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Les travaux de l'INERIS sur les nanos
Les travaux de l'INERIS sur les nanos
Par MD - DL et l'équipe Avicenn - Dernière modification avril 2018 - Mises à jour nécessairesCette fiche a vocation à être 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.

- Une "task force nano" à l'INERIS
- 2018 : Publication d'un bulletin bimestriel de veille "nanomatériaux"
- Une plate-forme nano-sécurisée S-Nano dans l'Oise
- Participation à des programmes nationaux et européens
- Des missions d'appui, d'expertise, de formation et de certification
- Le MPS® instrument de caractérisation des nano et microparticules dans l'air ambiant
- Les résultats du projet NanoFlueGas sur les émissions des déchets nano-structurés dans les procédés d'incinération
- Les résultats d'une étude sur l'émissivité de particules par un nanorevêtement de dioxyde de titane (BTP)
Une "task force nano" à l'INERIS
L'Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (INERIS) a pour mission de contribuer à la prévention des risques que les activités économiques font peser sur :
- la santé,
- la sécurité des personnes et des biens,
- l'environnement.
L'INERIS a mis en place une "task force nanos" chargée d'animer la thématique et de regrouper les compétences en caractérisation des dangers (éco-) toxicologiques et physico-chimiques, métrologie, sécurité des procédés, évaluation des expositions, analyse des risques chroniques et accidentels.
Fin 2013, l'INERIS comptait une quarantaine de personnes travaillant sur les nanos.
2018 : Publication d'un bulletin bimestriel de veille "nanomatériaux"
Un nouveau bulletin de veille bimestriel propose une sélection d’informations d’actualité, synthétisées sur le thème des nanomatériaux en général, et sur leurs risques en particulier. Il est accessible à tous en ligne : https://www.ineris.fr/fr/recherche-appui/focus/nanosecurite/bulletin-de-veille-thematique-nanomateriaux
Une plate-forme nano-sécurisée S-Nano dans l'Oise
L'INERIS s'est dotée, sur le site de l'Institut à Verneuil-en-Halatte (Oise) en Picardie, d'une plate-forme nano-sécurisée S-Nano1 pour renforcer l'expertise et la recherche sur les risques liés aux nanotechnologies.
- Cette infrastructure de 300 m2 est composée de quatre laboratoires et de locaux à empoussièrement de nanoparticules contrôlé.
- Cette plateforme est dédiée à la métrologie et à la caractérisation des potentiels de danger des nanomatériaux dans le cadre de la sécurité industrielle. Elle doit permettre, entre autres, d'étudier :
- les paramètres de sécurité des nanoparticules
- l'émissivité de nanoparticules dans l'air ambiant par des matériaux et produits tout au long de leur cycle de vie
- le développement d'outils de métrologie et de caractérisation adaptés aux nanomatériaux ;
- le comportement des nanomatériaux pulvérulents dans l'air ambiant (potentiel de dispersion )
- Cette installation est l'une des composantes du laboratoire d'excellence SERENADE auquel participe l'INERIS, portant sur l'"éco-conception de nanomatériaux innovants, durables et sûrs".
Participation à des programmes nationaux, européens et internationaux
En France :
- L'INERIS participe au dispositif de surveillance EpiNano pour ce qui concerne l'évaluation des expositions aux nanomatériaux et la métrologie des aérosols aux postes de travail
- L'INERIS dispose d'une extraction anonymisée de la base de données de R-Nano pour des travaux sur :
- la caractérisation des propriétés dangereuses des nanoparticules (inflammabilité, explosivité, réactivité à l'air et pulvérulence)
- la prédiction des conséquences d'accidents impliquant des nanoparticules.
- L'INERIS réalise des campagnes de mesures de nanomatériaux à l'extérieur des sites de fabrication (c'est l'une des mesures du 3ème Plan national santé-environnement (PNSE 3).
Au niveau européen :
- L'INERIS participe au programme européen NANoREG et coordonne désormais le programme NanoREG II qui réunit 38 partenaires et vise à développer et implémenter des outils à finalité réglementaire, des outils d'aide à la catégorisation des dangers des substances et des outils d'aide à la conception de produits plus sûrs dans une approche substance (dangers intrinsèques), production (sécurité industrielle) et usage (maitrise du cycle de vie).
- L'INERIS est également partenaire du projet européen NANOFASE coordonné par NERC (Natural Environment Research Council) et qui vise à comprendre et maitriser le comportement des nanomatériaux dans l'environnement, en proposant une approche intégrée de maitrise des risques.http://nanofase.eu/
- L'INERIS pilote le développement de nouveaux protocoles pour l'inflammation et l'explosivité des nanomatériaux dans le cadre du CEN/TC 352, comité technique européen dédié aux nanotechnologies
Au niveau international :
- L'INERIS fait aussi partie du groupe d'experts de l'OCDE en charge de stabiliser des documents de référence sur la problématique des nanomatériaux et de définir les outils, moyens d'essais et modes opératoires devant être mis en œuvre pour leur gestion (stockage, valorisation, recyclage).
Des missions d'appui, d'expertise, de formation et de certification
L'INERIS réalise également des missions d'appui (technique, réglementaire), d'expertise (publique ou privée), de formation et de certification.
-
Guide méthodologique pour l'évaluation de l'exposition professionnelle associée à la mise en œuvre de nanomatériaux
Le Guide propose des recommandations sur les critères de mesure à prendre en compte pour caractériser l'aérosol et le différencier de l'aérosol ambiant (taille des particules, concentration, morphologie, composition chimique, fraction présente dans les voies respiratoires).
Cinq phases sont déclinées :
- les trois premières déterminent si le procédé génère des nanoparticules et confirment la nécessité d'une campagne de mesure
- La quatrième est la campagne de mesure (avec deux niveaux d'approche)
- la dernière consiste à analyser les résultats.
Sa mise en application et un travail d'harmonisation sont en cours au plan européen (évaluation de 6 postes de travail conduite dans la cadre d'un projet européen, création d'un groupe de travail dédié au sein du Comité Européen de Normalisation).
-
Certifications volontaires : Nano-CERT et Nano-CERT MTD
Le référentiel a été adopté par un comité de certification constitué du CEA, du CNRS, d'industriels, de représentants des ONG et d'organismes de formation.
Une autre certification volontaire a également été engagée en 2012 sur les meilleures techniques disponibles (MTD) pour la prévention collective des opérateurs4.
-
Une aide financière pour les PME et ETI qui souhaitent maîtriser les risques liés aux nanomatériaux
relatives aux nanos via le dispositif d'aide financière GERINA (GEstion des RIsques NAnomatériaux) mis en place par BPIFrance et soutenu par la DGCIS (Direction Générale de la Compétitivité Industrielle et des Services).
Le MPS® instrument de caractérisation des nano et microparticules dans l'air ambiant
Le 30 juin 2014, l'INERIS et ECOMESURE ont annoncé5 le développement d'un instrument de caractérisation des nano et microparticules dans l'air ambiant. Ce dispositif de prélèvement, le MPS® (Mini Particle Sampler) est utilisable pour effectuer des prélèvements dans les ambiances de travail, dans le cadre du contrôle des émissions industrielles, pour la gestion de la pollution de l'air intérieur et de la pollution atmosphérique6.

En 2013, le coût était estimé à 5000 € pour le préleveur et 10 000 € pour le compteur.
Un autre défi reste encore à relever : celui de l'interprétation des résultats, qui nécessite une expertise pointue.
Les résultats du projet NanoFlueGas sur les émissions des déchets nano-structurés dans les procédés d'incinération
L'INERIS, les Mines de Nantes et Trédi, filiale du groupe Séché Environnement ont conduit, avec le soutien de l'Ademe, le projet NanoFlueGas, qui constitue l'un des premiers projets sur la sécurité des nanomatériaux en fin de vie, notamment dans le cadre de la filière incinérative.
Ces travaux exploratoires montrent, d'une part, que la nanostructure de certains déchets peut être transférée dans les émissions brutes en sortie de four qui sont générées par le processus de combustion. D'autre part, les premiers résultats indiquent que les systèmes d'épuration de type filtre à manche font preuve d'une bonne efficacité pour traiter ces émissions contenant des nanos7.
Les résultats d'une étude sur l'émissivité de particules par un nanorevêtement de dioxyde de titane (BTP)
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)8, il convient donc dans ces conditions de minimiser le recours aux nanorevêtements.

D'autres études sont en cours dans le cadre du projet Nano-Data12.
Lire aussi SUR NOTRE SITE :
- Notre rubrique Risques
Ailleurs sur le web :
- - INERIS, Proposition d’un repère toxicologique pour l’oxyde de titane nanométrique pour des expositions environnementales par voie respiratoire ou orale, rapport d'étude, novembre 2016
- Frejafon E, INERIS, Nanotechnologies - Accompagner l'innovation par l'amélioration de la sécurité tout au long de la chaîne de valeurs : Synthèse, production, intégration, usage, fin de vie, recyclage , présentation pour le débat INERIS - Société civile, 13 octobre 2015
- Frejafon E, INERIS, Connaître et maîtriser les risques des nanoparticules, vidéo et diaporama présentés lors de la journée de formation « FormaSciences » à l'ENS de Lyon, 26 février 2015
- Rapport scientifique 2013-2014, INERIS, novembre 2014
- Compte rendu du débat INERIS - Société civile / Nanotechnologies : avancée des connaissances et focus sur l'évaluation de l'exposition au poste de travail et sa sécurisation, 19 mars 2014
- Nanotechnologies : avancée des connaissances et focus sur l'évaluation de l'exposition au poste de travail et sa sécurisation, INERIS, 21 février 2014
- L'INERIS, engagé dans le dialogue avec la société, INERIS, rapport d'activité 2012
- Les nanomatériaux sous haute surveillance in Le magazine de l'INERIS, n°19, novembre 2007
NOTES et REFERENCES
1 - Voir notamment, du plus récent au plus ancien :
- Moyens expérimentaux dédiés aux nanomatériaux, INERIS, juin 2015
- PLATE-FORME d'EVALUATION des RISQUES des NANOMATERIAUX S-NANO, INERIS, décembre 2014 ;
- Plateformes spécialisées sur les risques nano en France, veillenanos.fr, 30 décembre 2013
- Nanosécurité : l'INERIS se dote d'une plate-forme d'expertise et de recherche, INERIS, communiqué de presse, 18 décembre 2012
2 - Guide méthodologique pour l'évaluation de l'exposition professionnelle associée à la mise en œuvre de nanomatériaux, INERIS, CEA, INRS, décembre 2011
3 - Nano-CERT, Règles spécifiques de certification des personnes travaillant en présence de nano-objets Nano-CERT, INERIS, V2
4 - Nano-CERT MTD, Règles spécifiques de certification des meilleures techniques disponibles de protection des personnes travaillant en présence de nano-objets
5 - Mesure des nanoparticules : le MPS®, pari réussi de l'INERIS et d'ECOMESURE, INERIS, communiqué de presse, 30 juin 2014
6 - Cf.
- Préleveur de miniparticules MPS, fiche produit, Ecomesure
- http://www.actu-environnement.com/ae/pdt/qualite-air-innovation-surveiller-nanoparticules-ecomesure-647.php4, ActuEnvironnement, publi-reportable, 15 septembre 2014
7 - Cf. Nanosécurité - Etudier les émissions des déchets nano-structurés dans les procédés d'incinération - Résultats du projet NanoFlueGas, INERIS, Mines de Nantes et Trédi, 2 avril 2015
8 - 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
9 - Cf. "L'abrasion de nanomatériaux", Bressot C, in Nanomatériaux et santé - Comprendre où en est la recherche, ANSES, Les cahiers de la recherche, octobre 2015
Fiche initialement créée le 23 juin 2014
Nano et Santé au travail (3b/3) : Recommandation b : Minimiser l'exposition des travailleurs

Nano et Santé au travail (3b/3) : Recommandation b : Minimiser l'exposition des travailleurs
Par MD et l'équipe Avicenn - Dernier ajout mai 2021Cette fiche fait partie de notre Dossier Nano et Santé au travail. Elle a vocation à être progressivement complétée et mise à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs de l'Avicenn. Vous pouvez contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
⇒ Revenir au sommaire du "Dossier Nano et Santé au travail"
Sommaire :
- Une protection défaillante des travailleurs exposés aux nanomatériaux
- Eviter l'exposition des travailleurs aux nanomatériaux aux postes de travail "nano"
- ... sans oublier de minimiser les potentielles expositions professionnelles en aval de la chaîne de production
- ... ni les travailleurs extérieurs (intérimaires, sous-traitants, pompiers, ...)
- Un autre défi souvent oublié : la protection des nombreux utilisateurs professionnels de produits contenant des nanomatériaux
- En savoir plus
→ Autres recommandations
Une protection défaillante des travailleurs exposés aux nanomatériaux
Des études récentes ont montré que les entreprises, en France comme à l'étranger, sont peu à même d'assurer la protection de la santé et de la sécurité de leurs travailleurs1.
Depuis quelques années, la situation s'améliore lentement : des protections individuelles et des équipements de protection collectives sont mis en place pour les personnels des laboratoires de recherche et développement notamment. Ces questions de sécurité d'utilisation et risques pour la santé sont de plus en plus prises en compte par les CHSCT dont les membres sollicitent des formations sur ce sujet.
Du fait des nombreux effets potentiellement néfastes des nanomatériaux sur la santé des travailleurs, il y a en effet nécessité de minimiser l'exposition des travailleurs aux nanomatériaux, dans le respect du principe de précaution.
Eviter l'exposition des travailleurs aux nanomatériaux...

Il s'agit :
- au mieux, d'éliminer les nanomatériaux et de leur substituer, si nécessaire, des matériaux non - en tout cas moins - dangereux (notons au passage le décalage d'une telle recommandation avec les politiques d'incitation à l'accélération de la commercialisation des nanomatériaux...) ;
- à défaut, de réduire l'exposition au niveau le plus bas possible (selon le principe ALARA), en maintenant au minimum le nombre des travailleurs potentiellement exposés aux nanomatériaux ainsi que la durée et le niveau d'exposition.
A cet effet, différentes mesures doivent être strictement appliquées (pour plus de détails, se référer aux publications de l'INRS2) :
- limiter certaines opérations critiques (le transvasement, la pesée, l'échantillonnage, ...)

- identifier visuellement les zones de travail où sont stockés / manipulés les nanomatériaux et en limiter l'accès aux seuls travailleurs ayant reçu une formation spécifique aux nanomatériaux
- empêcher l'émission de nanomatériaux à l'air libre :
- manipuler les nanomatériaux sous forme de suspension liquide, de gel, en pastilles ou incorporés dans des matrices plutôt que sous forme de poudres (qui sont plus volatiles, avec une plus grande propension à se diffuser dans l'air)
- travailler en vase clos3
- capter les polluants à la source (boîtes à gants, hottes de type chimique et autres moyens d'aspiration adaptés à l'utilisation des nanoparticules)
- filtrer l'air des lieux de travail avec des filtres à fibres à très haute efficacité
- nettoyer les surfaces à l'aide de linges humides et d'aspirateurs spéciaux
- stocker les nanomatériaux :
- dans des réservoirs ou des emballages doubles totalement étanches, fermés et étiquetés
- et dans des locaux frais, bien ventilés, à l'abri du soleil et à l'écart de toute source de chaleur ou d'ignition et des matières inflammables
- installer des vestiaires doubles, contigus à la zone de travail afin de séparer les vêtements de ville des vêtements de travail
- limiter les déchets, les traiter spécifiquement
- protéger directement les travailleurs exposés :
- masques filtrants4, respirateurs, lunettes avec protection latérale, gants, couvre-chaussures, combinaisons sans revers et en membrane non tissée (le coton est déconseillé)
- attention cependant : la possibilité de passage de nanoparticules à travers certains types de gants en nitrile ou en latex ainsi qu'à travers les combinaisons en polyéthylène a été établie par des équipes de recherche (Erest) de l'Ecole de technologie supérieure de Montréal et par l'IRSST (Canada), contredisant les résultats de chercheurs du Commissariat à l'énergie atomique (CEA) de Grenoble qui n'avaient pas trouvé de passage des nanoparticules à travers les membranes en nitrile des gants de protection5
Les femmes enceintes doivent être particulièrement protégées de toute exposition aux nanomatériaux6.
Il n'existe pas, en France, de valeur limite d'exposition au poste de travail (VLEP) spécifique pour les nanomatériaux, mais des travaux sont menés, en particulier sur le TiO2 et sur le noir de carbone :
- Dans un rapport de décembre 2020 rendu public en mars 2021, l'Anses a dévoilé ses préconisations de VLEP pour renforcer la prévention des risques pour les travailleurs exposés aux nanoparticules de TiO2 par inhalation : VLEP-8h de 0,80 µg/m3 et VLCT-15 min pragmatique de 4 µg/m3.
- INRS, Noir de carbone nanostructuré : vers une valeur limite d'exposition professionnelle, mars 2020
- INRS, Dioxyde de titane nanométrique : de la nécessité d'une valeur limite d'exposition professionnelle, Hygiène et sécurité du travail, n°242, NT 36, mars 2016.
- 0,3 mg/m3 pour les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂) (celle du TiO₂ "ultrafin" (< 100 nm) 8
- 1µg/m3 pour les nanotubes de carbone (NTC) et les nanofibres de carbone9
- 0,9 μg/m3 pour les nanoparticules d'argent10
En novembre 2019, l'agence européenne pour la santé et la sécurité au travail a attribué le Prix des bonnes pratiques "Lieux de travail sains" 2018-2019 à Atlas Copco Industrial Technique, une entreprise manufacturière suédoise qui a adopté une approche de précaution pour minimiser l’exposition des travailleurs aux nanotubes de carbone12.
Des professionnels soulignent néanmoins que les valeurs limites d'exposition ne sont pas nécessairement pertinentes pour la prise en compte des réactions immunitaires et de la cancérogénèse, de très faibles doses pouvant être aussi toxiques que de fortes doses.
L'INERIS propose depuis 2012 une certification des personnes et des meilleures techniques disponibles pour les postes de travail en présence de nanomatériaux. Sur la base des référentiels Nano-CERT et Nano-CERT / MTD, l'INERIS certifie les compétences des personnes (opérateurs et préventeurs) et les dispositifs de protection (performance des barrières, sûreté de fonctionnement de ces dispositifs). Ces référentiels ont été adoptés par un comité de certification constitué du CEA, du CNRS, d'industriels, de représentants d'une ONG, d'organismes de formation et des fabricants de dispositifs de sécurité.
A noter, le fait que la certification des personnes est "volontaire", car il n'est pas obligatoire de dispenser une formation "certifiante" (mais l'employeur a tout de même l'obligation de fournir une formation à la sécurité du poste de travail).
Autre limite : les certifications portent sur le process, le matériel, le poste de travail et les compétences humaines... mais ne portent pas sur les nanomatériaux eux-mêmes, dont le danger n'est pas évalué dans ce cadre.
... sans oublier les travailleurs extérieurs au site "nano"
L'exposition des travailleurs intérimaires et des sous-traitants doit également être réduite au minimum13.
En cas d'accident ou d'incendie, outre les travailleurs présents, il est nécessaire également que les équipes de secours, pompiers14, etc. soient bien informés de la présence de nanomatériaux sur le site et bien protégés.
... ni de minimiser les potentielles expositions professionnelles aux nanomatériaux en aval de la chaîne de production.
Les précautions précédentes ont été définies d'abord pour minimiser l'exposition des travailleurs manipulant expressément des nanomatériaux, principalement lors des étapes de :
- recherche en laboratoires
- production de nanomatériaux (laboratoires, ateliers d'industrie chimique, start-ups)
- transformation ou intégration des nanomatériaux dans des produits (labos de recherche, cosmétiques, plasturgie, peintures, revêtements, ...)
Mais elles doivent également être appliquées pour les activités périphériques, qui ne doivent pas être négligées, notamment :
- le nettoyage, l'entretien et la maintenance des locaux et des équipements (y compris des filtres)
- la collecte, le transport, le traitement (recyclage) et/ou l'élimination des déchets qui devraient être traités comme des déchets dangereux15. (de même que tout ce qui a été en contact avec des nanomatériaux : conditionnements, filtres des installations de ventilation, sacs d'aspirateurs, équipements de protection respiratoire, combinaisons, etc.)
La confédération syndicale néerlandaise (FNV) a ainsi recommandé en 2011 d'évaluer le cycle de vie depuis leur entrée dans l'entreprise jusqu'à leur sortie (qu'il s'agisse de produits finis ou semi-finis ou de déchets)16.
L'institut allemand pour la sécurité et la santé au travail a alerté dès 2007 sur le fait que les points d'interface dans le processus de production doivent être contrôlés17 au même titre que les zones de manipulation.
Il est ainsi nécessaire d'identifier et de supprimer les autres sources potentielles d'émission des nanomatériaux sur l'ensemble des sites où sont utilisés / fabriqués / stockés des nanomatériaux.
→ Voir notre fiche dédiée à la mesure des émissions ici
Un autre défi souvent oublié : la protection des nombreux utilisateurs professionnels de produits contenant des nanomatériaux
L'un des maillons faibles encore trop peu sensibilisé aujourd'hui : les (nombreux) travailleurs en aval de la chaîne de production, exposés à des nanomatériaux sans le savoir...
- ... lors de leur application / installation / utilisation (ciments, peintures, teintures, produits cosmétiques, nanorevêtements par exemple)
- ... lors de l'usinage (découpe, ponçage, perçage, polissage, etc.) et/ou la réparation des produits qui en contiennent (automobile, BTP, etc.)
Ils sont donc vulnérables et moins (in)formés et protégés que les chercheurs et opérateurs des entreprises directement impliquées dans des activités nano et qui disposent - théoriquement du moins - de la formation, des protocoles et des équipements nécessaires.
⇒ Fiche suivante : "Informer et former les travailleurs et leur hiérarchie"
En savoir plus
- Sommaire de notre Dossier Nano et Santé au travail
- Extraits de notre Bibliographie "Nano et Santé au travail", veillenanos.fr :
- INRS, Équipements de protection individuelle - Nanoparticules : l'efficacité des appareils de protection respiratoire à l'essai, Travail & Sécurité, n° 820, novembre 2020
- AFNOR, Web-conférence – Nanoparticules : découvrez la méthode de gestion des risques, 7 juillet 2020
- INRS, Noir de carbone nanostructuré : vers une valeur limite d'exposition professionnelle, mars 2020
- Organisation mondiale de la santé (OMS), Lignes directrices de l'OMS pour la protection des travailleurs contre les risques potentiels des nanomatériaux manufacturés, mars 2019
- INRS, Performance des appareils de protection respiratoire filtrants vis-à-vis des nanoparticules, février 2019
- AIPALS (service inter-entreprise de santé au travail), Nanomatériaux, comment les repérer et s'en protéger ?, janvier 2019
- INRS, wébinaires :
- Haut Conseil de la Santé publique (HCSP), Bilan des connaissances relatives aux effets des nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) sur la santé humaine ; caractérisation de l'exposition des populations et mesures de gestion, avril 2018 (rendu public en juin 2018)
- Ministère de l'environnement, Meilleures techniques à envisager pour la mise en oeuvre des substances à l'état nanoparticulaire, 2017
- INRS, Rubrique en ligne "Nanomatériaux. Quels risques ? Quelle prévention ?" du site www.inrs.fr
- IRSST, Mesure de l'efficacité des gants de protection contre les nanoparticules dans des conditions simulant leur utilisation en milieu de travail, rapport R-933, octobre 2016
- CORDIS, Le projet SCAFFOLD - Des stratégies de sécurité pour le secteur de la construction (nanomatériaux), janvier 2015
- Debia M et Beaudry C, Exposition potentielle par inhalation et efficacité du confinement quand on utilise des enceintes de sécurité pour la manutention des nanoparticules, résumé en français de "Potential inhalation exposure and containment efficiency when using hoods for handling nanoparticles", J Nanopart Res, 15(9):1880, 2013 in Nanoparticules - maîtrise de l'exposition : concepts et réalisations, Bulletin de veille scientifique (BVS) de l'ANSES, mars 2014
- CFDT, Nanotechnologies, L'exigence d'un développement responsable, novembre 2013
- Raphaël Chevallier (DGT - Direccte PACA), Nanoparticules - Nanotechnologies - Aspects réglementaires, Colloque Nanoparticules Direccte Limousin, 24 octobre 2013
- Aída Maria Ponce Del Castillo (ETUI), Les nanomatériaux sur le lieu de travail, Quels enjeux pour la santé des travailleurs ?, mai 2013
- CEA, Précautions au poste de travail, NanoSmile, cartoon court et pédagogique, avril 2010
- En anglais :
- CDC (NIOSH USA) :
- Continuing to protect the nanotechnology workforce: NIOSH nanotechnology research plan for 2018–2025, janvier 2019
- Workplace Design Solutions: Protecting Workers during the Handling of Nanomaterials, mars 2018
- Workplace Design Solutions: Protecting Workers during Nanomaterial Reactor Operations, mars 2018
- Workplace Design Solutions: Protecting Workers during Intermediate and Downstream Processing of Nanomaterials, mars 2018
- Organisation mondiale de la santé (OMS), WHO guidelines on protecting workers from potential risks of manufactured nanomaterials, 2017
- Mihalache R et al., Occupational exposure limits for manufactured nanomaterials, a systematic review, Nanotoxicology, 11(1), janvier 2017
- Handbook of Nanosafety, Measurement, Exposure and Toxicology, ed. by Ulla Vogel & Kai Savolainen & Qinglan Wu & Martie van Tongeren & Derk Brouwer & Markus Berges, 2014
- NIOSH et al. (USA), The GoodNanoGuide, an Internet-based collaboration platform specially designed to enhance the ability of experts to exchange ideas on how best to handle nanomaterials in an occupational setting
- NanoSafety Cluster (Europe)
- CDC (NIOSH USA) :
NOTES et REFERENCES :
1 - Voir notamment :
- C.D. Engeman et al., Governance implications of nanomaterials companies' inconsistent risk perceptions and safety practices, Journal of Nanoparticle Research, 14 (3), 1-12, Février 2012
- INRS, Repérage des salariés potentiellement exposés aux nanoparticules, Références en Santé au travail, n°132, Décembre 2012
- Conti J.A. et al. Health and safety practices in the nanomaterials workplace: results from an international survey, Environmental Science & Technology, 42 (9), 3155-3162, 2008
2 - Cf. notamment INRS, Les nanomatériaux - Définitions, risques toxicologiques, caractérisation de l'exposition professionnelle et mesures de prévention, ED6050, septembre 2012 et la rubrique Rubrique en ligne "Nanomatériaux. Quels risques ? Quelle prévention ?" du site www.inrs.fr
3 - Dès 2009, le Parlement européen avait demandé spécifiquement à la Commission d'étudier la nécessité de réviser la législation en matière de protection des travailleurs en ce qui concerne, notamment, l'utilisation des nanomatériaux uniquement dans des systèmes fermés ou de toute autre façon garantissant la non-exposition des travailleurs tant qu'il n'est pas possible de détecter et de contrôler l'exposition de manière fiable : cf. Résolution du Parlement européen du 24 avril 2009 sur les aspects réglementaires des nanomatériaux (article 15)
4 - L’INRS a mené une étude sur les performances des masques de protection respiratoire pour les travailleurs exposés aux nanomatériaux ; les résultats publiés en février 2019 confirment l'efficacité des masques testés (demi-masques, masques complets, demi-masques et cagoules) mais mettent néanmoins en évidence une très forte dégradation de la protection respiratoire si le masque est mal ajusté ou si le rythme respiratoire augmente
5 - Voir notamment :
- Mesure de l'efficacité des gants de protection contre les nanoparticules dans des conditions simulant leur utilisation en milieu de travail, IRSST, 14 février 2018
- "Développement de méthodes de mesure des propriétés barrières des membranes polymères et textiles contre les nanoparticules en milieu liquide - Application aux vêtements et aux gants de protection" in Restitution du programme national de recherche environnement santé travail : Substances chimiques et nanoparticules : modèles pour l'étude des expositions et des effets sanitaires : résumé dans le Dossier du participant (p.15) et Diaporama en ligne, novembre 2013.
Des recherches sont en cours au Canada pour en savoir plus : voir la page dédiée au projet de recherche"Mesure de l'efficacité des gants de protection contre les nanoparticules dans des conditions simulant leur utilisation en milieu de travail", réalisé conjointement par l'Université McGill, l'École de technologie supérieure, l'Université de Montréal et financé par l'IRSST et NanoQuébec : de premiers résultats montrent une efficacité variable selon les modèles de gants (deux modèles en nitrile ont présenté une efficacité médiocre, l'un d'entre eux devant même être déconseillé lors de la manipulation de nanoparticules en solution aqueuse) : cf. "Mesure de l'efficacité des gants de protection contre les nanoparticules dans des conditions simulant leur utilisation en milieu de travail", IRSST, octobre 2016
La Commission européenne a demandé au Comité européen de normalisation (CEN) de donner son avis sur de nouvelles exigences de normalisation pour différents EPI - gants, chaussures de protection, filtre et masques, vêtements non tissés - contre les nanoparticules solides. Le Comité technique 162 WG 3 du CEN doit réviser le programme de travail 'Vêtements de protection contre les produits chimiques, les agents infectieux, et la contamination radioactive', qui correspond à la protection contre les particules au format nano, ainsi que le programme de travail relatif aux 'filtres à air pour la propreté générale de l'air'.
6 - Voir notamment :
- les études sur le passage des nanomatériaux à travers la barrière placentaire que nous avons compilées ici
- les éléments d'alerte concernant la reprotoxicité des nanomatériaux, dont les effets néfastes sur le développement embryonnaire (reprotoxicité) compilés là
7 - Pour plus de détails voir :
- Comparaison aux valeurs limites liées aux nanoparticules, Nano Inspect, page consultée le 15 juin 2015
- Workshop report: Strategies for setting occupational exposure limits for engineered nanomaterials, Gordon SC et al., Regulatory Toxicology and Pharmacology, 68(3) : 305-311, avril 2014
8 - Cf. NIOSH (Etats-Unis), Occupational Exposure to Titanium Dioxide, Current Intelligence Bulletin, 63, 2011 (la VLEP du TiO₂ "fin" étant quant à elle de 2,4 mg/m3)
9 - Cf. NIOSH (Etats-Unis), Occupational Exposure to Carbon Nanotubes and Nanofibers, Current Intelligence Bulletin, 65, avril 2013
10 - Cf. Health Effects of Occupational Exposure to Silver Nanomaterials, Current Intelligence Bulletin 70, NIOSH, mai 2021
11 - Guidance on the protection of the health and safety of workers from the potential risks related to nanomaterials at work, Guidance for employers and health and safety practitioners, Commission européenne, novembre 2014 (p.31)
12 - Cf. Suède: protection des travailleurs contre les nanotubes de carbone potentiellement dangereux dans le secteur manufacturier, OSHA Europe, 2 novembre 2019
13 - Cf notamment :
- CFDT, Nanotechnologies, L'exigence d'un développement responsable, novembre 2013
- Santé au travail : « Nous sommes face à une forme de crime organisé », Le Nouvel Economiste, décembre 2012
- Intérim : le pari perdu d'un vrai suivi médical, Santé & Travail n° 073 - janvier 2011
- Travailler peut nuire gravement à votre santé, Sous-traitance des risques, mise en danger d'autrui, atteintes à la dignité, violences physiques et morales, cancers professionnels, Annie Thébaud-Mony, La Découverte, 2008
- Sécurité au travail: les sous-traitants sont les oubliés d'une réforme a minima, CGT CHU Toulouse, 12 avril 2015
14 - ENSOSP, Les nanomatériaux : enjeux, risques et éléments de réflexion sur la réponse opérationnelle des sapeurs-pompiers, 2010
15 - Cf. notamment INRS, De la production au traitement des déchets de nanomatériaux manufacturés, mai 2019
16 - Working safely with engineered nanomaterials and nanoproducts - A guide for employers and employees, Confédération syndicale néerlandaise (FNV), Pays-Bas, Août 2012. (La première version date de mai 2011)
17 - Institut fédéral allemand pour la sécurité et la santé au travail (BAuA), Guidance for handling and use of nanomaterials at the workplace, 2007 (une mise à jour a été publiée en 2012, mais disponible en allemand uniquement ici).
⇒ Revenir au sommaire du "Dossier Nano et Santé au travail"
Fiche initialement mise en ligne en juillet 2015
Nanomatériaux / nanoparticules dans l'eau
Nanomatériaux / nanoparticules dans l'eau
Par l'équipe Avicenn - Dernière modification mai 2020
Ce dossier a vocation à être complété et mis à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs d'Avicenn.
Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant des références à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
La commercialisation et l'utilisation de nanomatériaux manufacturés se sont considérablement accrues depuis le début des années 2000 dans de nombreux domaines : cosmétiques, textiles, électroménager, équipements de sport, vitres et matériaux de construction, voitures, aéronautique, bateaux, alimentation, etc.
De plus en plus de nanomatériaux, nanoparticules ou résidus de nanoparticules sont présents dans les eaux usées et conduits pour partie jusqu'aux stations d'épuration, puis dans les rivières et cours d'eau. Avec quelles conséquences pour la faune et la flore aquatiques ? Quid des microorganismes des sols sur lesquels sont épandues les boues de station d'épuration ?
Des inquiétudes se profilent parmi un nombre croissant d'acteurs. Qui fait quoi sur ces différents aspects ?
Sur toutes ces questions, seules sont aujourd'hui accessibles des informations éparses, souvent difficiles à comprendre pour le non spécialiste ou n'abordant qu'un aspect particulier sans donner de vision d'ensemble.
Ce dossier initié en 2015 rassemble donc les informations disponibles ainsi que les questions qui se posent aujourd'hui et qui pourraient devenir un problème en l'absence d'action de la part des différentes institutions concernées.
Il s'agit d'une base que nous souhaitons compléter et mettre à jour en fonction de l'évolution des connaissances : vos contributions sont les bienvenues !

Sommaire
- Applications des nanotechnologies pour l'analyse et le traitement de l'eau
- Détection / caractérisation des résidus de nanomatériaux dans l'eau
- Relargage et devenir des nanomatériaux dans l'eau
- Problèmes dans les stations d'épuration ?
- Effets sur la faune et la flore aquatiques
- Quelles actions des pouvoirs publics et des gestionnaires de l'eau ?
- Consultation Naneau en 2016 : une action Avicenn soutenue par l'ONEMA
- Mettre les nanos au menu des Assises de l'eau 2018
- Consultations des Agences de l'Eau : de novembre 2018 à mai 2019
Donner votre avis du 2/11/18 au 2/05/19 - Annexes :
LIRE AUSSI sur notre site :
- Notre dossier synthétique Nanomatériaux et Environnement
- Notre page Nanoplastiques
Fiche initialement mise en ligne entre février 2015
Nanomatériaux / Nanoparticules / Nanotechnologies et Eaux : Bibliographie
Nanomatériaux / Nanoparticules / Nanotechnologies et Eaux : Bibliographie
Par l'équipe Avicenn - Dernier ajout octobre 2020Cette sélection de documents compilés pour préparer notre dossier Nano et Eau a vocation à être progressivement 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 des références à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
Sommaire
- Applications des nanotechnologies pour l'analyse et le traitement de l'eau
- Résidus de nanomatériaux dans l'eau
- Problèmes dans les stations d'épuration
- Effets sur la faune et la flore aquatiques
- Quelle place dans l'agenda politique ? Quelle mobilisation des structures (para-)publiques et des gestionnaires de l'eau ?
Applications des nanotechnologies pour l'analyse et le traitement de l'eau
- New Nanomaterials to Remove Antibiotics from Water, Zhang Nannan, Chinese Academy of Science, 13 mai 2020
- Comportement des nanoparticules en filière de potabilisation, Aqua & Gas, novembre 2018
- Photocatalytic Treatment Techniques using Titanium Dioxide Nanoparticles for Antibiotic Removal from Water, Armando A et al., in Application of Titanium Dioxide, Edited by Magdalena Janus, InTech, juillet 2017 (open access)
- Les nantechnologies pour le traitement de l'eau refont surface, MS&T, avril 2016
- Vers un traitement efficace des nanodéchets, Sivry Y, BVS, n°28, mars 2016 :
- Accumulation de nanoparticules dans du "mucus de méduse" : une solution bioinspirée pour la décontamination des nanodéchets
- Elimination simultanée de nanoargent et de fullerène dans des séquences de réacteurs pour traitement biologique d'eaux usées
- Nano4water (projet européen)
- Nanotechnology for Water Treatment and Purification, Hu, Anming, Apblett, Allen (Eds.), Series: Lecture Notes in Nanoscale Science and Technology, Vol. 22, XVI, 373 p., 2014
- Use of Nanotechnology against Heavy Metals Present in Water, Zhang M et al, in Heavy Metals In Water: Presence, Removal and Safety, 2014
- Sciences physiques et nanotechnologies - Quelles nouvelles perspectives pour déssaler l'eau aux Etats-Unis ?, Bulletins électroniques Etats-Unis, novembre 2014
- DREAM : Les nanomatériaux dans les filières de l'eau et des milieux aquatiques, Pôle de compétitivité DREAM, mai 2014
- Chemist to Bring Low-Cost, Inkjet-printed Nano Test Strips to Pakistan for Drinking Water Tests, University of Massachusetts Amherst, juillet 2013
- Enjeux des nanotechnologies et des nanoparticules dans le secteur de l'eau , Richard Varrault, Waternunc, 2011
- Workshop Nanomaterials for Water Treatment: Opportunities and Barriers, Conclusions, Tecnalia, octobre 2010
Résidus de nanomatériaux dans l'eau
- Détection / caractérisation de nanomatériaux dans l'eau
- 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
- Closing the gap between small and smaller: towards a framework to analyse nano- and microplastics in aqueous environmental samples, Mintenig, SM et al., Environ. Sci.: Nano,5 : 1640-1649, 2018
- Occurrence, characterisation and fate of (nano)particulate Ti and Ag in two Norwegian wastewater treatment plants, Polesel F et al., Water Research, 141:19-31, avril 2018
- 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, Paris, 5 octobre 2017
- Nanoparticules manufacturées : Présence dans les écosystèmes aquatiques, transfert trophique, écotoxicologie et réglementation , Laure Giambérini & Mael Garaud, LIEC, ONEMA, mars 2017
- Détection et quantification de nanomatériaux dans les eaux naturelles par une approche intégrée multi outils, Karine Phalyvong, IPGP, novembre 2016
- Caractérisation et détection des nanomatériaux dans les eaux de surface, Wilkinson K et al. (Université de Montréal), intervention au 83e du Congrès de l'Acfas, Colloque 210 - Présence, persistance, devenir et effets des nanomatériaux dans l'environnement, mai 2015
- Nano-silver in drinking water and drinking water sources: stability and influences on disinfection by-product formation, Environmental Science and Pollution Research, 21(20) : 11823-11831, octobre 2014
- Tracking dissolution of silver nanoparticles at environmentally relevant concentrations in laboratory, natural, and processed waters using single particle ICP-MS (spICP-MS), Environ. Sci.: Nano, 1, 248-259, 2014
- A simple and sensitive biosensor for rapid detection of nanoparticles in water, Journal of Nanoparticle Research, 16:2253, janvier 2014
- 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
- Facing complexity through informed simplifications: a research agenda for aquatic exposure assessment of nanoparticles, Praetorius A et al., Environmental science Processes & impacts, 15(1) : 161-8, janvier 2013
- Aqua-Ref Aperçu bibliographique des techniques de caractérisation des nanoparticules dans les eaux, synthèse, BRGM, 2011
- Les nanoparticules dans l'eau potable, Kägi R., Eawag News 66, août 2009
→ Voir aussi notre fiche Détecter et mesurer les nanomatériaux ?
- Relargage de nanomatériaux dans l'eau
- Gestion des déchets et des effluents contenant des nanomatériaux. Devenir et impact dans les filières de traitement et valorisation - Synthèse , Ecogeos, RECORD, 2019
- 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
- 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
- Common strategies and technologies for the ecosafety assessment and design of nanomaterials entering the marine environment, Corsi et al., ACS Nano, 8 (10) : 9694–9709, 2014
- 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
- 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
- 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
→ Voir aussi notre fiche Quel relargage des nanomatériaux dans l'environnement ?
- Devenir et transformation des nanomatériaux dans l'environnement aquatique
- 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
- Que deviennent les nanoparticules d'or dans l'environnement ?, Labex Serenade, 16 janvier 2019
- Gold nanoparticle biodissolution by a freshwater macrophyte and its associated microbiome, Avellan A et al., Nature Nanotechnology, (13) : 1072–1077, 2018
- Comportement des nanoparticules en filière de potabilisation, Aqua & Gas, novembre 2018
- Occurrence, characterisation and fate of (nano)particulate Ti and Ag in two Norwegian wastewater treatment plants, Polesel F et al., Water Research, 141:19-31, avril 2018
- Vulnerability of ground water resources regarding emerging contaminants and nanoparticles : Résumé et vidéo, Hofmann T, Harvard Chan School's NIEHS Center for Environmental Health, 5 avril 2018
- Nanoparticules manufacturées : Présence dans les écosystèmes aquatiques, transfert trophique, écotoxicologie et réglementation", Laure Giambérini & Mael Garaud, LIEC, ONEMA, mars 2017
- Les polluants émergents : de nouveaux défis pour la gestion des eaux souterraines, SFH et BRGM, mai 2016
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Common strategies and technologies for the ecosafety assessment and design of nanomaterials entering the marine environment, Corsi et al., ACS Nano, 8 (10) : 9694–9709, 2014
- 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
- 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
- SINanoMar - Suivi et Impact de Traces de Nanoparticules en Milieu Marin, PHENIX et BIOM, avril 2014
- 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
- 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
- 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
- "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
→ Voir aussi notre fiche Quels devenir et comportement des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
Problèmes dans les stations d'épuration
→ Voir notre fiche "Nanos et stations d'épuration"
Effets des nanomatériaux sur la faune et la flore aquatiques
- Silver and titanium nanomaterials present in wastewater have toxic effects on crustaceans and fish cells, Norwegian Institute for Water Research (NIVA), novembre 2019
- Les nanoparticules d’argent sont toxiques pour les organismes aquatiques, France Diplomatie, 26 octobre 2018 et Waterborne exposure of adult zebrafish to silver nanoparticles and to ionic silver results in differential silver accumulation and effects at cellular and molecular levels, Lacave JM et al., Science of The Total Environment, 642 : 1209-1220, novembre 2018
- The Toxicity of Nanoparticles to Organisms in Freshwater, Lekamge S et al., Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 10 novembre 2018
- Ecotoxicological Effects of Transformed Silver and Titanium Dioxide Nanoparticles in the Effluent from a Lab-Scale Wastewater Treatment System, Georgantzopoulou A et al., Environ. Sci. Technol., 52, 16, 9431-9441, 2018
- Vulnerability of ground water resources regarding emerging contaminants and nanoparticles, Hofmann T, Harvard Chan School's NIEHS Center for Environmental Health, 5 avril 2018
- Les véritables effets des nanoparticules dans leur environnement, CORDIS, mars 2018 : "La plupart des nanomatériaux synthétiques émis dans l’environnement arriveront tôt ou tard dans nos océans et nos mers. Le projet SOS-Nano a conçu des tests afin de prédire leur toxicité pour le milieu marin. Les chercheurs ont utilisé un ingénieux système naturel d’exposition à l’eau in vivo pour tester les effets des nanoparticules d’oxyde métallique : l’oxyde de zinc (ZnO) et le dioxyde de manganèse (MnO2). Les larves d’huîtres ont souffert d’un niveau élevé de toxicité occasionnée par le ZnO, en revanche, les NP de MnO2 n’étaient pas toxiques dans tous les scénarios d’exposition."
- Nanoparticules manufacturées : Présence dans les écosystèmes aquatiques, transfert trophique, écotoxicologie et réglementation", Laure Giambérini & Mael Garaud, LIEC, ONEMA, mars 2017
- Engineered nanomaterials from wastewater treatment & stormwater to rivers, Final conference of the COST Action ES1205, Aveiro (Portugal), 7-8 février 2017
- Emerging contaminants: fate, effects and environmental risks, Conférence, The society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC), mai 2016
- 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
- Adapting OECD Aquatic Toxicity Tests for Use with Manufactured Nanomaterials: Key Issues and Consensus Recommendations, Petersen EJ et al., Environ. Sci. Technol., 49 (16) : 9532-9547, 2015
- Présence, persistance, devenir et effets des nanomatériaux dans l'environnement, 83e du Congrès de l'Acfas, Colloque 210, mai 2015
- Les usages du nanoargent et Compte rendu de la séance du 6 mai sur le nanoargent, ForumNanoResp, mai 2015 (paragraphe sur les risques toxiques et la résistance bactérienne)
- Titanium dioxide nanoparticles enhance mortality of fish exposed to bacterial pathogens, Jovanović B et al., Environmental Pollution, 203 : 153-164, août 2015
- Nanomaterials in sunscreens and boats leave marine life vulnerable, UC Davis News, 12 mai 2015 (communiqué de presse) ; Copper oxide and zinc oxide nanomaterials act as inhibitors of multidrug resistance transport in sea urchin embryos: Their Role as Chemosensitizers, WU B et al., Environ. Sci. Technol., 49 (9) : 5760-5770, avril 2015
- Chronic toxicity of silver nanoparticles to Daphnia magna under different feeding conditions, Aquatic Toxicology, 161, avril 2015
- Evaluation of environmental stress by comet assay on freshwater snail Lymnea luteola L. exposed to titanium dioxide nanoparticles, Daoud A, Toxicological & Environmental Chemistry, 2015
- Effets écotoxicologiques de nanoparticules de dioxyde de cérium en milieu aquatique : d’une évaluation en conditions monospécifiques à l’étude de chaînes trophiques expérimentales en microcosme, Agathe Bour, thèse, Université de Toulouse, janvier 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
- Quelles interactions entre les nanoparticules et les autres contaminants de l'environnement ?, Camille Larue, Bulletin de veille scientifique (BVS), Anses, décembre 2014
- Prise en compte de l'évolution de l'état d'agglomération dans l'étude de l'écotoxicité des nanoparticules, Nicolas Manier, Rapport scientifique 2013-2014, INERIS, novembre 2014, p.16
- Silver nanoparticles could pose risk to aquatic ecosystems, European Commission DG Environment News Alert Service, issue 394, novembre 2014
- Toxicity of Physically and Chemically Made Silver Nanoparticles in Marsh Frog Tadpole (Rana ridibunda), International Journal of Environment and Sustainability, 3(3) : 14-19, 2014
- Écrans UV nanos : un danger pour la vie marine, L'Observatoire des Cosmétiques, 5 septembre 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) → Résumé vulgarisé en français de l'article suivant : Sunscreens as a Source of Hydrogen Peroxide Production in Coastal Waters, Sánchez-Quiles D and Tovar-Sánchez A, Environ. Sci. Technol., 48 (16), 9037-9042, 2014
- SINanoMar - Suivi et Impact de Traces de Nanoparticules en Milieu Marin, PHENIX et BIOM, avril 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
- Aquatic toxicity of manufactured nanomaterials: challenges and recommendations for future toxicity testing, Schultz A et al., Environmental Chemistry, 11(3) 207-226, 2014
- Toxicity of differently sized and coated silver nanoparticles to the bacterium Pseudomonas putida: risks for the aquatic environment?, Matzke M, Jurkschat K, Backhaus T, Ecotoxicology, 23(5):818-29, juillet 2014 (voir le résumé et le commentaire de Camille Larue en français dans le Bulletin de Veille scientifique de l'ANSES de juillet 2014 ici et la fiche rédigée en novembre 2014 par les services de la Commission Européenne là : Science for Environment Policy).
- Fausse route pour l'argent, Eawag, février 2014 → résumé vulgarisé en française de l'article Linking toxicity and adaptive responses across the transcriptome, proteome, and phenotype of Chlamydomonas reinhardtii exposed to silver, PNAS, février 2014
- Particle Size and Agglomeration Affect the Toxicity Levels of Silver Nanoparticle Types in Aquatic Environment, Ecopersia, 1 (3), 273-290, novembre 2013
- The toxicity of silver nanoparticles to zebrafish embryos increases through sewage treatment processes, Ecotoxicology, 22(8), 1264-1277, octobre 2013
- Ecotoxicological Aspects of Nanomaterials in the Aquatic Environment, Schirmer K et al., in Safety Aspects of Engineered Nanomaterials, edited by Wolfgang Luther and Axel Zweck, 2013
- Exposure of juvenile Danio rerio to aged TiO2 nanomaterial from sunscreen, Fouqueray M et al., Environmental Science and Pollution Research, 20(5) : 3340-3350, mai 2013
- Effects of metallic and metal oxide nanoparticles in aquatic and terrestrial food chains. Biomarkers responses in invertebrates and bacteria, Thiéry A et al., International Journal of Nanotechnology, 9(3-7), 181-203, 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
- Toxicity of copper oxide nanoparticle suspensions to aquatic biota, Manusadianas L et al., Environ. Toxicol. Chem., 2;31:108-114, 2012
- Effects of aged TiO2 nanomaterial from sunscreen on Daphnia magna exposed by dietary route, Fouqueray M et al., Environmental Pollution, 163 : 55-61, 2012
- Impact des nanomatériaux sur les bactéries de l'eau, les algues, les crustacés, les poissons, d'autres organismes aquatiques, une chaîne trophique aquatique simplifiée in Impact de nanoparticules de TiO2 et de nanotubes de carbone sur les végétaux, thèse, Camille Larue, 2011
- Les nanoparticules dans l'écosystème eau, Larue C et Carrière M, Bulletin de veille scientifique, n°14, ANSES, juin 2011
Quelle place dans l'agenda politique ? Quelle mobilisation des structures publiques ou parapubliques et des gestionnaires de l'eau ?
- Nanosilver: What action needs to be taken to protect Canadians from this emerging contaminant?, Policy Brief, International Institute for Sustainable Development (IISD), octobre 2020
- L’OMS appelle à renforcer la recherche sur les microplastiques et à prendre des mesures énergiques contre la pollution par le plastique, OMS, 22 août 2019
- Mettre les nanos au menu des Assises de l'eau 2018-2019, Avicenn / Veillenanos, juillet 2018
- Nanoparticules manufacturées : Présence dans les écosystèmes aquatiques, transfert trophique, écotoxicologie et réglementation", Laure Giambérini & Mael Garaud, LIEC, ONEMA, mars 2017
- Emerging contaminants: fate, effects and environmental risks, Conférence, The society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC), mai 2016
- Final 2014 Effluent Guidelines Program Plan, EPA (USA), juillet 2015
- Les nanotechnologies et l'eau, quels enjeux, quels objectifs, quels moyens ?, NanoResp, 5 février 2015
- OECD Survey on Wastewater Treatment indicates Member Countries concerned about Nanoparticles, NIA, 20 mai 2014
- Opportunités et risques des nanotechnologies par rapport à l'environnement aquatique, Bulletins électroniques Allemagne, 22 mai 2014
- 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
- Nanomaterials as priority substances under the Water Framework Directive, Ganzleben C et Hansen SF, elni REVIEW, n°2, 2012
- Enjeux des nanotechnologies et des nanoparticules dans le secteur de l'eau, entretiens auprès des trois principales sociétés qui traitent l'ensemble du circuit de l'eau, du captage à l'épuration (Saur, Suez Environnement, Veolia Environnement), Richard Varrault, Waternunc, 2011
- Eau et risques émergents, France Nature Environnement (date ?)
- Setting the limits for engineered nanoparticles in European surface waters - are current approaches appropriate?, Baun A et al., J Environ Monit., 11(10):1774-81, octobre 2009
- Les nanoparticules manufacturées dans l'eau, Afssa, février 2008
LIRE AUSSI sur notre site :
- Notre dossier synthétique Nanomatériaux et Environnement et sa bibliographie
Fiche initialement créée en septembre 2014
Dossier : Nanomatériaux et Environnement

Dossier : Nanomatériaux et Environnement
Par l'équipe Avicenn - Dernière modification août 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 programme TANIA TreAting contamination through NanoremedIAtion (1 285 735 € pour des travaux de janvier 2017 à décembre 2021).
Au Canada, l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) et l’Université de Montréal ont reçu en 2021 une subvention de 338 688 dollars du ministère de l’Économie et de l’Innovation, pour un projet novateur de décontamination des eaux à base de nanomatériaux, via le développement de nouveaux procédés électro-catalytiques avancés (ECA).
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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 :
- Cahier de la recherche n°17 : "Microplastiques et nanomatériaux"- Comprendre où en est la recherche, ANSES, mai 2021
- 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 :
- Des nanomatériaux pour décontaminer les eaux, INRS Canada, 2 août 2021
- Les tests de nanomatériaux d'ensemencement dans le nuage de CNM aux États-Unis donnent des résultats prometteurs, Emirates Agence de Presse (WAM), 15 août 2021
- 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 et http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=DevenirNanoEnvironnement#ChNAlimR
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 - Voir notre page Quels devenir et comportement des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
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 :
- Like a Trojan horse, graphene oxide can act as a carrier of organic pollutants to fish, Campusa (University of the Basque country), mai 2021 et Uptake and effects of graphene oxide nanomaterials alone and in combination with polycyclic aromatic hydrocarbons in zebrafish, Martinez-Alvarez I et al., Science of The Total Environment, 775, juin 2021
- 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
Quel relargage des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
Quel relargage des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
Par l'équipe Avicenn - Dernier ajout octobre 2019Cette fiche fait partie de notre dossier Nano et Environnement ; 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
- Peu de données existent sur le relargage des nanomatériaux manufacturés
- Un phénomène complexe, tout au long du "cycle de vie"
- Relargage lors de la production / de la transformation / du transport des nanomatériaux
- Relargage lors de l'utilisation des produits auxquels ils ont été associés
- Relargage en "fin de vie" des produits
- Les travaux de recherche sur le relargage des nanomatériaux
- En savoir plus
Peu de données existent sur le relargage des nanomatériaux manufacturés
Par "relargage" des nanomatériaux, on désigne le phénomène par lequel des nanomatériaux - ou des résidus de dégradation des nanomatériaux - sont émis dans l'environnement. Le terme "émissivité" est parfois également utilisé.
On peut distinguer le relargage :
- des nanoparticules naturelles que l'on trouve par exemple dans les poussières d'érosion ou d'éruption volcanique ou encore dans les embruns marins ;
- des nanoparticules dites "incidentelles" car produites "involontairement" par les activités humaines, émanant des fumées (de combustion du bois, industrielles, émanant des moteurs diesel, des incinérateurs, des grille-pains ou des fours) ou de l'abrasion de matériaux bruts non nanométriques ;
- des nanomatériaux manufacturés produits à dessein à l'échelle nanométrique par les chercheurs et les industriels pour exploiter leurs propriétés spécifiques.
On a aujourd'hui une connaissance très limitée des quantités et types de nanomatériaux manufacturés - ou résidus de ces nanomatériaux - qui sont relargués dans l'environnement ; les instruments et méthodes pour détecter et mesurer les nanomatériaux sont en cours de mise au point. Or ces données sont importantes pour mieux connaître l'exposition aux nanomatériaux des écosystèmes et des populations (notamment des travailleurs), afin de mieux les protéger des risques associés.
En 2013, 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 %)1.
A noter, cette mise au point par Olivier Boucher, directeur de recherche au laboratoire CNRS de météorologie dynamique, concernant les allégations véhiculées sur les réseaux sociaux au sujet des nanoparticules qui seraient relarguées par les avions ("chemtrails") : "Les avions diffusent-ils des produits chimiques à notre insu ?", France Culture, 28 juillet 2018.
En septembre 2019, on apprenait toutefois par Emirats Agence de Presse, que le Centre national de météorologie (CNM) des Emirats arabes unis avait lancé une campagne de tests d'ensemencement de nuages avec des nanoparticules de dioxyde de titane appliquées sur les cristaux de sel. L'objectif est de mieux contrôler la pluviosité. Quid du transport et des effets de ces nanoparticules ensuite dans les eaux et les sols ? Le communiqué ne le dit pas...
Un phénomène complexe, tout au long du "cycle de vie"
Le relargage des nanomatériaux manufacturés peut intervenir tout au long du "cycle de vie" des produits, sans que l'on sache aujourd'hui sous quelle forme, en quelles quantités, et avec quels effets il s'opère précisément.
A chacune des étapes de ce cycle de vie, de nombreux paramètres entrent en ligne de compte. Le relargage sera en effet différent selon :
- la façon dont les nanomatériaux se présentent : sous forme de poudre, en solution, déposés sur une surface ou intégrés dans une matrice, etc.
- les conditions de production / d'utilisation / de gestion des déchets
- le "medium" qui les environne : air, eau, sol
- etc.
Quels relargages lors de la production / de la transformation / du transport des nanomatériaux ?
- dans les mines où est effectuée l'extraction des matériaux à partir desquels certains nanomatériaux sont fabriqués (par exemple le titane pour les nanoparticules de dioxyde de titane) ?
- sur les lieux de travail où ils sont synthétisés / manipulés / transformés ?
- dans les effluents industriels ?
- sur les voies de transport (maritimes, routières ou ferroviaires) des matériaux en cas d'accident ?
- En France, les entreprises et laboratoires ont certes obligation, depuis 2013, de déclarer les quantités et les usages de nanomatériaux qu'ils produisent, distribuent ou importent. Les informations collectées dans le cadre de cette déclaration permettront-elles de mieux estimer et localiser les volumes de nanomatériaux relargués dans l'environnement ? Pas autant qu'on aurait pu l'espérer, selon certains acteurs qui regrettent la faiblesse des amendes fixées en cas de non-respect de l'obligation légale et les considérations de confidentialité et de secret commercial ou industriel prévues par le texte et qui en limitent la portée. Sans compter que la loi ne prévoit aujourd'hui aucune disposition spécifique sur le confinement et la sécurisation des lieux où des nanomatériaux manufacturés sont présents ni sur le traitement des effluents industriels contenant potentiellement des nanomatériaux.
Quels relargages lors de l'utilisation des produits auxquels ils ont été associés ?
Le relargage de nanomatériaux ou de résidus de nanomatériaux peut intervenir lors de l'utilisation directe des produits qui en contiennent ou sous l'effet de l'usure, l'abrasion ou de leur dégradation, par exemple :
- dans l'air :
- lors de la vaporisation de sprays de crèmes solaires ou de peintures
- lors de l'altération par collision, perçage ou abrasion de pare-chocs, murs ou revêtements de surface2
- dans l'eau :
- dans les sols :
- en agriculture, lors de l'épandage de pesticides ou d'engrais6 contenant des nanomatériaux,
- lors de dépollution des sols in-situ par injection de nanomatériaux.
Selon les connaissances actuelles sur le relargage, on présume que le relargage sera plus important, par ordre décroissant, pour les sprays, les pneus, les crèmes solaires, les textiles, les peintures d'extérieur et les ciments (dont la part pourrait néanmoins considérablement augmenter dans un futur proche7), et dans une moindre mesure pour les revêtements plastiques ou métalliques d'appareils électroménagers, ou pour les vitres auxquels les nanomatériaux sont plus solidement "fixés".
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. 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 cancers8.
Depuis fin 2013, plusieurs recherches ont montré que des nanotubes de carbone bien que contenus dans une matrice peuvent être relargués dans l'environnement sous l'effet du soleil et d'une humidité modérée ou de l'abrasion9.
Quels relargages en "fin de vie" des produits ?
- lors de la combustion (incendie ou incinération) : De premiers résultats ont montré que des nanoparticules d'oxydes de cérium peuvent se retrouver intactes à la surface des résidus de la combustion et donc être transférées telles quelles dans les sites d'enfouissement ou les matières premières récupérées10. Des travaux plus récents ont montré que la nanostructure de certains déchets peut être transférée dans les émissions brutes en sortie de four qui sont générées par le processus de combustion (les systèmes d'épuration de type filtre à manche semblent néanmoins faire preuve d'une bonne efficacité pour traiter ces émissions contenant des nanos)11 ; d'autres études montrent cependant que les comportements des nanodéchets lors de l’incinération sont différents selon leur composition et qu'il peut y avoir persistance de certaines nanoparticules en sortie de four d’incinération, à travers les effluents et les cendres. Les valeurs limites d’émission de particules pour les incinérateurs de déchets sont aujourd’hui exprimées en concentration totale massique, en microgramme par mètre cube d’air, ce qui n’est pas pertinent pour des nanoparticules qui ont une masse négligeable et pourtant une toxicité soupçonnée comme accrue ; les normes devraient imposer une concentration limite en nombre de particules, ou alors en masse mais pour des tailles de particules données12.
- lors de la mise en décharge : il est fort probable qu'il y ait infiltration de nanomatériaux solides dans les liquides qui s'échappent des déchets des décharges (les lixiviats)13
- lors de l'épandage des boues des stations d'épuration utilisées comme engrais sur les sols agricoles
Ces questions demandent à être creusées, car les travaux publiés sur le relargage des nanomatériaux dans l'environnement sont encore parcellaires. En outre beaucoup d'études ont été réalisées dans des conditions souvent très éloignées de celles rencontrées dans la réalité et sur des nanomatériaux différents de ceux qui sont réellement incorporés dans les produits actuellement sur le marché. Des recherches sont en cours pour en savoir plus.
Les travaux de recherche sur le relargage des nanomatériaux
Rares sont les travaux qui portent spécifiquement et quasi-exclusivement sur le relargage des nanomatériaux dans l'environnement. En 2012, nous avions commencé à repérer les projets existants (contribuez à compléter cette liste, en nous signalant les projets à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr) :
- En France :
- Gestion des déchets et des effluents contenant des nanomatériaux. Devenir et impact dans les filières de traitement et valorisation - Synthèse , RECORD, 2019
- Le projet NANOTOX'IN : Évaluation des risques induits par l'incinération de nanocomposites à matrices polymères émergents : lors de processus d’incinération, ces nouveaux produits plastiques à base de nanoparticules relarguent-ils des nanoparticules ? Avec quels risques pour la santé publique ? Un projet financé par l'ADEME, réalisé par l'Armines (école des Mines de Saint-Etienne et école des mines d'Alès) et le Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) en 2016 et 2017
- Le projet AgingNano&Troph :
- objet : déterminer l'impact environnemental des résidus de dégradation des nanomatériaux commercialisés : devenir, biotransformation et toxicité vis-à-vis d'organismes cibles dun milieu aquatique
- financement : l'Agence Nationale de la Rercherche
- période : 2009-2012
- partenaires : CEREGE, CEMAGREF, CEA, DUKE University, INERIS, IRCELYON, LBME, LIEBE
- Il y a plusieurs années, le CEA a commencé des travaux sur la dispersion dans l'air des nanoparticules relarguées durant l'abrasion des nanomatériaux : nanotextiles en PET et PVC, ou peintures et polymères dans le cadre du projet européen NanoHouse mentionné plus bas.
- NanoEMIS :
- objet : le relargage de nanomatériaux lié au vieillissement des produits (contenant ou non des nanomatériaux)
- partenaires : l'équipe "Transformations Intégrées de la Matière Renouvelable" de l'Université de Technologie de Compiègne et l'INERIS
- Les travaux réalisés dans le cadre du Labex Serenade devraient également permettre d'apporter des éléments puisque le but est de parvenir à une éco-conception des nano-produits, qui ne relarguent donc pas de nanomatériaux toxiques dans l'environnement.
- La plateforme nano-sécurisée de l'INERIS mise en place en 2014 étudie notamment l'émissivité de nanoparticules dans l'air ambiant par des matériaux et produits tout au long de leur cycle de vie, à travers notamment le projet Nano-Data14 ; voir également notre fiche sur les travaux nano de l'INERIS.
- Au niveau européen :
- NanoHouse :
- objet : analyse du cycle de vie des nanomatériaux pour la construction, en particulier sur lexposition chronique pour les nanoparticules d'argent et de dioxyde de titane contenues dans les peintures et revêtements utilisés en intérieur et à l'extérieur des habitations
- financement : 2,4 millions d'€ en provenance de la Commission européenne, sur un budget global de 3,1 millions d'€
- période : janvier 2010 - juin 2013
- partenaires français : le CEA et ISTerre
- résultats : Influence of paints formulations on nanoparticles release during their life cycle, Fiorentino B et al., Journal of Nanoparticle Research, 17:149, mars 2015
- NEPHH (Nanomaterials-related Environmental Pollution and Health Hazards throughout their life-cycle)
- objet : l'évaluation des risques sanitaires majeurs associés aux nanotechnologies et résultant de la production, de l'utilisation et de la dégradation des nanocomposites polymères à base de silicium.
- financement : 2,4 millions d'€ en provenance de la Commission européenne
- période : 2009-2012
- partenaires français : le CEREGE
- NanoHouse :
- D'autres projets abordent le relargage des nanomatériaux parmi d'autres aspects liés à l'analyse des risques associés aux nanomatériaux. Pour en savoir plus, on peut se reporter notamment à la liste des projets européens sur la sécurité sanitaire ou environnementale des nanotechnologies 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.
- Aux Etats-Unis :
- le consortium américain "Center for Environmental Implications of Nanotechnology" (CEINT) dirigé par Marc Wiesner étudie notamment les fuites des nanomatériaux, l'efficacité des traitements des effluents, l'altération des produits, le stockage en fin de vie.
- des chercheurs universitaires ont montré que des nanotubes de carbone contenus dans une matrice peuvent être relargués dans l'environnement sous l'effet du soleil et d'une humidité modérée : Development of a conceptual framework for evaluation of nanomaterials release from nanocomposites: environmental and toxicological implications, The Science of the Total Environment, 473-474, 9-19, décembre 2013.
- des chercheurs en lien avec l'(ou en provenance d') industrie ont publié une revue de la littérature sur le relargage de nanomatériaux à partir de nanocomposites solides : A review and perspective of existing research on the release of nanomaterials from solid nanocomposites, Particle and Fibre Toxicology, 11:17, 2014
- Au sein de l'OCDE, le Groupe de travail sur la productivité des ressources et les déchets (GTPRD) s'est penché sur le devenir et les impacts des nanomatériaux contenus dans les produits et libérés lors du traitement de ces produits en fin de vie. Trois rapports sur l'incinération, le recylage et la mise en décharge des déchets contenant des nanomatériaux ont été soumis aux délégués des pays membres de l'OCDE fin 2013, avant d'être publiés en novembre 2015 :
- Incinération des déchets contenant des nanomatériaux, OCDE, novembre 2015
- Recyclage des déchets contenant des nanomatériaux, OCDE, novembre 2015
- Mise en décharge des déchets contenant des nanomatériaux, OCDE, novembre 2015
- Les nanomatériaux dans les flux de déchets, Chapitre 1, OCDE, novembre 2015
En savoir plus
LIRE AUSSI
Sur notre site :
- Nanomatériaux et Environnement et la bibliographie associée
- Quel devenir des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
- Détecter et mesurer les nanomatériaux ?
- Comment financer les études de risques ?
Ailleurs sur le web :
- En français :
- Relargage de dioxyde de titane nanoparticulaire dans les milieux environnementaux à partir de nanomatériaux, Olivier Aguerre-Chariol, Christophe Bressot, Rapport Scientifique INERIS, 2017
- Sources et devenir des nanoparticules manufacturées et anthropiques : transport, accumulation et réactivité aux interfaces, Julien Gigault, Géochimie, Université de Rennes 1, 2017
- "L'abrasion de nanomatériaux", Bressot C, in Nanomatériaux et santé - Comprendre où en est la recherche, ANSES, Les cahiers de la recherche, octobre 2015
- 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
- Environmental release of engineered nanomaterials from commercial tiles under standardized abrasion conditions, Bressot C et al., J Hazard Mater., 2017 (INERIS)
- Environmental exposure to TiO2 nanomaterials incorporated in building material, Bossa N et al., Environmental Pollution, 220, B : 1160-1170, janvier 2017 (CEREGE, INERIS, IRCELYON)
- Release of nanomaterials from solid nanocomposites and consumer exposure assessment - a forward-looking review, Mackevica A et Hansen SF, Nanotoxicology, janvier 2016
- EHS Testing of Products Containing Nanomaterials: What is Nano Release?, Brame JA et al., Environ. Sci. Technol., 49 (19) :11245-11246, septembre 2015
- Influence of paints formulations on nanoparticles release during their life cycle, Fiorentino B et al., Journal of Nanoparticle Research, 17:149, mars 2015
- Emission of Titanium Dioxide Nanoparticles from Building Materials to the Environment by Wear and Weather, Shandilya N et al., Environ. Sci. Technol., janvier 2015
- Release of Engineered Nanomaterials from Polymer Nanocomposites: Diffusion, Dissolution, and Desorption, Duncan TV et al., ACS Appl. Mater. Interfaces, 7(1) : 2-19, 2015
- Environmental Life Cycle Assessment of Nanosilver-Enabled Bandages, Pourzahedi L et Eckelman MJ, ES&T, mars 2015
- Comprehensive modeling of environmental emissions of engineered nanomaterials, Sun TY et al., Environ. Pollut., 185, 69-76, 2014
- Dermal exposure potential from textiles that contain silver nanoparticles, International Journal of Occupational and Environmental Health, 20(3), juillet 2013
- 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
- Estimating production data for five engineered nanomaterials as a basis for exposure assessment, Hendren CH et al., Environ Sci Technol, 45:25622569, 2011
NOTES et REFERENCES
1 - Global life cycle releases of engineered nanomaterials, Journal of Nanoparticle Research, Mai 2013.
2 - 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). 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
3 - 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
4 - Cf. notamment :
- Quantitative characterization of TiO2 nanoparticle release from textiles by conventional and single particle ICP-MS, Mackevica A et al., Journal of Nanoparticle Research, 20:6, janvier 2018
- 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
5 - Cf. notamment :
- Mechanisms limiting the release of TiO2 nanomaterials during photocatalytic cement alteration: the role of surface charge and porous network morphology, Bossa N, Environmental Science: Nano, 2, 2019
- 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
- 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
- Synthetic TiO2 nanoparticle emission from exterior facades into the aquatic environment, Kaegi R. et al, Environmental Pollution, 156(2), 2008
6 - Nanopesticides: State of Knowledge, Environmental Fate, and Exposure Modeling, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 43 (16), Juillet 2013
7 - "in the future, the largest flows and stocks of TiO2 NPs could be related to self-cleaning cement" in 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
8 - Voir notamment :
- UV filters interaction in the chlorinated swimming pool, a new challenge for urbanization, a need for community scale investigations, Sharifan H et al., Environ Res., 148:273-276, juillet 2016
- Depletion of the protective aluminum hydroxide coating in TiO2-based sunscreens by swimming pool water ingredients, Virkutyte J et al., Chemical Engineering Journal, 191 : 95-103, mai 2012 (Neutrogena SPF 30)
9 - Cf. notamment :
- Carbon nanotubes can be released from composites, study suggests, Chemical Watch, 10 septembre 2015 ; voir la publication scientifique ici : Carbon Nanotubes Released from an Epoxy-Based Nanocomposite: Quantification and Particle Toxicity, Environ. Sci. Technol., 49 (17), 10616-10623, 2015
- Carbon nanotubes could be released by plastic as it degrades, Science for Environment Policy, mai 2014
10 - Persistence of engineered nanoparticles in a municipal solid-waste incineration plant, Walser et al., Nature Nanotechnology, 7, 520-524 (2012)
11 - Nanosécurité - Etudier les émissions des déchets nano-structurés dans les procédés d'incinération - Résultats du projet NanoFlueGas, INERIS, Mines de Nantes et Trédi, 2 avril 2015
12 - Voir notamment :
- Qu’advient-il des nanoparticules quand elles deviennent déchets ?, I'MT Tech, septembre 2019
- Nanomatériaux dans le transport et l'habitat : Quels sont les risques liés à la dégradation thermique ?, Simon Delcour, LNE, wébinar, juin 2019
- NANOTOX'IN : Évaluation des risques induits par l'incinération de nanocomposites à matrices polymères émergents : lors de processus d’incinération, ces nouveaux produits plastiques à base de nanoparticules relarguent-ils des nanoparticules ? Avec quels risques pour la santé publique ? Un projet financé par l'ADEME, réalisé par l'Armines (école des Mines de Saint-Etienne et école des mines d'Alès) et le Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) en 2016 et 2017
- Incinération des déchets contenant des nanomatériaux, OCDE, novembre 2015
13 - Cf.
- Mise en décharge des déchets contenant des nanomatériaux, OCDE, novembre 2015
14 - Cf. "L'abrasion de nanomatériaux", Bressot C, in Nanomatériaux et santé - Comprendre où en est la recherche, ANSES, Les cahiers de la recherche, octobre 2015
Fiche initialement créée en septembre 2012