, Mai 2012

17 - Cf.

18 - Research into the safety of nanoparticles - No nano-dust danger from façade paint, EMPA, 13 janvier 2014 ; subventionné à hauteur de 2,4 millions d'euros par la Commission européenne, sur un budget global de 3,1 millions d'euros, le projet NanoHouse s'est étalé de janvier 2010 à juin 2013, avec pour partenaires français le CEA et ISTerre.

19 - Cf. Emission of titanium dioxide nanoparticles from building materials to the environment by wear and weather, Shandilya, N et al., Environmental Science & Technology, 49(4): 2163-2170, 2015 ; un résumé vulgarisé est accessible gratuitement ici : Nanocoating on buildings releases potentially toxic particles to the air, "Science for Environment Policy", Commission européenne, 28 mai 2015

20 - Voir par exemple :

21 - Santé : droit dans le mur... autonettoyant, Alternative Santé, 6 janvier 2016 et Rapport M 1741-A du Conseil d'Etat au Grand Conseil de Genève, 2008

22 - Annexe 2 du précédent document

Fiche initialement créée en février 2014
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