Mettre les nanos au menu des Assises de l'eau 2018-2019

Par DL le 24/07/2018 - dernière modification par DL le 27/11/2018

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Cette fiche réunit les pistes à proposer lors des Assises de l'Eau pour assurer aux acteurs de l'eau des moyens de diagnostic et d'action dès 2019.

Voir aussi Consultations des Agences de l'Eau : de novembre 2018 à mai 2019

La première étape des Assises de l’eau 2018 lancées par le gouvernement le 24 avril 2018 au congrès des maires de France est bouclée : elle concerne le "petit cycle de l'eau", c'est-à-dire la distribution après captage. La Caisse des Dépôts en a rendu compte le 17 juillet 2018 ici. Les conclusions seront disponibles fin août - début septembre.

9 novembre 2018: la seconde phase des Assises de l'eau est lancée par son comité de pilotage. Elle s’étendra jusqu’au mois de mars et sera rythmée par des ateliers sur les territoires, la réunion de groupes de travail et deux autres comités de pilotage. Elle concerne le "grand cycle de l'eau", c'est-à-dire les ressources et les milieux aquatiques. Les aspects qualitatifs et quantitatifs des ressources en eau seront abordés, "afin d’aider les territoires à être plus résilients au changement climatique". C'est l'occasion d’informer et de mettre les risques nanos au programme 2019-2024 des Agences de l'Eau.

Notre dossier "Nano et Eau" résume les connaissances sur les impacts involontaires de l'usage de certaines nanoparticules (effets néfastes sur la faune et la flore aquatiques, problèmes dans les stations d'épuration notamment), ainsi que les "promesses" des nanotechnologies en matière de détection des contaminants dans l'eau et de traitement de purification de l'eau.

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Sommaire de cette fiche :
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• Risques liés aux nanos : émergents ou émergés ?
  
• Débuts de réponses et questions en suspens
  
  • Quelles nanos cibler en priorité ?
    
  • Où vont les nanos ?
    
• On en sait assez pour agir ...
  
• Mais comment faire ? Propositions construites et/ou collectées par Avicenn à porter aux Assises de l'Eau
  
  • Prévenir coûte moins cher que guérir...
    
  • Diagnostiquer par ressource en eau
    
  • Valider et faire connaître les méthodes d'analyses
    
  • Budgétiser des financements nano polluants comme pour les micro polluants
    
  • Rendre le registre R-nano opérationnel pour les acteurs de l'eau
    
  • Inciter à géolocaliser les ventes
    
  • Notre action vous rend service ? Dites-le nous!
    

Risques liés aux nanos : émergents ou émergés ?

On en parle comme risques émergents depuis plus de dix ans... Au vu des quelques 450 000 tonnes de substances nanoparticulaires déclarées en France chaque année et de l'avancée des connaissances, n'est-il pas plus exact de parler de risques "émergés" ? Et de les mettre sous surveillance comme les micropolluants, les médicaments, les perturbateurs endocriniens et les plastiques ?

Déjà en 2008, l'Afssa avait formulé les recommandations suivantes concernant les nanoparticules manufacturées dans l'eau :

• Encadrer la mise sur le marché des nanomatériaux
• Mettre en place des dispositions garantissant l'absence de toute utilisation de nanoparticules par injection directe dans les nappes
• Développer des outils d'analyse pour la mesure des nanoparticules dans l'eau
• Étudier le devenir dans différents compartiments de l'environnement ; les mécanismes d'usure des verres, pneumatiques, bétons, cosmétiques pouvant contenir des nanoparticules de Ti, Sn, Se, Fe, Mn, Ce, Al... étaient les préoccupations majeures.
• Évaluer l'efficacité des filières de traitement classiques de production d'eau potable et d'épuration des eaux résiduaires
• Évaluer les modalités d'entrée dans la chaîne alimentaire via l'eau.

En 2018, dix ans après, des progrès ont été accomplis mais beaucoup reste à faire :

• La mise en marché et le relargage des nanomatériaux sont insuffisamment encadrés :
  • A ce jour, la surveillance des nanoparticules dans l'eau n'est toujours pas requise par la loi et ne figure pas dans la directive cadre sur l'eau (DCE) au niveau européen.
  • Les agences de l'eau ne réalisent donc pas de mesure des nanoparticules dans l'eau.
  • Les nanoparticules ne sont pas ciblées explicitement par le second Plan Micropolluants 2016-2021 (substances indésirables détectables dans l'environnement à très faible concentration (micro voire nanogramme par litre) et pouvant avoir un effet négatif sur les organismes vivants).
  • La France s'est toutefois dotée en 2013 du registre R-nano, mais ses données sont inaccessibles aux acteurs de l'eau.
  • Entre autres améliorations, des ONG réclament qu'une procédure d'autorisation de mise sur le marché (AMM) soit instaurée pour toutes ou certaines nanoparticules, afin que la gouvernance opère en préalable aux usages
  • En attendant, les fabricants (ne) s'autorégulent (pas), dans le cadre de normes... non contraignantes.

• Existe-t-il des cas d'injections directes dans les ressources en eau ? Cela reste à documenter, et nous n'avons pas d'information sur des restrictions de ces éventuels usages

• Des outils de détection et d'analyse des nanos dans l'eau sont en cours de développement ou perfectionnement (Synchrotron Soleil, laboratoire d'hydrologie de Nancy, IPGP ...).

• Quelques études tentent de mieux comprendre le devenir de certaines nanoparticules dans les sols et dans les aquifères (INERIS, BRGM, CEREGE, Suez Environnement, IRSTEA...), notamment dans l'estuaire de la Gironde, et trois bassins versants du bassin de la Seine.

• Des thèses sont en cours dans les zones ateliers concernant nos grands fleuves en France.

• Les impacts sur la faune et la flore commencent également à être explorés, avec de premiers signaux inquiétants.

Compte tenu de l'épandage de boues de stations d'épuration en agriculture, il serait utile de connaître la teneur des boues en nanoparticules de dioxyde de titane.
→ En savoir + sur les nanos et les stations d'épuration.

Voir aussi notre dossier Devenir des nanos dans l'environnement.



⇒ Avicenn distribue cette année un millier de livres "Nanomatériaux et risques pour la santé et l'environnement - Soyons Vigilants !", auprès des acteurs de l'eau.
Les propos d’Avicenn n’engagent par la responsabilité des institutions qui ont apporté leur soutien financier à cette action en 2018 : le Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire et l’Agence Française pour la Biodiversité

Débuts de réponses et questions en suspens

Ces programmes de recherche ont-ils bien pris en compte les recommandations de 2008 ? Si le dioxyde de titane semble faire partie de toutes les études, les autres éléments préoccupant les acteurs de l'eau en 2008 paraissent moins observés : que deviennent des NP contenant du Sn (étain), Se (sélénium), Fe (fer), Mn (manganèse), Ce (cérium, dont le dioxyde est un additif pour carburant diesel et anti UV dans des peintures), Al (aluminium) ?
→ En savoir + sur les usages de ces nanoparticules.

Les études sont-elles cohérentes avec les principaux tonnages que le registre R-nano a collectés depuis 2013 ?
Le bilan R-nano 2017 indique que cinq substances représentent 97 % de la masse de substances à l’état nanoparticulaire produites en France : noir de carbone, silice, carbonate de calcium, dioxyde de titane et acide silicique - sel de magnésium.

• Parmi celles-ci, le nano dioxyde de titane est le principal sujet d'études d'impacts environnementaux.
• Le dioxyde de cérium nano est cité dans une bande de tonnage de 100 à 1000 tonnes produites par an en France, auxquelles s'ajoute un tonnage de 1000 à 10 000 tonnes sous forme de mélange de dioxyde de cérium et de dioxyde de zirconium.
• Le nanoargent n'apparaît quasiment pas dans le registre R-nano, car il arrive dans des produits importés...

C'est dans le Guide pratique des micropolluants édité par l'AESN que l'on trouve une référence résumée ainsi : "le nanoargent représente plus de 50% des nanomatériaux utilisés (devant le carbone et le zinc). Le marché européen des produits en contenant est passé de 30 tonnes en 2004 à 130 tonnes en 2010". Il est précisé que "15% du nanoargent relargué dans les eaux de l'union européenne aurait pour origine les activités plastiques et textiles" (Gaffet, en 2009).

- Quelles nanos cibler en priorité ?

Le bilan R-nano 2017, pas plus que les précédents, n'indique pas les tonnages exacts, ni la localisation des lieux de fabrication, ni les lieux d'usage... Un résumé avec les tableaux des principales substances par bande de tonnage est en ligne sur notre site ici.
Du fait des incertitudes sur les volumes de nanomatériaux commercialisés et relargués dans l'eau, les estimations des scientifiques ne sont pas concordantes et varient en fonction des méthodes et hypothèses utilisées et des pratiques des différents pays (épandage des boues des stations d'épuration versus incinération par exemple).

La synthèse sur les micropolluants en eaux urbaines publiée en 2018 par l'ARCEAU (Association Recherche-Collectivités dans le domaine de l’eau en Ile-de-France) et l'AFB (Agence Française pour la Biodiversité) pointe les nanoparticules d’argent (antibactériennes) ou de titane ajoutées dans les peintures (comme colorant blanc ou agent auto-nettoyant). Les pratiques d'entretien peuvent être source de ces contaminations.

En 2018, le Guide pratique des micropolluants dans les eaux du bassin Seine-Normandie mis à jour par l'Agence de l'Eau Seine Normandie (AESN) avec l'INERIS fait mention de "composés nanoparticulaires" ayant "été déclarés dans le cadre de la réglementation récente en France" : les nanoparticules citées sont les nanoparticules de nickel, chrome, cuivre, zinc, aluminium, argent, cobalt, titane et sélénium.
En 2015 au Royaume-Uni, les nanoparticules dont les concentrations étaient susceptibles d'être les plus élevées dans l'eau traitée étaient les nanoparticules de dioxyde de titane et les nanoparticules de zinc (émanant des crèmes solaires et autres cosmétiques) et les nanoparticules de silice (dentifrice, alimentation...).

La même année au Danemark cette fois, les plus fortes concentrations estimées de nanoparticules dans les systèmes aquatiques concernaient les particules de noir de carbone et de TiO2 photostable (contenu dans les crèmes solaires et non pas celui contenu dans les peintures photocatalytiques), suivies par le carbonate de cuivre (CuCO3, en supposant que son utilisation comme agent de protection du bois va s'accroître).
A contrario, les traitements des eaux conduiraient à des concentrations extrêmement faibles de nanoparticules d'oxydes de zinc (ZnO) et de nanoparticules d'argent dans l'environnement.

En France, des chercheurs ont constaté en 2013 un accroissement de la présence d'argent dans l'estuaire de la Gironde dont les causes sont encore mal connues, mais potentiellement liées à l'érosion des sols agricoles, à l'ensemencement des nuages (solution d'iodure d'argent) pour éviter les impacts de la grêle sur les récoltes de vigne et l'arboriculture, aux rejets des eaux usées des collectivités.

- Où vont les nanos ?

Différentes modélisations ont été réalisées pour tenter de quantifier les concentrations et les flux de différents types de nanoparticules manufacturées dans l'environnement, mais beaucoup reste à faire encore pour consolider ces premiers éléments.

source : ENS Lyon

En savoir + sur le relargage et devenir des nanomatériaux dans l'eau

On en sait assez pour agir ...

On en sait néanmoins assez pour agir en organisant une prévention en aval des usages (ce qui ne réduit pas le devoir de prioriser en amont les fabrications et les usages vraiment utiles !). Consomma'cteurs, faites le tri avant l'achat... si l'étiquette vous renseigne, ce qui est très rarement le cas.
En complément du site http://veillenanos.fr, le site infonano.agirpourlenvironnement vous aide dans le domaine alimentaire.
Pour les professionnels, ne développez pas futile mais pour l'intérêt général !
Des usages se sont déjà déployés (voir les inventaires - incomplets - recensés par Avicenn), sans évaluation préalable d'impacts sur la santé individuelle et collective et sur les milieux naturels.
Même pour des substances autorisées avec de longues procédures d'études et de négociations, nous avons intérêt collectivement à anticiper des seuils de pratiques pour ne pas atteindre des concentrations néfastes, en particulier sur les milieux aquatiques. Une autorisation réglementaire a toujours pour effet de démultiplier des usages et donc de mener plus rapidement au seuil où les bénéfices individuels entraînent un problème collectif...

Des évaluations partielles sont remarquablement organisées au Danemark dans la NanoDataBase. Ces indications de niveau de fiabilité scientifique variables sont des aides aux décisions de prévention, précaution, restriction ! Et derrière le code couleur, les références peuvent être améliorées progressivement (si la volonté de financer des études existe...)

Les actions concertées multiacteurs autour des micropolluants ont permis d'acquérir une expérience relationnelle et scientifique. Sur ce terreau, en économisant l'énergie de tous ceux qui ont déjà œuvré, greffons la préoccupation de la détection des nanoparticules les plus préoccupantes.

Le programme NanoFASE, auquel participe l'INERIS, vise à comprendre et maîtriser le comportement des nanomatériaux dans l’environnement.

Une modélisation interactive est en recherche, à tester avec des acteurs de l'eau... à partir de 2019. Encore faudrait-il que pour estimer les données d'entrée, on puisse évaluer les usages... et donc qu'il y ait des registres et des étiquettes, or on est loin du compte !

Mais comment faire ? Propositions construites et/ou collectées par Avicenn à porter aux Assises de l'Eau

Prévenir coûte moins cher que guérir...

L'étude ARCEAU-AFB déjà citée mentionne les coûts élevés des traitements des eaux, notamment pour les traitements tertiaires dans les STEU (stations d'épuration des eaux usées). L'INERIS a mené une étude exploratoire qui compare les coûts d’une gestion préventive (changements d’usages, substitution) et d’une gestion curative par traitement tertiaire (nano filtration). En considérant des performances environnementales égales et bien que les incertitudes soient grandes, les résultats montrent que les coûts de traitement sont supérieurs aux coûts d’une substitution à la source des micropolluants considérés dans l’étude.
Ces limites indiquent que l’approche curative n’est pas une solution ultime et que nous avons tout à perdre, en l’état actuel des choses, à ne pas travailler sur les aspects préventifs.

Le premier acte de prévention reste de s'interroger avant fabrication sur l'utilité de disséminer des substances artificielles que nos écosystèmes et nos équipements ne sont pas en mesure d'éliminer...
Que faire ensuite ?

Diagnostiquer par ressource en eau

Diagnostiquer les apports possibles dans un milieu aquatique suppose d'avoir des informations pertinentes et géolocalisées : qui fabrique, qui vend, qui utilise, où et quand ?
Les "flux entrants" sont-ils importants ? Peut-on faire des hypothèses avec des modélisations ?
Peut-on alors prioriser ses flux selon leur incidence et confirmer la possible présence par des analyses pertinentes ?

Les coûts d'analyses ne permettent pas forcément de les mettre en routine.
Mieux vaudrait donc faire au préalable un diagnostic sur les usages pour savoir si une ressource en eau pourrait localement être concernée par tel ou tel nanomatériau indésirable.

Une estimation cartographiée de nanoparticules d'argent et d'oxyde de zinc dans les rivières d'Europe a été publiée en 2015. Par construction, une modélisation repose sur des hypothèses et laisse de côté une part de réalité... et conduit à s'interroger sur la réalité du pronostic : que se passe-t-il réellement en France sur les "points rouges" de ces cartes ?

Pistes d'actions à mener :
- Engager un diagnostic national et territorial, en synergie entre institutions chargées de la gestion de l’eau pour établir un cadre méthodologique et mutualiser les actions d’informations, diagnostic, priorisation, métrologie. Agir comme pour l’action nationale de recherche et de réduction des rejets de substances dangereuses dans l’eau (RSDE).
- Prioriser les substances et les bassins versants selon hypothèses de flux d’usages
- Faire des pronostics de rejets pour définir des sites prioritaires (voire méthodes estuaire Gironde)
- Autoriser les agences de l'eau à accéder aux données du registre R-nano

Valider et faire connaître les méthodes d'analyses

- Diffuser plus largement les méthodes d’analyses nano (cf. micropolluants).

Budgétiser des financements nano polluants comme pour les micro polluants

- Prévoir des possibilités de financement de campagnes de mesures en proposant d’ajouter les « nanos » dans l’assiette de contribution aux redevances pour pollutions émergentes. Le mécanisme fiscal existant pour les micropolluants est à élargir aux risques émergents émergés (nanos, médicaments, perturbateurs endocriniens, plastiques)
- Une taxation des fabricants et utilisateurs des nanomatériaux permettrait de financer les études d'impacts "oubliées", qui seront plus économes si elles sont conduites de façon mutualisée... et plus indépendantes et crédibles en matière d'écotox.

Rendre le registre R-nano opérationnel pour les acteurs de l'eau

Tirons les leçons de nos expériences :
- le registre R-nano pourrait ajouter des informations comme la NanoDataBase : les noms commerciaux et un avis sur les catégories de risque, avec une date d'évaluation
- le registre R-nano pourrait s'inspirer du registre des médicaments et des produits phytosanitaires pour lier substances, produits commerciaux, fiches techniques et fiches de sécurité...
- le registre R-nano pourrait indiquer les vrais tonnages en circulation...
- le registre R-nano pourrait indiquer le nombre de personnes exposées sur les chaînes de fabrication
- le registre R-nano pourrait mieux renseigner les acteurs de l'eau, qui doivent aujourd'hui solliciter les DREAL, antennes régionales du Ministère de la Transition Écologique, qui ne restituent que très peu d'informations complémentaires, lorsque qu'elles font la démarche de demander plus que le bilan public...en signant un engagement de confidentialité...Ces obstacles sont constitutifs du décret de création du registre... donc révisables.

Inciter à géolocaliser les ventes

- Des aides conditionnées pourraient être mises en œuvre pour des fabricants / utilisateurs vertueux fournissant des informations territoriales, voire géolocalisées (cartographie de leurs ventes en tonnages ; flux de nanomatériaux « entrants ») : ceci afin de faciliter la priorisation des études écotox.
En contrepartie de ces informations, les fabricants / utilisateurs bénéficieraient d’une « prime à la transparence » et de la restitution de résultats facilitant une stratégie de précaution responsable.

- le registre R-nano pourrait collecter les besoins d'études d'impact à mutualiser signalés par les fabricants, distributeurs, voire utilisateurs finaux remplissant ou non une déclaration. Notons que selon les domaines d'activité, il peut y avoir un ou plusieurs intermédiaires (transformateur, distributeurs). Une chaîne de distribution longue peut conduire à de multiples déclarants au registre R-nano, sans pour autant correspondre à de forts tonnages d'usage...

- le bilan des demandes orienterait les études écotox, restituées aux demandeurs

• A noter : cette pratique de répertorier les ventes au code postal est demandée aux distributeurs de produits phytosanitaires en agriculture (registre phytodata national) mais il manque une restitution opérationnelle auprès des utilisateurs finaux (les agriculteurs) alors que ce sont eux qui ont compétence de gestion collective sur les pratiques agricoles d'un territoire !

- le registre R-nano pourrait être amélioré de toutes ces expériences, en produisant des aides aux décisions pour chaque acteur. Les fabricants ont à y gagner en capacité de prospective !

Impossible ? mais non, cela existe pour les pollutions atmosphériques !

Pour évaluer (et réduire !) les flux de pollutions atmosphériques, un organisme Operateur d'Etat pour le Ministère de l'environnement (MEEM) a été créé il y a plus de 20 ans : le CITEPA (Centre Interprofessionnel Technique d'Etudes de la Pollution Atmosphérique). Sous statut d'association à but non lucratif, le CITEPA rassemble 85 adhérents (dont l'ADEME et des industriels, fédérations et syndicats professionnels, producteurs et distributeurs d'énergie, bureaux d'études, organismes de recherche, laboratoires de mesures et Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air [AASQA]).
Il réalise l'inventaire national annuel des émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques en France.
Mais le site d'informations publiques dit peu de chose sur les nanoparticules :
- publie en 2012 une fiche mise à jour en 2017 sur la taille des poussières en suspension
- signale en 2013, une synthèse d'étude américaine de l'Institut sur les Effets Sanitaires (Health Effects Institute ou HEI), organisme de recherche indépendant basé à Boston (Etats-Unis), sur les connaissances relatives aux effets sanitaires des particules ultrafines ambiantes (celles inférieures à 100 nanomètres ou nm [soit 10-9 m]).

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Détection / caractérisation des résidus de nanomatériaux dans l'eau

Par l'équipe Avicenn - Dernière modification janvier 2020

Cette fiche fait partie de notre dossier Nano et Eau : elle a vocation à être progressivement complétée et mise à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs de l'Avicenn. Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.

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Il est difficile de détecter les nanoparticules dans l'eau à faible concentration aujourd'hui¹.
En raison de leur petite taille et surtout de leur forte réactivité, les nanomatériaux ont tendance à interagir avec quasiment tous les éléments présents dans l'eau, selon des configurations très variables en fonction de leurs caractéristiques physico-chimiques et de la composition du milieu : ils peuvent donc subir des transformations dans l'environnement aquatique.

Des chercheurs français que nous avons contactés déplorent la faiblesse des financements des travaux de recherche qui seraient nécessaires : selon eux, en l'absence de règlementation spécifique, il n'y a pas de pression particulière pour développer des techniques innovantes de détection des nanoparticules dans l'eau.

Des progrès sont néanmoins en cours grâce à l'avancée recherches et des outils dans ce domaine².
A suivre donc...

En savoir plus

- Sur notre site :

• Voir les autres fiches de notre dossier Nano et Eau.
• Lire aussi notre fiche Détecter et mesurer les nanomatériaux ?

- Ailleurs sur le web :

• Nanoparticules dans l'eau : vers une technologie de détection très rapide, Actu Environnement, 23 janvier 2020
• Détection des nanoparticules métalliques dans 3 bassins versants caractéristiques, Colloque annuel du Piren Seine : Qualité de l'eau et des milieux aquatiques du bassin de la Seine : dynamiques et trajectoires, Marc F. Benedetti (IPGP) Paris, 5 octobre 2017 (Il s'agit de campagnes de mesures dans les eaux, à l'aveugle, sans hypothèses préalables sur les flux d'usages; le mode d'occupation des territoires étant le critère de choix : zones urbaine, agricole et forestière. La détection porte sur des NP de dioxyde de titane, de cérium et du nanoargent. Les concentrations en nanoargent observées sont de quelques dizaines de nanogrammes de nanoargent par litre (11 ng/l en zone urbaine, 8,4 en zone agricole et 1,5 en zone forestière). Cela correspondrait à des apports estimés à 2 ou 3 grammes de nanoargent par km² et par an, ou à 20 grammes d'ion Ag+ par km² et par an)
• Analyzing Nanoparticles in Drinking Water by Single Particle ICP-MS, AzoNano et PerkinElmer Inc, juillet 2016
• 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)
• 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
• 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
• Les nanoparticules dans l'eau potable, Kägi R., Eawag News 66, août 2009

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NOTES et REFERENCES

1 - Cf. von der Kammer, F et al., Analysis of engineered nanomaterials in complex matrices (environment and biota): general considerations and conceptual case studies, Environ. Toxicol. Chem., 31, 32e49, 2012

2 - Cf. notamment :

• 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
• Le laboratoire d'hydrologie de Nancy (LHN) de l'Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES) s'est doté d'un équipement permettant de doser les nanoparticules dans l'eau afin de mener des analyses à partir de 2015.
• L' intervention Jérome Rose (CEREGE) au Synchrotron Soleil en mars 2018 ; en bref, les mesures font appel à de nombreuses techniques en combinaison d’outils (le CEREGE utilise 7 outils différents) : les rayons X viennent à la rescousse de la microscopie électronique. Il faut aussi étudier les interactions avec la matrice des nanoparticules. Le Synchrotron, sur la base de mesures préalables, permet de caractériser des nanoparticules en milieux complexes.
• Détection de nanoparticules manufacturées dans l'eau potable et les additifs alimentaires, Sivry Y, Bulletin de veille scientifique de l'ANSES, n°31, mai 2017
• Détection et quantification de nanomatériaux dans les eaux naturelles par une approche intégrée multi outils, Karine Phalyvong, IPGP, novembre 2016
• The world's first model for engineered nanoparticles in surface waters, Wageningen UR, 3 juin 2015
• 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
• A simple and sensitive biosensor for rapid detection of nanoparticles in water, Journal of Nanoparticle Research, 16:2253, janvier 2014
• Diaporama de présentation du programme Aquanano par Hélène Pauwels : "AQUANANO, Transfert de nanoparticules manufacturées dans les aquifères: développement d'une méthodologie et Identification des processus" aux J3N de l'ANR en novembre 2011 : Le programme Aquanano a donné lieu à des avancées dans le dosage des nanoparticules dans les eaux, basées sur l'utilisation d'appareils pour l'analyse chimique et isotopique (méthode pour screening de la présence de C60 dans les eaux naturelles).
• Aperçu bibliographique des techniques de caractérisation des nanoparticules dans les eaux , M Blessing, JP Ghestem (BRGM), 2011

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Fiche initialement créée en février 2015

Détecter, mesurer et caractériser les nanomatériaux ? La nano-métrologie

par l'équipe Avicenn - Dernier ajout avril 2021

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Sommaire

• Détecter et mesurer les nanomatériaux, pour quoi faire ?
  
• Différentes techniques disponibles, à croiser pour une meilleure fiabilité
  
• En savoir plus
  

Détecter et mesurer les nanomatériaux, pour quoi faire ?

• Pour se mettre en conformité avec la loi

Les importateurs, producteurs et utilisateurs de nanomatériaux ont besoin de caractériser leurs nanomatériaux, en établissant une sorte de carte d'identité précisant leurs paramètres physico-chimiques afin de remplir correctement l'obligation française de déclaration des substances à l'état nanoparticulaire et les obligations européenne (enregistrement dans REACH et étiquetage (pour les cosmétiques, les produits biocides et l'alimentation).

• Pour mieux identifier les nanomatériaux et prendre les mesures de précaution qui s'imposent

On dispose encore aujourd'hui de trop peu de données fiables sur les quantités et types de nanomatériaux manufacturés - ou résidus de ces nanomatériaux - relargués dans l'environnement ou sur les lieux de travail et auxquels sont exposés les écosystèmes et les populations humaines. Dans la mesure où les connaissances sur la toxicité¹ et l'écotoxicité² de ces nanomatériaux sont encore lacunaires, l'acquisition d'une meilleure connaissance de ces expositions est indispensable pour mieux assurer la protection de l'environnement et de la santé humaine.
Pour fournir, compléter, préciser et/ou vérifier ces informations, les entreprises, laboratoires et agences sanitaires ou environnementales ont besoin d'outils et méthodes de détection, identification, quantification et suivi des nanomatériaux dans les différents milieux (air, eau, sols, aliments, objets divers) et dans le corps humain.

Différentes techniques disponibles, à croiser pour une meilleure fiabilité

Il y avait encore récemment consensus sur le manque d'instruments et d'outils de nanométrologie fiables (et à prix abordable) ainsi que de méthodes partagées. Les choses évoluent : la nanométrologie a fait de grands progrès en termes d'instrumentation et de protocoles :

• des méthodes et des outils d'analyse sont à présent proposés pour contrôler la présence de nanomatériaux dans l'air³
• des progrès ont également été réalisés concernant la détection dans les eaux de surface⁴.

De grandes marges d'amélioration existent encore⁹ pour les améliorer et les faire adopter et respecter par l'ensemble de la communauté scientifique (tant au niveau académique qu'au niveau industriel).
La détection de nanomatériaux à des concentrations faibles dans les sols et les milieux complexes (produits alimentaires, cosmétiques,...) reste cependant en effet encore délicate et demande d'utiliser des outils coûteux et des méthodes différentes et complémentaires, car aucune technique ne permet à elle seule d’appréhender dans leur globalité tous les paramètres de caractérisation des nanoparticules. Il faut croiser différentes techniques d’analyse - l'une d'entre elles étant la microscopie électronique ; le choix des techniques à retenir se fait en fonction des informations que l'on souhaite obtenir et des contraintes de coût et/ou de temps à prendre en compte.

La microscopie électronique est la technique la plus performante pour accéder à la forme des particules, ce qui en fait la technique la plus "versatile" (à même de caractériser une très large variété de substances en terme de forme, taille, composé chimique), ce qui est très important compte tenu du fait qu’il y a relativement peu de nanoparticules sphériques.

Un travail d'harmonisation et d'intercalibration des méthodes de mesures, jugé nécessaire depuis plusieurs années^{5, 6, 7}, est en cours. Des travaux de recherche, listés plus bas permettent aujourd'hui de recourir à ces outils plus performants et devraient permettre des progrès encore importants dans les années à venir, ainsi qu'à une harmonisation (au moins au niveau européen).

En décembre 2019, le Centre commun de recherche européen (JRC) a publié un rapport pour aider les entreprises à déterminer si leurs matériaux sont des nanomatériaux.

En février 2020, l'ANSES a à son tour finalisé un rapport très important, réalisé avec l'appui du LNE notamment : cette "Revue des méthodes analytiques disponibles pour la caractérisation des nano-objets" a pour objectifs d'éviter une classification erronée et des analyses de risques déficientes, dues à des approches analytiques non adaptées et d'anticiper la révision prochaine de la recommandation de définition du terme "nanomatériau" par le Commission européenne.

En mai 2020, les travaux du Club nanoMétrologie ont été publiés : l'inter-comparaison visant à évaluer les pratiques de différents acteurs français pour caractériser la distribution de tailles de nanoparticules via la technique SMPS⁸ (Spectromètre à Mobilité Electrique) montre que la technique SMPS, principalement utilisée pour caractériser la granulométrie de particules en phase aérosol (qualité de l'air & exposition professionnelle aux nanoparticules), permet de bien caractériser la distribution de nanoparticules en solution colloïdale sur une gamme de tailles allant de quelques nanomètres jusqu'à environ 500 nm après une étape d'aérosolisation. Elle est jugée très intéressante par le LNE, compte tenu de sa sensibilité, de sa résolution et de la gamme de taille accessible.

A noter, la proposition émise il y a presque plusieurs années, dans les cas où certaines caractérisations se révèleraient techniquement impossibles ou controversées, de prélever et conserver des échantillons pour les analyser ultérieurement, lorsque les protocoles et outils seront validés par la communauté scientifique et les instances officielles⁵.

En savoir plus

LIRE AUSSI :
Sur notre site :

• Nanomatériaux et Environnement
• Quel relargage des nanomatériaux dans l'environnement ?
• Quels devenir et comportement des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?
• Comment financer les études de risques ?

Ailleurs sur le web :
En français :

• Le Centre d’innovation NanoMesureFrance financé par la Région Ile-de-France, LNE, 12 avril 2021
• PRESTATION : SUBSTANCES & PRODUITS - Caractérisation physique des matériaux et nanomatériaux : taille, forme, composition élémentaire locale, INERIS (page consultée en novembre 2020)
• La spectroscopie vibrationnelle analyse désormais d’autres formes de nanoparticules, Institut de chimie du CNRS (INC), 1er septembre 2020
• Les nouveaux territoires de la microscopie, Romain Hecquet, CNRS, Le journal, 29 juin 2020
• Comment bien classer une substance chimique dans la catégorie « nanomatériaux », LNE, mai 2020
• Revue des méthodes analytiques disponibles pour la caractérisation des nano-objets, de leurs agrégats et agglomérats en vue de répondre aux exigences réglementaires, Anses, février 2020
• Deux nouveaux détecteurs EDX d'Oxford Instruments pour le microscope électronique à balayage (ZEISS Microscopy Ultra+) du LNE, LNE Nanotech, 10 janvier 2020 : l’UltimMax 65 pour les taches routinières et l’UltimMax Extrem tout particulièrement adapté et agile pour la nano-analyse chimique.
• Additifs, nanoparticules et alimentation, comment satisfaire aux exigences réglementaires et maîtriser les risques ?, LNE, 3 décembre 2019
• Caractériser la taille des nanoparticules pour maîtriser vos matières premières, LNE, 14 octobre 2019
• Apport de l’ICPMS pour la caractérisation de nanoparticules métalliques dans les produits de consommation. Un outil de choix pour répondre aux enjeux réglementaires, Mathieu Menta, Université de Pau, 7 Journées techniques CETAMA, octobre 2019
• Détection et caractérisation des nanoparticules de dioxyde de titane dans les aliments par AF4-ICP-MS et Sp-ICP-MS, Thèse de Lucas Givelet, Génie chimique, Université Grenoble Alpes, octobre 2019.
• Nanomatériaux : définition, identification et caractérisation des matériaux et des expositions professionnelles associées, INRS, Hygiène et sécurité du travail, n°256, septembre 2019
• Caractérisation des particules nanométriques non intentionnelles émises dans différents milieux de travail, IRSST (Canada), septembre 2019
• Des étalons à l'échelle nanométrique pour les microscopes AFM et MEB, CNRS, 21 février 2019
• Caractériser les nanomatériaux, CEA Liten, 20 septembre 2018
• Découvrez la cryomicroscopie électronique, CNRS, 21 juin 2018
• Nanométrologie, Georges Favre, LNE, présentation au forum NanoResp, 19 juin 2018
• L’IEMN crée avec Horiba France une équipe mixte de recherche sur la caractérisation avancée des nanomatériaux, avril 2018
• L’infiniment petit se mesure à Trappes - Le laboratoire LNE Nanotech regroupe ses activités liées aux nanoparticules, Le Parisien, 27 février 2018
• Caractériser les nanomatériaux, LNE, septembre 2017
• Bien caractériser l'infiniment petit pour contribuer à un développement responsable des nanotechnologies, Nicolas Feltin, Les Echos, 19 septembre 2017
• Détection de nanoparticules manufacturées dans l'eau potable et les additifs alimentaires, Sivry Y, Bulletin de veille scientifique de l'ANSES, n°31, mai 2017
• Observer et analyser les sols aux petites échelles : du micro au nano, wébinaire, Isabelle Basile Doelsch (INRA / CEREGE), 9 mars 2017
• Marina - Panorama des techniques de caractérisation des nanomatériaux, Guinot C et Lacoste C, CTCPA / CEA, janvier 2017
• ISO/TR 18196:2016(fr) Nanotechnologies — Matrice de méthodes de mesure pour les nano-objets manufacturés, ISO, 2016
• Caractérisation de nanoparticules de dioxyde de titane dans les aliments par couplage AF4-ICP-MS et par l'approche single particle-ICP-MS, thèse de Lucas Givelet, sous la direction de Jean-François Damlencourt et de Thierry Guerin (ANSES), à Grenoble Alpes , dans le cadre de I-MEP2 - Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement, Energétique, Procédés, Production, en partenariat avec CEA Grenoble/LITEN/DTNM/SEN/LR2N (laboratoire) depuis février 2016 .
• A simple test kit for the detection of nanoparticles, Nanowerk, 20 février 2015
• Microscopie, jusqu'où voit-on ?, un dossier illustré de l'INRA, 2015
• Métrologie dimensionnelle de nanoparticules mesurées par AFM et par MEB, Alexandra Delvalllée, thèse de chimie, LNE, Ecole Polytechnique Université Paris Saclay, ENSTA Paris Tech, décembre 2014
• Mesure, contrôle et caractérisation des nanoparticules - Procédure appliquée à l'usinage et au frottement mécanique, IRSST, mai 2014
• Métrologie des nanoparticules : de nouvelles avancées ?, Bulletin de veille scientifique (BVS), ANSES, décembre 2013
• A la chasse aux nanoparticules, L'Usine Nouvelle, n° 3276, 15 mars 2012

En anglais :

• Nanoparticle Analysis - Correlating EDX, AFM and SEM Data, Digital Surf, Azonano, 9 décembre 2020
• An intercomparison exercise of good laboratory practices for nano-aerosol size measurements by mobility spectrometers, Gaie-Levrel F et al. (LNE), Journal of Nanoparticle Research, 22 : 103, 2020
• Quality of physicochemical data on nanomaterials: an assessment of data completeness and variability, Comandella D et al., Nanoscale, 7, février 2020
• The NanoDefine Methods Manual, Mech A et al., JRC, Publications Office of the European Union, janvier 2020
• Identification of nanomaterials through measurements, Joint Research Center (JRC), décembre 2019
• JRC releases new certified reference material for nanoparticle size and shape analysis, JRC, 29 août 2019 (CRM ERM-FD103)
• Guiding principles for measurements and reporting for nanomaterials: physical chemical paramters - Series on the Safety of Manufactured Nanomaterials n°91, OCDE, 27 mai 2019
• Physical-chemical decision framework to inform decisions for risk assessment of manufactured nanomaterials - Series on the Safety of Manufactured Nanomaterials n°90, OCDE, 27 mai 2019
• Measuring nanoparticles in medicinal products, EU Science Hub (JRC), 10 mai 2019
• Analytical Challenges and Practical Solutions for Enforcing Labeling of Nanoingredients in Food Products in the European Union, Correira M et al., "Nanomaterials for Food Applications" in Micro and Nano Technologies, 273-311, 2019
• Nanolockin, "detect your nanoparticles in complex media - simple & fast" (Suisse)
• Proving nanoparticles in sunscreen products, Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology, 3 août 2015
• Toward Advancing Nano-Object Count Metrology: A Best Practice Framework, Environ Health Perspect., 11-12;121, septembre 2013

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NOTES et REFERENCES

1 - Quels effets néfastes des nanomatériaux sur la santé humaine ?, veillenanos.fr

2 - Nanomatériaux - Des risques pour l'environnement mal cernés, veillenanos.fr

3 - Sur le contrôle de la présence de nanomatériaux dans l'air, voir Evaluer et surveiller les émissions de nanoparticules sur les lieux de travail, veillenanos.fr et, pour ce qui concerne les émission des nanoparticules dans l'environnement, voir notamment :

• Rapport intermédiaire - éléments relatifs à la surveillance métrologique dans l’environnement des nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) et à l’examen de la faisabilité, HCSP, octobre 2019 (publication juin 2020)
• Estimation des concentrations annuelles moyennes dans l’air autour d’un site industriel producteur de substances à l’état nanoparticulaire – Site de Cristal – Thann, unité de production de dioxyde de Titane, INERIS, octobre 2017
• Guide de surveillance dans l’air autour des installations classées - Retombées des émissions atmosphériques - Impact des activités humaines sur les milieux et la santé, INERIS, novembre 2016

4 - Cf. notre fiche Détection / caractérisation des résidus de nanomatériaux dans l'eau

5 - Voir 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

6 - Voir Sécurité des Nanomatériaux, Réduction de l'Exposition Etat de l'art et développements, François Tardif, présentation à la journée "Regards sur les nanotechnologies : enjeux, débats, perspectives", Institut de Maîtrise des Risques, 18 octobre 2011

7 - Voir Requirements on measurements for the implementation of the European Commission definition of the term "nanomaterial, Centre Commun de Recherche (JRC), 2012 (voir le résumé en français sur le site d'Eurosfaire ou celui de NanoNorma)

8 - Cf. An intercomparison exercise of good laboratory practices for nano-aerosol size measurements by mobility spectrometers, Gaie-Levrel F et al. (LNE), Journal of Nanoparticle Research, 22 : 103, 2020

9 - Cf. - Quality of physicochemical data on nanomaterials: an assessment of data completeness and variability, Comandella D et al., Nanoscale, 7, février 2020

10 - Voir le chapitre 2 de Clefs CEA, n° 59, été 2010

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ARCHIVES - Recherches et acteurs en métrologie des nanomatériaux (Archives)

Nous avions listé il y a plusieurs années les projets en lien avec les aspects de métrologie des nanomatériaux. Cette liste n'est plus à jour mais nous la laissons accessible pour information :

• En France :
  • Le Club nanoMétrologie a été créé en 2011 : il est piloté par le Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) et C'Nano
  • Le Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) a développé ces dernières années une plate-forme de caractérisation métrologique des nanomatériaux manufacturés et regroupé ses activités nano dans le LNE Nanotech inauguré début 2018 et qui s'est doté en 2020 de nouveaux détecteurs EDX de microscopie électronique à balayage (MEB) : UltimMax 65 et UltimMax Extrem
  • PRESTATION : SUBSTANCES & PRODUITS - Caractérisation physique des matériaux et nanomatériaux : taille, forme, composition élémentaire locale, INERIS (page consultée en novembre 2020)
  • En 2018, la DGCCRF avait établi le repérage suivant :

    

• MEB : Microscopie Electronique à balayage
• A4F-UV-MALLS-ICP-MS : Système de séparation en taille associé à des détecteurs granulométrique et élémentaire permettant de déterminer les principales caractéristiques physicochimiques de nanomatériaux
• SP-ICP-MS (Single Particule - Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) : Technique analytique permettant d’accéder rapidement à la taille, la distribution en taille et la composition chimique des nanomatériaux
• DLS (Dynamic Light Scattering) : Outil analytique de routine pour la détermination de la taille, distribution en taille et polydispersité de nanomatériaux

Mais cette comparaison défavorable à la Microscopie Electronique à balayage (MEB) a été par la suite nuancée car des progrès ont été réalisés depuis sur les outils et méthodologies MEB : les coûts, les temps de préparation et d’analyse ainsi que la représentativité qui y sont associés ne sont plus aussi défavorables que ce tableau le laissent penser.

• L'Ultra Traces Analyses Aquitaine (UT2A), à Pau, réalise aussi des analyse de nanoparticules et nanomatériaux :
  • Caractérisation de nanoparticules inorganiques dans les produits du quotidien, Fabienne Séby, UT2A, Intervention au colloque Nano de la Maison de la Chimie, 7 novembre 2018
  • Towards routine analysis of TiO2 (nano-)particle size in consumer products: Evaluation of potential techniques, de la Calle I et al., Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 147 : 28–42, septembre 2018
  • Study of the presence of micro- and nanoparticles in drinks and foods by multiple analytical techniques, de la Calle I et al., Food Chemistry, 2018
• Le Laboratoire nano d'Intertek propose également des prestations de caractérisation de Nanoparticules
• Cordouan Technologies, à Pessac (Gironde), propose des solutions de caractérisation physico-chimique (taille, charge, etc.) des nanoparticules et des nanomatériaux
• La start-up Myriad propose une méthode d'interférométrie optique mise au point à l'Institut Langevin afin de caractériser simplement des particules de taille inférieure au micron
• Le CEA-LITEN dit avoir développé des nanoétiquettes et nanotraceurs¹⁰ qui, s'ils étaient intégrés par les fabricants à leurs produits contenant des nanomatériaux, pourraient permettre aux consommateurs munis de détecteurs simples de savoir si les produits qu'ils achètent contiennent des nanomatériaux, leur nature, etc.
• L'équipement d'excellence nommé "Equipex NanoID" est une plateforme nationale d'identification chimique et de localisation spatiale des nanomatériaux et nanoparticules dans les systèmes complexes, et notamment les écosystèmes. Il a bénéficié en 2011 de 10,2 millions d'euros publics et associe plusieurs partenaires : le CEREGE, le LCP, l'INSERM, le CEA-LITEN, IsTERRE ; l'unité CIME du LSA (ANSES). Il comporte notamment un microscope électronique en transmission avec mode cryogénique et spectroscopie EDX, une FFF couplée à ICP-MS et 2 tomographes X
• Le programme NANOMORPH financé par l'ANR est dédié au développement d'une métrologie adaptée à la mesure de taille des nanoparticules non sphériques, et plus particulièrement des nanotubes. Il est porté par le BRGM et un consortium d'universitaires (CEREGE, CORIA, IUSTI, UTT) et d'industriels de la chimie (Arkema) et de l'optique (Cilas).
• Captiven est une plateforme d'analyses minéralogiques qui propose des "capteurs et données pour la qualité environnementale des eaux et des sols" à travers un dispositif d'aide à l'innovation mis en place par les trois instituts IRSTEA, Ifremer-Edrome et BRGM
• Le projet NanoMet (2014-2017) a été mis en place dans le but d'aider les PME à mieux caractériser leurs nanomatériaux : les entreprises productrices ou utilisatrices de nanomatériaux, et notamment les PME, ont été invitées à participer à une enquête sur leurs besoins en métrologie. Il a été soutenu par la Direction générale de la compétitivité, de l'industrie et des services (DGCIS, du Ministère de l'économie) pour le développement d'outils métrologiques et de procédures normalisées.

• Au niveau européen (Les projets dits "FP7" sont financés par le 7ème programme cadre européen) :
  • Le projet H2020 ACEnano (Analytical & Characterisation Excellence) : "it will introduce confidence, adaptability and clarity into nanomaterial risk assessment by developing a widely implementable and robust tiered approach to nanomaterials physicochemical characterisation that will simplify and facilitate contextual (hazard or exposure) description and its transcription into a reliable nanomaterials grouping framework".
  • Le projet FP7 MARINA
  • Le projet FP7 NanoDefine dans lequel plusieurs partenaires français sont impliqués : 2013-2017
  • Le projet FP7 Nanolyse terminé en 2013, s'intéresse aux matrices alimentaires (nourriture et boisson).
  • Le projet FP7 NANODEVICE a pour but de développer de nouveaux concepts, méthodes et technologies pour la production d'instruments de mesure et d'analyse des nanoparticules manufacturées dans l'air dans les lieux de travail, le but étant que ces instruments soient plus facilement utilisables et transportables que ceux qui existent déjà. Ce projet 2009 - 2013 a associé 26 partenaires (un seul français : l'Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS)). Il a produit une grille des effets toxicologiques pour 14 nanomatériaux , également disponible en compilation réalisée ici .
  • Le projet européen EMRP NanoChop « Chemical and optical characterisation of nanomaterials in biological systems » : 2012-2015
  • Le projet SMART-NANO (Sensitive MeAsuRemenT, detection, and identification of engineered NANOparticles) a été lancé en juin 2012 : d'une durée de quatre ans, il a pour but de fournir des outils pour une meilleure mesure, détection et identification des nanoparticules manufacturées dans des produits, des systèmes biologiques et dans l'environnement.
  • Les projets INSTANT (Innovative Sensor for the fast Analysis of Nanoparticles in Selected Target Products) et NANODETECTOR financés par le 7ème programme cadre européen (le premier à hauteur de 3,8 millions d'euros), portent sur la détection, l'identification et la quantification de nanoparticules dans les milieux complexes. Ils ont été mis en place en 2012.
  • Le consortium européen du programme Co-Nanomet a compilé en 2011 un document qui détaille les exigences en nanométrologie et présente une vision des objectifs à poursuivre dans ce domaine d'ici 2020 : European Nanometrology 2020
  • D'autres projets européens abordent la métrologie 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.

• En Suisse :
  • Swiss NanoAnalytics platform to detect nano in consumer goods, janvier 2020

• Aux Etats-Unis :
  • Voir le site du NIST Center for Nanoscale Science and Technology (CNST) (world-class nanoscale measurement and fabrication methods and technology)
  • Voir les articles du n°30(3) de mars 2013 de la revue Environmental Engineering Sciences qui présentent les travaux du Industry Consortium for Environmental Measurement of Nanomaterials (ICEMN) et des considérations pratiques sur la mesure des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement
  • Voir le rapport Nanotechnology Signature Initiative on Nanotechnology for Sensors and Sensors for Nanotechnology: Improving and Protecting Health, Safety, and the Environment, juillet 2012

• Au Canada
  • Développement et validation de méthodes de prélèvement et de caractérisation de nanomatériaux manufacturés dans l'air et sur des surfaces des milieux de travail, IRRST, École Polytechnique et Université de Montréal, 2013

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Fiche initialement créée en juillet 2012

Nano et Alimentation (6/7) : Quels défis en perspective ?

Par l'équipe Avicenn - Dernier ajout janvier 2018

Cette fiche fait partie de notre Dossier Nano et Alimentation. 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 Alimentation"

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• Des tests d'innocuité avant la commercialisation des nanomatériaux dans l'alimentation ?
  
• Vers plus de transparence ?
  
  • Des inventaires de produits, additifs ou ingrédients alimentaires contenant des nano
    
  • En France, les industriels doivent déclarer les nanomatériaux auprès de l'agence nationale de sécurité sanitaire
    
  • Tous les produits alimentaires vendus en Europe doivent se conformer à l'obligation d'étiquetage [nano]
    
• Du grain à moudre pour les mois et années à venir...
  
  • La définition des nanomatériaux
    
  • Les limites et le coût des techniques de détection des nanomatériaux dans les échantillons alimentaires et agricoles
    
  • Les travaux de recherche sur les risques associés aux nanomatériaux en lien avec l'alimentation
    
  • L'appréciation de la réelle "valeur ajoutée" de l'utilisation de nanomatériaux dans l'alimentaire
    

Des tests d'innocuité avant la commercialisation des nanomatériaux dans l'alimentation ?

L'exigence de tests spécifiques d'innocuité avant la commercialisation des nanomatériaux a été demandée par les députés européens et la société civile depuis 2009 au moins. S'ils sont plus ou moins prévus par certains règlements européens¹ (pour les additifs, les "nouveaux aliments", les plastiques, les biocides), leur réalisation se heurte(ra) à un certain nombre d'obstacles dont les principaux sont mentionnés plus bas.

Vers plus de transparence ?

Entre 2008 et 2012, cinq journées de dialogue entre "parties prenantes" avaient été organisées par le lobby FoodDrinkEurope sur les nanotechnologies, appelant à une transparence accrue... sans toutefois que ce dernier ait pris le temps depuis de remplir la page dédiée de son site où est annoncée la publication de rapports et études sur les nanotechnologies dans l'industrie alimentaire et les boissons : la rubrique était en effet vide à la date de publication de ce dossier en mai 2013 (et l'est restée au moins jusqu'en février 2017).
Selon José Bové, Food and Drink Europe avait encore présenté ses exigences en 2014 au Parlement européen : accélérer le processus d'autorisation des nanotechnologies qui est actuellement en panne, le simplifier et le raccourcir, afin de permettre un meilleur retour sur investissement.
Le Comité consultatif commun d'éthique pour la recherche agronomique CIRAD / INRA a résumé la situation en 2012 en pointant le "manque de transparence des industries agro-alimentaires dans le secteur, oscillant entre promotion des nanoproduits sur leurs sites internet commerciaux et minimisation de leur présence actuelle dans les produits alimentaires ou leurs emballages"².

Différents dispositifs récents - ou à venir - devraient toutefois aider à concrétiser cette transparence qui peine à se mettre en place :

• Des inventaires de produits, additifs ou ingrédients alimentaires contenant des nano

En 2013, l'institut de recherche et laboratoire RIKILT de l'Université de Wageningen (Pays-Bas) a été chargé par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) de réaliser un "inventaire des additifs alimentaires et d'autres ingrédients alimentaires / matières en contact avec les aliments / utilisations des additifs alimentaires dans le domaine des nanotechnologies"³.
Le résultat est accessible uniquement en anglais : Inventory of Nanotechnology applications in the agricultural, feed and food sector, Rikilt et JRC, EFSA supporting publications, juin 2014

Des sites comme Openfoodfacts créé en mai 2012, proposent des informations sur les produits contenant différents additifs dont le dioxyde de titane E171 ou la silice E551 susceptibles de se retrouver sous forme nano dans les produits alimentaires. Ils ne sont néanmoins pas nécessairement à jour.

En 2012, la Nanodatabase danoise a été mise en ligne ; elle recense 120 produits alimentaires commercialisés au Danemark début 2017, dont beaucoup de compléments alimentaires.

En octobre 2015, l'ONG Center for Food Safety a mis en ligne un inventaire d'environ 300 produits alimentaires contenant des nanomatériaux aux USA.

En mars 2017, l'association Agir pour l'Environnement (APE) a lancé le site http://www.infonano.org, une base de données qui répertorie aujourd'hui plus de 300 produits alimentaires suspectés de contenir des nanoparticules.

• En France, les industriels doivent depuis 2013 déclarer les nanomatériaux auprès de l'agence nationale de sécurité sanitaire

La France est le premier pays à avoir exigé des industriels, depuis 2013, une "déclaration annuelle des substances à l'état nanoparticulaire" qui devait permettre d'obtenir plus d'informations.
Cependant les données que les industriels doivent fournir à l'ANSES ne sont pas compilées sous forme d'inventaire accessible au public : beaucoup restent confidentielles, au nom du respect du secret industriel ou commercial⁴.
En outre, en 2016 et 2017, aucune déclaration n'a été faite dans le registre R-nano pour le E171, ce colorant alimentaire qui contient des nanoparticules de dioxyde de titane. L'explication avancée : cet additif contiendrait moins de 50% de particules sous la barre des 100 nm, seuil en deçà duquel la déclaration n'est pas obligatoire.
Mais en 2017, plusieurs rapports ont établi que la proportion de particules de dioxyde de titane inférieures à 100nm peut être supérieure à 50% dans le E171 :

• des tests réalisées par le laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) sur des produits alimentaires en ont trouvé jusqu'à 100% (dans des bonbons Têtes Brûlées, avant le retrait de cet additif par le fabricant Verquin)⁵ et d'autres produits !
• des tests réalisés par le CEA pour le CTCPA ont montré la présence d'agglomérats nanostructurés dans le E171, avec une distribution centrée sur 90 nm après un échantillonnage manuel sur 59 particules, et 59% des particules de titane ayant une taille inférieure à 100nm⁶ .
• des tests de la DGCCRF dont les premiers résultats font état d'au moins 19 produits alimentaires (sur 29 analysés) contenant des ingrédients sous forme nanoparticulaire, avec une taille à 100% inférieure à 100 nm⁷

• Un étiquetage [nano] non respecté

Une réglementation européenne impose de rendre l'étiquetage des nanomatériaux dans l'alimentation obligatoire depuis décembre 2014. Une vraie avancée (sur le papier...), car jusqu'alors le consommateur ne pouvait se tourner que vers les quelques inventaires existants, qui sont loin d'être exhaustifs et surtout d'une fiabilité limitée.
Malheureusement, plus de deux ans après l'entrée en vigueur de cette obligation d'étiquetage [nano], aucune étiquette ne porte la mention [nano]⁸ alors que des produits ont été testés positivement par l'association Agir pour l'Environnement !
Fin 2016 et début 2017, la DGCCRF (répression des fraudes) avait diligenté des tests auprès de produits (la France serait le premier pays de l'Union européenne à en mener). Le 10 novembre 2017, lors des Etats généraux de l'alimentation, puis le 14 décembre 2017 lors d'un comité de dialogue nano de l'ANSES, la DGCCRF a présenté des résultats partiels de ses analyses, qui viennent confirmer les tests publiés plus tôt par les associations Agir pour l'Environnement et 60 millions de consommateurs : dans la quasi totalité des produits alimentaires testés, des nanoparticules ont été détectées... sans que l'étiquetage comporte de mention [nano]⁹.
Des "inspections communautaires" ont été menées en France ainsi que dans trois autres États membres de l'Union européenne (Grèce, Lituanie, Portugal) pour vérifier la mise en oeuvre de la réglementation INCO (donc de l'étiquetage [nano] dans les aliments)¹⁰.

Du grain à moudre pour les mois et les années à venir...

Ces différentes initiatives ou perspectives seront encore l'occasion de négociations et jeux d'acteurs dans les mois et années à venir, autour notamment des enjeux suivants :

• La définition des nanomatériaux

Plusieurs définitions co-existent avec des critères différents (celles de l'ISO, de l'Union Européenne, ou de la France). Celle de l'Union européenne, qui devait être révisée en 2014, est toujours en attente de révision... Des stratégies d'évitement de la part des industriels sont-elles à l'oeuvre, avec la mise au point de produits dont la proportion et la taille des nanomatériaux flirtent avec les seuils fixés sans les dépasser, afin d'échapper à la réglementation tout en conservant les propriétés recherchées ?

• Les limites et le coût des techniques et outils de détection des nanomatériaux dans les échantillons alimentaires et agricoles

Depuis quelques années, des progrès commencent à se concrétiser en matière de détection des nanomatériaux dans les échantillons alimentaires et agricoles, même si les techniques et outils sont encore confinés dans un nombre très limité de laboratoires¹¹.
En tout état de cause, depuis la publication des tests réalisés par le LNE pour Agir pour l'Environnement en 2016, les pouvoirs publics et les industriels ne peuvent plus aujourd'hui échapper aux exigences de la société civile et des législateurs en matières d'information et de traçabilité des nanomatériaux (étiquetage européen et déclaration française).

• Les travaux de recherche sur les risques liés à la présence de nanomatériaux dans l'alimentation et les emballages alimentaires

Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, les inquiétudes et les incertitudes concernant les risques associés aux nanomatériaux en lien avec l'alimentation sont nombreuses et croissantes.
Outre les risques liés à la présence de nanomatériaux dans l'alimentation, la migration des nanoparticules (ou de résidus de nanomatériaux) contenues dans les emballages alimentaires vers les denrées qu'ils contiennent constitue une question majeure pour les années à venir¹²
Pourtant, les travaux de recherche sur les risques sont encore rares et difficiles à produire du fait des difficultés listées plus haut.
De l'aveu même de scientifiques impliqués dans les études de toxicologie et écotoxicologie, évaluer correctement les risques sanitaires et environnementaux des nanomatériaux a un coût prohibitif. En 2012, Mark Wiesner, directeur du CEINT (USA) avait ainsi résumé la situation : "le nombre et la variété des nanomatériaux est sidérant, il n'y a pas assez d'éprouvettes dans le monde pour procéder à toutes les expériences nécessaires"¹³. En 2009, des chercheurs ont estimé le coût des études de toxicité à réaliser pour les nanomatériaux déjà existants à 250 millions de dollars au minimum, voire 1,18 milliards de dollars en fonction du degré de précaution adopté, nécessitant entre 34 et 53 ans d'études¹⁴.

• L'appréciation de la réelle "valeur ajoutée" de l'utilisation de nanomatériaux dans l'alimentaire

Autres chantiers à mener : celui de l'appréciation de la réelle "valeur ajoutée" de l'utilisation de nanomatériaux dans l'alimentaire et l'articulation avec des réponses complémentaires voire alternatives, notamment quand les bénéfices ne justifient finalement pas les risques potentiels. Ainsi que le comité consultatif commun d'éthique pour la recherche agronomique du CIRAD et de l'INRA l'a affirmé en 2012 : "les problèmes agricoles, alimentaires et environnementaux auxquels les nanotechnologies proposent des solutions peuvent (...) être résolus en adoptant d'autres scénarios techniques, semblant laisser davantage d'autonomie aux populations locales et mieux valoriser les savoirs traditionnels. (...) Les nanotechnologies ne sont pas les seules solutions technologiquement innovantes, leur développement ne peut être encouragé qu'après appréciation comparative, au regard des finalités recherchées, des autres solutions existantes, ou possibles" ².

Prenons l'exemple des emballages : pour les barres de chocolat, plutôt que de recourir à des emballages recouverts de nanocouches d'aluminium ou d'oxyde d'aluminium, les marques pourraient privilégier des solutions alternatives complémentaires : une sensibilisation des consommateurs sur le fait que le blanchiment du chocolat n'est pas une moisissure et n'empêche pas sa consommation ; une modification de la structure du chocolat pour diminuer migration des lipides responsable du blanchiment ; un meilleur contrôle de la cristallisation du beurre de cacao ; le tempérage¹⁵.

Comme le fait remarquer Didier Schmitt, scientifique et coordinateur de la prospective auprès de la conseillère scientifique principale et dans le bureau des conseillers de politique européenne du président de la Commission européenne, "ce n'est pas parce que des choses sont possibles - scientifiquement - qu'il faut les réaliser ; ce n'est pas parce qu'il y a une solution - technologique - qu'il y a forcément un problème à résoudre. Mais l'excès inverse - la négation du progrès - nous ferait jeter, à tort, les opportunités avec l'eau du bain. Il faut ainsi raison garder et trouver l'adéquation entre ce qui est réalisable - l'offre - et ce que nous voulons - la demande. Mais de quoi avons-nous vraiment besoin ?"¹⁶

Les réponses que pourraient apporter les nanotechnologies et nanomatériaux dans le domaine alimentaire ne doivent pas occulter les autres leviers permettant de prévenir les problèmes - potentiellement à moindres frais, pour un nombre plus important de bénéficiaires et avec des retombées plus larges tant sur le plan socio-économique qu'au niveau sanitaire et environnemental.
Des solutions complémentaires ont été expérimentées et donnent des résultats probants, notamment :

• la lutte contre le gaspillage alimentaire
• le développement de l'agroécologie¹⁷,
• l'articulation des savoirs scientifiques et des savoirs accumulés par des générations de paysans¹⁸,
• la maîtrise des pathogènes en amont des filières¹⁹ et en aval par l'application de règles élémentaires d'hygiène²⁰,
• la relocalisation de l'agriculture et son corollaire, le développement des circuits courts de distribution alimentaire²¹, etc.

Problème : les acteurs qui ont intérêt au développement de ces solutions (producteurs de produits "locaux" commercialisés par les filières courtes, citoyens, consommateurs) sont nombreux et dispersés, donc leur coordination est difficile. Au contraire, les multinationales, peu nombreuses, sont organisées pour influencer les décisions politiques nationales et même internationales²¹.
Mais le mouvement de fond et la coordination des initiatives citoyennes prennent de l'ampleur, comme en témoigne la toute récente création du Collectif pour la Transition Citoyenne²² en France, et au niveau international la "Via Campesina", mouvement international né en 1993 qui rassemble des millions de paysannes et de paysans, de petits et de moyens producteurs, de sans terre, de femmes et de jeunes du monde rural, d'indigènes, de migrants et de travailleurs agricoles²³.
William Dab, médecin et épidémiologiste, faisait remarquer en février 2013 "ce dont nous avons besoin, c'est d'abord d'une politique de sécurité sanitaire qui soit pensée au niveau mondial. Si on a une Organisation mondiale du commerce, pourquoi n'y a-t-il une Organisation mondiale de la sécurité sanitaire ? Au niveau national, cette politique doit être portée par une autorité clairement identifiée. Nous avons en France une organisation sectorisée de la protection contre les risques qui fait intervenir selon les situations les ministères chargés de l'agriculture, de la protection des consommateurs, des douanes, de l'industrie, du travail, des transports. Parfois, mais pas toujours, loin de là, c'est le ministère de la santé qui intervient. Les différents départements ministériels n'ont pas de doctrine partagée pour guider la conduite à tenir" ²⁴.

Les solutions nanotechnologiques, dans l'alimentaire comme dans d'autres domaines, ne doivent pas faire perdre de vue les réels besoins des populations auxquels il s'agit de répondre de façon pertinente, responsable et en gardant à l'esprit que si "le bon sens est la chose du monde la mieux partagée", la vigilance collective est nécessaire et demande la participation de tous.
A ce titre AVICENN entend poursuivre sa veille citoyenne sur ce domaine. Vos informations, remarques et avis nous intéressent afin de mettre à jour ce dossier et les fiches qui y sont associées : n'hésitez pas à nous écrire à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.

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NOTES et REFERENCES :

1 - Voir notre fiche Quel encadrement des nanomatériaux dans l'alimentation en Europe ?, veillenanos.fr

2 - Comité consultatif commun d'éthique pour la recherche agronomique, CIRAD / INRA, Avis sur les nanosciences et les nanotechnologies, décembre 2012, p.17 et p.28

3 - Selon une procédure d'appel d'offre lancée par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) en septembre 2012 en vue de la réalisation d'un "inventaire des additifs alimentaires et d'autres ingrédients alimentaires / matières en contact avec les aliments / utilisations des additifs alimentaires dans le domaine des nanotechnologies : voir l'Avis de marché de services 319959-2012, Supplément au Journal officiel de l'Union européenne, septembre 2012

4 - Voir le paragraphe ""L'information du public, passée à la trappe ?"" de notre fiche sur La déclaration annuelle des "substances à l'état nanoparticulaire" en France, obligatoire depuis 2013, veillenanos.fr

5 - Cf. http://veillenanos.fr/...RpLneApe201611

6 - Cf. Marina - Panorama des techniques de caractérisation des nanomatériaux, Guinot C et Lacoste C, CTCPA / CEA, janvier 2017

7 - Ces résultats préliminaires ont été présentés lors du comité de dialogue nano de l'ANSES le 14 décembre 2017 et seront présentés, une fois complets, début 2018

8 - Voir notre fiche L'étiquetage [nano], veillenanos.fr

9 - Cf. Des nanoparticules non mentionnées sur les étiquettes des aliments, Ouest-France, 14 novembre 2017

10 - Health and food audits and analysis - Programme 2017, DG Santé, page 29

11 - Début 2016, la RTS (Radio Télévision Suisse) avait tenté en vain de trouver un laboratoire en Suisse, en Hollande et en Allemagne pour tester plusieurs produits dont une bouteille de ketchup, mais aucun laboratoire n'avait été en mesure de les analyser (cf. l'émission "A bon entendeur" : Nanoparticules dans nos assiettes, le grand secret, 3 mai 2016).
En France, le laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) est lui outillé pour le faire : cf. Comment caractériser et mesurer les nanoparticules dans les produits alimentaires ?, LNE, Webinar, 2 février 2017
Et l'UT2A de Pau travaille également sur la détection des nanoparticules dans l'alimentation, notamment pour le compte de la DGCCRF. Des résultats devraient être publiés courant 2017.
Voir aussi : Détection de nanoparticules manufacturées dans l'eau potable et les additifs alimentaires, Sivry Y, Bulletin de veille scientifique de l'ANSES, n°31, mai 2017
Des travaux de recherche sont également menés en Belgique : le SPF Santé publique, et l’Autorité Alimentaire européenne (EFSA) se sont engagés à financer ensemble un projet scientifique développé par le Centre d’Etude et de Recherches Vétérinaires et Agrochimiques (CERVA) et l’Institut scientifique de Santé publique (ISP). Cf. Caractérisation des nanomatériaux dans les additifs alimentaires, SPF, novembre 2017
Archives :
- Advanced Analytical Techniques for the Measurement of Nanomaterials in Food and Agricultural Samples: A Review, Susmita Bandyopadhyay et al. Environmental Engineering Science, 30(3): 118-125, mars 2013
- Measurement of Nanomaterials in Foods: Integrative Consideration of Challenges and Future Prospects, Szakal C et al., ACS Nano, 8(4), mars 2014

12 - Cf. http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=QuellesNanoAlimentation#Emballages

13 - With Prevalence of Nanomaterials Rising, Panel Urges Review of Risks, New York Times, 25 janv. 2012

14 - The Impact of Toxicity Testing Costs on Nanomaterial Regulation, Environ. Sci. Technol., 2009, 43 (9)

15 - Pourquoi le chocolat blanchit-il ?, Pierre Barthélémy, Passeur de sciences, 10 mai 2015

16 - Garnir nos assiettes autrement en 2030, Didier Schmitt, Les Echos, 4 août 2014

17 - Voir par exemple :

• Agriculture et écologie : tensions, synergies et enjeux pour l'agronomie, Revue de l'AFA, AE&S, vol.2, n°1, juin 2012
• Agroécologie, une transition vers des modes de vie et de développement viables, Groupe de travail désertification (GTD), janvier 2013
• Le projet agro-écologique pour la France, gouvernement français, février 2013
• CNUCED, Trade and Environment Review 2013, Wake up before it is too late: Make agriculture truly sustainable now for food security in a changing climate, septembre 2013

18 - Voir par exemple :

• Vibrant appel du chef de la FAO: changeons notre façon de produire la nourriture, FAO, juin 2015
• la campagne "+ Près + Sain + Juste" des Agronomes et Vétérinaires Sans Frontières
• Avenues to meet food security. The role of agronomy on solving complexity in food production and resource use, Spiertz, J.H.J., European Journal of Agronomy, 43, 2012
• Agronomie et défi alimentaire, Synthèse de la Conférence-débat de l'AFA, 2010

19 - Microflore du lait cru : vers une meilleure connaissance des écosystèmes microbiens du lait et de leurs facteurs de variation, Cécile Laithier, CNAOL, 2011 : un ouvrage de synthèse qui vulgarise les connaissances sur les flores d'intérêt, les réservoirs de la microflore, les effets des pratiques d'élevage sur leur composition.

20 - Voir par exemple la fiche Hygiène domestique publiée par l'ANSES en février 2013

21 - Cf. Martine François, Développement des filières courtes de commercialisation : contribution à la souveraineté alimentaire, Possibles, 4 oct. 2010. Concernant les pays du sud, voir par exemple Les légumes africains comme remède à la malnutrition, SciDev.net, 20 sept. 2013

22 - Collectif pour la Transition Citoyenne, Déclaration commune, Miramap, Les Amis de la Terre, Attac, la Cfé, Biocoop, Colibris, Energie Partagée, Enercoop, la Nef, le Plan ESSE, le Réseau Cocagne, Terre de liens, et Villes et Territoires en Transition, mai 2013

23 - Cf. http://viacampesina.org : La Via Campesina "défend l'agriculture durable de petite échelle comme moyen de promouvoir la justice sociale et la dignité. Elle s'oppose clairement à l'agriculture industrielle et aux entreprises multinationales qui détruisent les personnes et l'environnement"

24 - Cf. Quel remède de cheval ?, William Dab, Des risques et des Hommes, incertitudes et démocratie, 20 février 2013

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Fiche initialement créée en mai 2013

Nanomatériaux / Nanoparticules / Nanotechnologies et Eaux : Bibliographie

Par l'équipe Avicenn - Dernier ajout octobre 2020

Cette 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.

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Sommaire

• Applications des nanotechnologies pour l'analyse et le traitement de l'eau
  
• Résidus de nanomatériaux dans l'eau
  
  • Détection / caractérisation
    
  • Relargage
    
  • Devenir dans l'environnement
    
• 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, Manusadžianas 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

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• Notre dossier synthétique Nanomatériaux et Environnement et sa bibliographie

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Fiche initialement créée en septembre 2014