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Mettre les nanos au menu des Assises de l'eau 2018-2019
Mettre les nanos au menu des Assises de l'eau 2018-2019
Par DL le 24/07/2018 - dernière modification par DL le 27/11/2018
Cette fiche a vocation à être complétée et mise à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs d'Avicenn. Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr. Cette fiche réunit les pistes à proposer lors des Assises de l'Eau pour assurer aux acteurs de l'eau des moyens de diagnostic et d'action dès 2019.
La première étape des Assises de l’eau 2018 lancées par le gouvernement le 24 avril 2018 au congrès des maires de France est bouclée : elle concerne le "petit cycle de l'eau", c'est-à-dire la distribution après captage. La Caisse des Dépôts en a rendu compte le 17 juillet 2018 ici. Les conclusions seront disponibles fin août - début septembre.
9 novembre 2018: la seconde phase des Assises de l'eau est lancée par son comité de pilotage. Elle s’étendra jusqu’au mois de mars et sera rythmée par des ateliers sur les territoires, la réunion de groupes de travail et deux autres comités de pilotage. Elle concerne le "grand cycle de l'eau", c'est-à-dire les ressources et les milieux aquatiques. Les aspects qualitatifs et quantitatifs des ressources en eau seront abordés, "afin d’aider les territoires à être plus résilients au changement climatique". C'est l'occasion d’informer et de mettre les risques nanos au programme 2019-2024 des Agences de l'Eau.
On en parle comme risques émergents depuis plus de dix ans... Au vu des quelques 450 000 tonnes de substances nanoparticulaires déclarées en France chaque année et de l'avancée des connaissances, n'est-il pas plus exact de parler de risques "émergés" ? Et de les mettre sous surveillance comme les micropolluants, les médicaments, les perturbateurs endocriniens et les plastiques ?
Mettre en place des dispositions garantissant l'absence de toute utilisation de nanoparticules par injection directe dans les nappes
Développer des outils d'analyse pour la mesure des nanoparticules dans l'eau
Étudier le devenir dans différents compartiments de l'environnement ; les mécanismes d'usure des verres, pneumatiques, bétons, cosmétiques pouvant contenir des nanoparticules de Ti, Sn, Se, Fe, Mn, Ce, Al... étaient les préoccupations majeures.
Évaluer l'efficacité des filières de traitement classiques de production d'eau potable et d'épuration des eaux résiduaires
Évaluer les modalités d'entrée dans la chaîne alimentaire via l'eau.
En 2018, dix ans après, des progrès ont été accomplis mais beaucoup reste à faire :
La mise en marché et le relargage des nanomatériaux sont insuffisamment encadrés :
A ce jour, la surveillance des nanoparticules dans l'eau n'est toujours pas requise par la loi et ne figure pas dans la directive cadre sur l'eau (DCE) au niveau européen.
Les agences de l'eau ne réalisent donc pas de mesure des nanoparticules dans l'eau.
Les nanoparticules ne sont pas ciblées explicitement par le second Plan Micropolluants 2016-2021 (substances indésirables détectables dans l'environnement à très faible concentration (micro voire nanogramme par litre) et pouvant avoir un effet négatif sur les organismes vivants).
La France s'est toutefois dotée en 2013 du registre R-nano, mais ses données sont inaccessibles aux acteurs de l'eau.
Entre autres améliorations, des ONG réclament qu'une procédure d'autorisation de mise sur le marché (AMM) soit instaurée pour toutes ou certaines nanoparticules, afin que la gouvernance opère en préalable aux usages
En attendant, les fabricants (ne) s'autorégulent (pas), dans le cadre de normes... non contraignantes.
Existe-t-il des cas d'injections directes dans les ressources en eau ? Cela reste à documenter, et nous n'avons pas d'information sur des restrictions de ces éventuels usages
Compte tenu de l'épandage de boues de stations d'épuration en agriculture, il serait utile de connaître la teneur des boues en nanoparticules de dioxyde de titane.
→ En savoir + sur les nanos et les stations d'épuration.
⇒ Avicenn distribue cette année un millier de livres "Nanomatériaux et risques pour la santé et l'environnement - Soyons Vigilants !", auprès des acteurs de l'eau. Les propos d’Avicenn n’engagent par la responsabilité des institutions qui ont apporté leur soutien financier à cette action en 2018 : le Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire et l’Agence Française pour la Biodiversité
Débuts de réponses et questions en suspens
Ces programmes de recherche ont-ils bien pris en compte les recommandations de 2008 ? Si le dioxyde de titane semble faire partie de toutes les études, les autres éléments préoccupant les acteurs de l'eau en 2008 paraissent moins observés : que deviennent des NP contenant du Sn (étain), Se (sélénium), Fe (fer), Mn (manganèse), Ce (cérium, dont le dioxyde est un additif pour carburant diesel et anti UV dans des peintures), Al (aluminium) ?
→ En savoir + sur les usages de ces nanoparticules.
Les études sont-elles cohérentes avec les principaux tonnages que le registre R-nano a collectés depuis 2013 ?
Le bilan R-nano 2017 indique que cinq substances représentent 97 % de la masse de substances à l’état nanoparticulaire produites en France : noir de carbone, silice, carbonate de calcium, dioxyde de titane et acide silicique - sel de magnésium.
Parmi celles-ci, le nano dioxyde de titane est le principal sujet d'études d'impacts environnementaux.
Le dioxyde de cérium nano est cité dans une bande de tonnage de 100 à 1000 tonnes produites par an en France, auxquelles s'ajoute un tonnage de 1000 à 10 000 tonnes sous forme de mélange de dioxyde de cérium et de dioxyde de zirconium.
Le nanoargent n'apparaît quasiment pas dans le registre R-nano, car il arrive dans des produits importés...
C'est dans le Guide pratique des micropolluants édité par l'AESN que l'on trouve une référence résumée ainsi : "le nanoargent représente plus de 50% des nanomatériaux utilisés (devant le carbone et le zinc). Le marché européen des produits en contenant est passé de 30 tonnes en 2004 à 130 tonnes en 2010". Il est précisé que "15% du nanoargent relargué dans les eaux de l'union européenne aurait pour origine les activités plastiques et textiles" (Gaffet, en 2009).
- Quelles nanos cibler en priorité ?
Le bilan R-nano 2017, pas plus que les précédents, n'indique pas les tonnages exacts, ni la localisation des lieux de fabrication, ni les lieux d'usage... Un résumé avec les tableaux des principales substances par bande de tonnage est en ligne sur notre site ici. Du fait des incertitudes sur les volumes de nanomatériaux commercialisés et relargués dans l'eau, les estimations des scientifiques ne sont pas concordantes et varient en fonction des méthodes et hypothèses utilisées et des pratiques des différents pays (épandage des boues des stations d'épuration versus incinération par exemple).
La synthèse sur les micropolluants en eaux urbaines publiée en 2018 par l'ARCEAU (Association Recherche-Collectivités dans le domaine de l’eau en Ile-de-France) et l'AFB (Agence Française pour la Biodiversité) pointe les nanoparticules d’argent (antibactériennes) ou de titane ajoutées dans les peintures (comme colorant blanc ou agent auto-nettoyant). Les pratiques d'entretien peuvent être source de ces contaminations.
En 2018, le Guide pratique des micropolluants dans les eaux du bassin Seine-Normandie mis à jour par l'Agence de l'Eau Seine Normandie (AESN) avec l'INERIS fait mention de "composés nanoparticulaires" ayant "été déclarés dans le cadre de la réglementation récente en France" : les nanoparticules citées sont les nanoparticules de nickel, chrome, cuivre, zinc, aluminium, argent, cobalt, titane et sélénium.
En 2015 au Royaume-Uni, les nanoparticules dont les concentrations étaient susceptibles d'être les plus élevées dans l'eau traitée étaient les nanoparticules de dioxyde de titane et les nanoparticules de zinc (émanant des crèmes solaires et autres cosmétiques) et les nanoparticules de silice (dentifrice, alimentation...).
La même année au Danemark cette fois, les plus fortes concentrations estimées de nanoparticules dans les systèmes aquatiques concernaient les particules de noir de carbone et de TiO2 photostable (contenu dans les crèmes solaires et non pas celui contenu dans les peintures photocatalytiques), suivies par le carbonate de cuivre (CuCO3, en supposant que son utilisation comme agent de protection du bois va s'accroître). A contrario, les traitements des eaux conduiraient à des concentrations extrêmement faibles de nanoparticules d'oxydes de zinc (ZnO) et de nanoparticules d'argent dans l'environnement.
On en sait néanmoins assez pour agir en organisant une prévention en aval des usages (ce qui ne réduit pas le devoir de prioriser en amont les fabrications et les usages vraiment utiles !). Consomma'cteurs, faites le tri avant l'achat... si l'étiquette vous renseigne, ce qui est très rarement le cas.
En complément du site http://veillenanos.fr, le site infonano.agirpourlenvironnement vous aide dans le domaine alimentaire.
Pour les professionnels, ne développez pas futile mais pour l'intérêt général !
Des usages se sont déjà déployés (voir les inventaires - incomplets - recensés par Avicenn), sans évaluation préalable d'impacts sur la santé individuelle et collective et sur les milieux naturels. Même pour des substances autorisées avec de longues procédures d'études et de négociations, nous avons intérêt collectivement à anticiper des seuils de pratiques pour ne pas atteindre des concentrations néfastes, en particulier sur les milieux aquatiques. Une autorisation réglementaire a toujours pour effet de démultiplier des usages et donc de mener plus rapidement au seuil où les bénéfices individuels entraînent un problème collectif...
consulter le siteDes évaluations partielles sont remarquablement organisées au Danemark dans la NanoDataBase.
Ces indications de niveau de fiabilité scientifique variables sont des aides aux décisions de prévention, précaution, restriction ! Et derrière le code couleur, les références peuvent être améliorées progressivement (si la volonté de financer des études existe...)
Les actions concertées multiacteurs autour des micropolluants ont permis d'acquérir une expérience relationnelle et scientifique. Sur ce terreau, en économisant l'énergie de tous ceux qui ont déjà œuvré, greffons la préoccupation de la détection des nanoparticules les plus préoccupantes.
Le programme NanoFASE, auquel participe l'INERIS, vise à comprendre et maîtriser le comportement des nanomatériaux dans l’environnement. Une modélisation interactive est en recherche, à tester avec des acteurs de l'eau... à partir de 2019. Encore faudrait-il que pour estimer les données d'entrée, on puisse évaluer les usages... et donc qu'il y ait des registres et des étiquettes, or on est loin du compte !
Mais comment faire ? Propositions construites et/ou collectées par Avicenn à porter aux Assises de l'Eau
Prévenir coûte moins cher que guérir...
L'étude ARCEAU-AFB déjà citée mentionne les coûts élevés des traitements des eaux, notamment pour les traitements tertiaires dans les STEU (stations d'épuration des eaux usées). L'INERIS a mené une étude exploratoire qui compare les coûts d’une gestion préventive (changements d’usages, substitution) et d’une gestion curative par traitement tertiaire (nano filtration). En considérant des performances environnementales égales et bien que les incertitudes soient grandes, les résultats montrent que les coûts de traitement sont supérieurs aux coûts d’une substitution à la source des micropolluants considérés dans l’étude. Ces limites indiquent que l’approche curative n’est pas une solution ultime et que nous avons tout à perdre, en l’état actuel des choses, à ne pas travailler sur les aspects préventifs.
Le premier acte de prévention reste de s'interroger avant fabrication sur l'utilité de disséminer des substances artificielles que nos écosystèmes et nos équipements ne sont pas en mesure d'éliminer...
Que faire ensuite ?
Diagnostiquer par ressource en eau
Diagnostiquer les apports possibles dans un milieu aquatique suppose d'avoir des informations pertinentes et géolocalisées : qui fabrique, qui vend, qui utilise, où et quand ?
Les "flux entrants" sont-ils importants ? Peut-on faire des hypothèses avec des modélisations ?
Peut-on alors prioriser ses flux selon leur incidence et confirmer la possible présence par des analyses pertinentes ?
Les coûts d'analyses ne permettent pas forcément de les mettre en routine.
Mieux vaudrait donc faire au préalable un diagnostic sur les usages pour savoir si une ressource en eau pourrait localement être concernée par tel ou tel nanomatériau indésirable.
Pistes d'actions à mener :
- Engager un diagnostic national et territorial, en synergie entre institutions chargées de la gestion de l’eau pour établir un cadre méthodologique et mutualiser les actions d’informations, diagnostic, priorisation, métrologie. Agir comme pour l’action nationale de recherche et de réduction des rejets de substances dangereuses dans l’eau (RSDE).
- Prioriser les substances et les bassins versants selon hypothèses de flux d’usages
- Faire des pronostics de rejets pour définir des sites prioritaires (voire méthodes estuaire Gironde)
- Autoriser les agences de l'eau à accéder aux données du registre R-nano
Valider et faire connaître les méthodes d'analyses
Budgétiser des financements nano polluants comme pour les micro polluants
- Prévoir des possibilités de financement de campagnes de mesures en proposant d’ajouter les « nanos » dans l’assiette de contribution aux redevances pour pollutions émergentes. Le mécanisme fiscal existant pour les micropolluants est à élargir aux risques émergents émergés (nanos, médicaments, perturbateurs endocriniens, plastiques)
- Une taxation des fabricants et utilisateurs des nanomatériaux permettrait de financer les études d'impacts "oubliées", qui seront plus économes si elles sont conduites de façon mutualisée... et plus indépendantes et crédibles en matière d'écotox.
Rendre le registre R-nano opérationnel pour les acteurs de l'eau
Tirons les leçons de nos expériences :
- le registre R-nano pourrait ajouter des informations comme la NanoDataBase : les noms commerciaux et un avis sur les catégories de risque, avec une date d'évaluation
- le registre R-nano pourrait s'inspirer du registre des médicaments et des produits phytosanitaires pour lier substances, produits commerciaux, fiches techniques et fiches de sécurité...
- le registre R-nano pourrait indiquer les vrais tonnages en circulation...
- le registre R-nano pourrait indiquer le nombre de personnes exposées sur les chaînes de fabrication
- le registre R-nano pourrait mieux renseigner les acteurs de l'eau, qui doivent aujourd'hui solliciter les DREAL, antennes régionales du Ministère de la Transition Écologique, qui ne restituent que très peu d'informations complémentaires, lorsque qu'elles font la démarche de demander plus que le bilan public...en signant un engagement de confidentialité...Ces obstacles sont constitutifs du décret de création du registre... donc révisables.
Inciter à géolocaliser les ventes
- Des aides conditionnées pourraient être mises en œuvre pour des fabricants / utilisateurs vertueux fournissant des informations territoriales, voire géolocalisées (cartographie de leurs ventes en tonnages ; flux de nanomatériaux « entrants ») : ceci afin de faciliter la priorisation des études écotox.
En contrepartie de ces informations, les fabricants / utilisateurs bénéficieraient d’une « prime à la transparence » et de la restitution de résultats facilitant une stratégie de précaution responsable.
- le registre R-nano pourrait collecter les besoins d'études d'impact à mutualiser signalés par les fabricants, distributeurs, voire utilisateurs finaux remplissant ou non une déclaration. Notons que selon les domaines d'activité, il peut y avoir un ou plusieurs intermédiaires (transformateur, distributeurs). Une chaîne de distribution longue peut conduire à de multiples déclarants au registre R-nano, sans pour autant correspondre à de forts tonnages d'usage...
- le bilan des demandes orienterait les études écotox, restituées aux demandeurs
A noter : cette pratique de répertorier les ventes au code postal est demandée aux distributeurs de produits phytosanitaires en agriculture (registre phytodata national) mais il manque une restitution opérationnelle auprès des utilisateurs finaux (les agriculteurs) alors que ce sont eux qui ont compétence de gestion collective sur les pratiques agricoles d'un territoire !
- le registre R-nano pourrait être amélioré de toutes ces expériences, en produisant des aides aux décisions pour chaque acteur. Les fabricants ont à y gagner en capacité de prospective !
Impossible ? mais non, cela existe pour les pollutions atmosphériques !
Pour évaluer (et réduire !) les flux de pollutions atmosphériques, un organisme Operateur d'Etat pour le Ministère de l'environnement (MEEM) a été créé il y a plus de 20 ans : le CITEPA (Centre Interprofessionnel Technique d'Etudes de la Pollution Atmosphérique). Sous statut d'association à but non lucratif, le CITEPA rassemble 85 adhérents (dont l'ADEME et des industriels, fédérations et syndicats professionnels, producteurs et distributeurs d'énergie, bureaux d'études, organismes de recherche, laboratoires de mesures et Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air [AASQA]).
Il réalise l'inventaire national annuel des émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques en France.
Mais le site d'informations publiques dit peu de chose sur les nanoparticules :
- publie en 2012 une fiche mise à jour en 2017 sur la taille des poussières en suspension
- signale en 2013, une synthèse d'étude américaine de l'Institut sur les Effets Sanitaires (Health Effects Institute ou HEI), organisme de recherche indépendant basé à Boston (Etats-Unis), sur les connaissances relatives aux effets sanitaires des particules ultrafines ambiantes (celles inférieures à 100 nanomètres ou nm [soit 10-9 m]).
Cosmétiques "sans nano" : comment démêler le vrai du faux ?
Veillenanos, illustration Géraldine Grammon, 2017
Cosmétiques "sans nano" : comment démêler le vrai du faux ?
Par l'équipe Avicenn - Dernier ajout mai 2020
Cette fiche fait partie de notre Dossier Nano et Cosmétiques ; elle a vocation à être complétée et mise à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs d'Avicenn. Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr. Sommaire
Plusieurs "guides" ou "applications" réalisés par des ONG ont tenté de lister des cosmétiques "sans nano" (ou, à l'inverse, ont proposé d'identifier les nanos dans les cosmétiques*), mais leur fiabilité est limitée, parce qu'ils s'appuient sur les déclarations (parfois trompeuses) des fabricants et/ou parce qu'ils sont trop datés.
La base de données "Skin Deep Cosmetic Safety database" et le Guide des crèmes solaires créés par l'ONG américaine Environmental Working Group (EWG)
*L'appli Clean Beauty, de la marque Officinea, décrypte la composition des cosmétiques et repère les nanomatériaux
Des marques et des distributeurs misent sur les cosmétiques "sans nano"
Certaines marques ont misé sur le "sans nano" pour attirer les clients désireux de ne pas acheter de cosmétiques avec des nanoparticules.
C'était le cas dès 2014 à l'étranger :
En France, Avicenn a repéré à partir de 2017 certaines marques comme Léa Nature ou Centifolia s'engageant à ne pas utiliser de nanoparticules :
Repéré en 2017 par AvicennRepéré en 2017 par Avicenn
Ou encore, repérée en mai 2019, la maque Niu qui propose une protection UV "sans paraben, sans alcool, 99 % naturelle, vegan et cruelty-free, sans nanoparticules, sans parfum ni colorant".
Des distributeurs utilisent eux aussi l'absence de nanoparticules comme argument marketing.
Quelques exemples :
La mention "zéro nanoparticules" vantée en mai 2018 par Officina pour un produit qui pourtant en contient très probablement (du fait de la présence de silice, dont une fraction, sinon la totalité, est nanoparticulaire) :
L'annonce de Simply Bio, repérée en juin 2018, pour des produits cosmétiques de la marque "Comptoir Provençal des Argiles, "sans filtres chimiques, sans nanoparticules, sans traces blanches" :
Depuis le 1er juillet 2019, la mention "sans nano" ne devrait plus apparaître
Au 1er juillet 2019, sont entrées en application des restrictions pour les allégations "sans…" dans les cosmétiques. La mention "sans nanoparticules" ne devrait plus apparaître sur les cosmétiques.
Cette mesure a été rappelée en avril 2020 dans une note commune de la DGCCRF et de l'ANSM : en vertu du critère n° 5 "équité" du règlement (UE) n° 655/2013, l’allégation "sans nanomatériaux" ne doit plus être utilisée par les marques (les nanomatériaux étant pour certains interdits, pour d’autres autorisés, ces derniers étant par ailleurs censés être identifiables dans la liste INCI lorsqu’ils sont présents dans un produit). L’allégation "sans dioxyde de titane" ne doit pas apparaître non plus, au motif qu'elle serait "source de confusion, étant donné que cette substance peut être autorisée ou interdite selon sa forme (nano ou non) ou sa finalité (filtre UV ou colorant)". En outre, "cette allégation pourrait entraîner le report des consommateurs vers d’autres produits moins adaptés à l’usage souhaité, voire le détourner de produits bénéfiques en termes de santé publique (produits de protection solaire)".
L'absence totale de nanoparticules est difficile à garantir
Certains fournisseurs ne signalent pas la dimension nanométrique des ingrédients qu'ils vendent aux fabricants de cosmétiques et d'autres sont même allés jusqu'à leur vendre comme "non nano" des ingrédients pourtant nano (ECOCERT l'a appris à ses dépens en 20124).
Les marques de cosmétiques doivent mener des tests fréquents pour contrôler l'absence de nanoparticules dans leurs matières premières et leurs produits finis, ce qui demande des moyens financiers que les plus "petites" d'entre elles n'ont pas nécessairement.
Pour un "risque zéro", certains retirent tout bonnement le dioxyde de titane des cosmétiques
Du fait de la fraction nanoparticulaire du dioxyde de titane, très difficile à supprimer, certaines marques et enseignes ont fait le choix de supprimer tout bonnement le dioxyde de titane, nano ou non, de leurs produits.
En janvier 2019, Avicenn a également repéré le dentifrice de la marque Dentavie commercialisé par le Laboratoire Léa Nature, garanti "sans ingrédients superflus et controversés", notamment sans "dioxyde de titane" :
Détection / caractérisation des résidus de nanomatériaux dans l'eau
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.
Il est difficile de détecter les nanoparticules dans l'eau à faible concentration aujourd'hui1.
En raison de leur petite taille et surtout de leur forte réactivité, les nanomatériaux ont tendance à interagir avec quasiment tous les éléments présents dans l'eau, selon des configurations très variables en fonction de leurs caractéristiques physico-chimiques et de la composition du milieu : ils peuvent donc subir des transformations dans l'environnement aquatique.
Des chercheurs français que nous avons contactés déplorent la faiblesse des financements des travaux de recherche qui seraient nécessaires : selon eux, en l'absence de règlementation spécifique, il n'y a pas de pression particulière pour développer des techniques innovantes de détection des nanoparticules dans l'eau.
Des progrès sont néanmoins en cours grâce à l'avancée recherches et des outils dans ce domaine2.
A suivre donc...
Détection des nanoparticules métalliques dans 3 bassins versants caractéristiques, Colloque annuel du Piren Seine : Qualité de l'eau et des milieux aquatiques du bassin de la Seine : dynamiques et trajectoires, Marc F. Benedetti (IPGP) Paris, 5 octobre 2017 (Il s'agit de campagnes de mesures dans les eaux, à l'aveugle, sans hypothèses préalables sur les flux d'usages; le mode d'occupation des territoires étant le critère de choix : zones urbaine, agricole et forestière. La détection porte sur des NP de dioxyde de titane, de cérium et du nanoargent. Les concentrations en nanoargent observées sont de quelques dizaines de nanogrammes de nanoargent par litre (11 ng/l en zone urbaine, 8,4 en zone agricole et 1,5 en zone forestière). Cela correspondrait à des apports estimés à 2 ou 3 grammes de nanoargent par km² et par an, ou à 20 grammes d'ion Ag+ par km² et par an)
Le laboratoire d'hydrologie de Nancy (LHN) de l'Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES) s'est doté d'un équipement permettant de doser les nanoparticules dans l'eau afin de mener des analyses à partir de 2015.
L' intervention Jérome Rose (CEREGE) au Synchrotron Soleil en mars 2018 ; en bref, les mesures font appel à de nombreuses techniques en combinaison d’outils (le CEREGE utilise 7 outils différents) : les rayons X viennent à la rescousse de la microscopie électronique. Il faut aussi étudier les interactions avec la matrice des nanoparticules. Le Synchrotron, sur la base de mesures préalables, permet de caractériser des nanoparticules en milieux complexes.
Diaporama de présentation du programme Aquanano par Hélène Pauwels : "AQUANANO, Transfert de nanoparticules manufacturées dans les aquifères: développement d'une méthodologie et Identification des processus" aux J3N de l'ANR en novembre 2011 : Le programme Aquanano a donné lieu à des avancées dans le dosage des nanoparticules dans les eaux, basées sur l'utilisation d'appareils pour l'analyse chimique et isotopique (méthode pour screening de la présence de C60 dans les eaux naturelles).
Les progrès en matière d'instruments et d'outils de nanométrologie permettant de mieux quantifier l'exposition des travailleurs aux nanomatériaux sont très récents et demandent encore à être affinés.
Des méthodes qualitatives et des outils d'analyse existent néanmoins pour contrôler la présence de nanomatériaux dans l'air et peuvent déjà être déployés afin de restreindre l'incertitude associée à l'évaluation du risque d'exposition professionnelle aux nanomatériaux. La plupart nécessitent le recours à un (voire des) expert(s).
L'approche de gestion graduée des risques ("control banding")
Cette méthode dite de "control banding" est utilisée lorsqu'il y a incertitude sur le danger des substances chimiques manipulées et sur le niveau d'exposition des travailleurs. Depuis plusieurs années, elle a fait l'objet d'adaptation au cas particulier des nanomatériaux2.
On parle aussi de "matrice de criticité" : elle vise à classer les postes de travail par niveau de risque en croisant :
le niveau de danger du nanomatériau manipulé au poste de travail
avec le niveau d'exposition au nanomatériau à ce poste.
Elle permet ainsi d'aider à décider des mesures de gestion de risque appropriées au niveau du risque de chaque poste (par exemple, confinement de la source d'émission, équipement de protection collective et/ou individuelle) :
Comme le souligne l'ANSES, cette méthode a toutefois des limites : critères insuffisants pour la bande d'exposition (pas de prise en compte de la matrice du nanomatériau ni des processus) ; pas de distinction des voies d'exposition / compartiments environnementaux ; pas d'évaluation des incertitudes3.
Par ailleurs, cette approche ne vaut qu'en conditions normales au poste de travail mais ne prend pas en compte les scénarios accidentels (explosion, incendie, perte de confinement, épandage accidentel).
Une méthode complémentaire a été proposée fin 2014 - début 2015 par des chercheurs de différents organismes français (INERIS, CEA, INRS, InvS, ...) dans le cadre du partenariat "Quintet ExpoNano"4. Elle vise à faciliter le repérage des postes de travail potentiellement exposant aux nano-objets, leurs agrégats ou agglomérats (NOAA) dans les entreprises mettant en oeuvre des nanomatériaux manufacturés :
Présentée comme "simple et non instrumentale" (sans prélèvement ni mesure de l'aérosol), elle a été conçue pour des épidémiologistes (dans le cadre d'EpiNano), mais peut servir à l'ensemble des acteurs en santé au travail dans un but d'évaluation et de gestion de risques en rapport avec les nanomatériaux au sein des entreprises.
Elle comprend notamment l'étude des plans de l'établissement et une visite des locaux, avec l'observation des postes de travail concernés par l'émission d'aérosols de NOAA, l'étude des techniques employées, etc.
Au final, le niveau d'exposition à chaque poste de travail est estimé, ce qui rend possible la mise en oeuvre de l'approche de gestion graduée des risques ("control banding").
2015 : L'approche intégrée pour une conception et une manipulation sécuritaires des nanomatériaux (IRSST, Arkema, Raymor)
L'institut canadien de recherche en santé et en sécurité du travail (IRSST) a publié en juillet 2015 un rapport sur l'outil d'évaluation qu'il a développé, permettant d'intégrer en priorité les caractéristiques chimiques comme la réactivité des nanoparticules et l'interaction des nanoparticules avec le matériel biologique, pour ainsi établir une limite dusage d'un type de nanoparticule évalué. Il est issu d'un travail réalisé notamment avec Arkema.
Pour les travailleurs exposés de façon "passive" : la méthode ERS Nano (ANSES)
Des défis se posent pour quantifier correctement les nanoparticules présentes dans l'air.
Premier écueil : la mesure des émissions de nanoparticules est rendue difficile par l'existence d'un "bruit de fond" constitué par les particules présentes dans l'air indépendamment des nanoparticules manufacturées que l'on souhaite mesurer5.
Deuxième difficulté : la seule mesure de la concentration en masse (en mg/cm3) n'est pas suffisante pour apprécier l'exposition aux nanoparticules. Les experts recommandent en particulier d'y ajouter la mesure de la concentration en nombre de particules (/cm3), voire la concentration en surface de particules (µm2/m3), avec l'analyse de la répartition du nombre de particules en fonction de leur taille6.
Le décompte des particules de taille nanométrique est en outre rendu difficile par des phénomènes d'agglomération ou d'agrégation secondaires. Il est donc nécessaire de récolter aussi des particules plus grosses et d'examiner leur structure.
Des progrès récents ont néanmoins été réalisés, même si différentes techniques sophistiquées doivent aujourd'hui être combinées, ce qui suppose une instrumentation, très volumineuse, lourde et coûteuse.
Des améliorations sont attendues grâce aux travaux en cours dans différents organismes spécialisés7.
L'INRS notamment dispose désormais d'une installation de laboratoire maitrisée pour la génération d'aérosols d'essais (CAIMAN) qui permet d'étudier les performances d'instruments pour la mesure d'exposition.
Et le Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) dispose de deux plateformes : la plateforme MONA dédiée à la caractérisation de nano-objets dans l’air et la plateforme CARMEN dédiée à la caractérisation de nanomatériaux.
En juin 2014, le directeur scientifique de l'INRS affirmait qu'"à l'avenir, des appareils portables mesureront les nanoparticules en suspension dans les ateliers" 8.
Or dès 2015 on a pu voir arriver des instruments portatifs, relativement simples d'utilisation et moins chers que des équipements sophistiqués, notamment :
Le MPS®, instrument de caractérisation des nano et microparticules dans l'air ambiant proposé par l'INERIS et ECOMESURE.
Le NANOBADGE proposé depuis début 2015 par la société NANO INSPECT du groupe ALCEN et la Plate-forme Nanosécurité du CEA-LITEN de Grenoble : le prélèvement est effectué dans une cassette intégrée sur un préleveur compact et autonome, pouvant être porté par les opérateurs ou positionné en poste fixe ; la cassette est ensuite extraite du préleveur et analysée.
Le DiSCmini, commercialisé par Testo AG, instrument portable et individuel qui permet de mesurer en temps réel la concentration en nombre et le diamètre moyen des particules
Les échantillonneurs et détecteurs temps réel PARTICLEVER proposent de quantifier les expositions par inhalation aux substances complexes, telles les nanoparticules, nanomatériaux, fibres, matériaux avancés ou mélanges comme la pollution atmosphérique
Liste à compléter
→ L'analyse des données recueillies grâce à ces outils portables, tout comme l'interprétation des résultats, nécessitent une expertise pointue et externalisée.
Au final, le coût global de l'usage de ces outils, bien que moins élevé que pour les gros équipements existants jusqu'à présent, reste aujourd'hui peu abordable pour les PME, TPE, artisans, etc.
→ Autres interrogations : Ces outils ont-ils fiables ? Des entreprises en ont-elles déjà achetés ? Quels sont les premiers retours sur les atouts et limites de ces instruments ? Comment choisir parmi les différents modèles proposés ?
L'INRS reçoit ce type de questionnements notamment des caisse d'assurance retraite et de la santé au travail (CARSAT) et des services de santé au travail. En 2015, puis de nouveau en 2021, l'institut a testé le DiSCmini : les résultats montrent qu'il tend à surestimer la concentration de 30 à 100% et à sous-estimer le diamètre des particules de 20 à 30%9. L'INRS invite les utilisateurs à avoir une observation critique vis-à-vis des données qui en sont issues, en abordant notamment la question du traitement et de l'interprétation des données.
D'autres appareils devraient voir le jour10.
Points de vigilance
Le débat public national de 2009-2010 avait été l'occasion pour certains acteurs de dénoncer la lenteur des pouvoirs publics à mettre en place les dispositifs de surveillance sanitaire nécessaires, contrastant avec l'aide publique conséquente déployée pour accélérer le développement et la commercialisation massifs des nanomatériaux. Depuis des progrès ont été accomplis et doivent être poursuivis, mais la vigilance reste de mise :
Quand bien même les instruments donneraient des résultats rassurants sur la présence de nanoparticules sur les postes de travail protégés, il convient, en l'absence de connaissance des dangers, de prendre toutes les mesures nécessaires pour s'assurer aussi que toutes les activités sur ces postes sont effectuées en minimisant l'exposition des travailleurs (dont celles associées à des activités de maintenance).
Le risque des expositions faibles mais chroniques doit aussi être pris en compte en mesurant les quantités cumulées.
Lettre d'information du Groupe Nano PRST3, décembre 2020 : repérage des entreprises du Limousin par l'AIST 87 ; étude de poste exposant à la silice amorphe nanométrique par l'AHII 64
"Critères pour guider la maîtrise des pics d'émission et l'exposition aux nanoparticules manufacturées aéroportées", résumé en français par Debia M et Beaudry C de l'article de McGarry P et al. "Excursion guidance criteria to guide control of peak emission and exposure to airborne engineered particles", J Occup Environ Hyg, 10(11):640-51, 2013, in Nanoparticules - maîtrise de l'exposition : concepts et réalisations, Bulletin de veille scientifique (BVS) de l'ANSES, mars 2014
NanoIndex : Assesment of individual exposure to manufactured nanomaterials by means of personal monitors and samplers (projet européen financé partiellement par l'ANR et auquel participe le CEA)
5 - Dans un bureau (non-fumeur), on peut compter 10 000 nanoparticules (voire plus) par centimètre cube d'air, en provenance de différentes sources (chauffage par combustion, circulation automobile, etc.). La concentration est encore plus élevée sur une piste d'aéroport, dans un atelier de soudure ou dans une boulangerie.
"Technique de mesure spécifique au type de substance pour la détection des nanoparticules présentes dans l'atmosphère des lieux de travail" mise au point par une équipe de l'Université Technologique de Karlsruhe (Allemagne), présentée dans le Recueil des résumés des présentations faites au colloque Nano 2011 organisé par l'INRS.
Détecter, mesurer et caractériser les nanomatériaux ? La nano-métrologie
Détecter, mesurer et caractériser les nanomatériaux ? La nano-métrologie
Dessin de Géraldine Grammon
par l'équipe Avicenn - Dernier ajout juin 2021
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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. LNE, 2018
Un travail d'harmonisation et d'intercalibration des méthodes de mesures, jugé nécessaire depuis plusieurs années5, 6, 7, est en cours. Des travaux de recherche, listés plus bas permettent aujourd'hui de recourir à ces outils plus performants et devraient permettre des progrès encore importants dans les années à venir, ainsi qu'à une harmonisation (au moins au niveau européen).
En décembre 2019, le Centre commun de recherche européen (JRC) a publié 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.
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
En 2018, la DGCCRF avait établi le repérage suivant :Source : DGCCRF 2018
MEB : Microscopie Electronique à balayage
A4F-UV-MALLS-ICP-MS : Système de séparation en taille associé à des détecteurs granulométrique et élémentaire permettant de déterminer les principales caractéristiques physicochimiques de nanomatériaux
SP-ICP-MS (Single Particule - Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) : Technique analytique permettant d’accéder rapidement à la taille, la distribution en taille et la composition chimique des nanomatériaux
DLS (Dynamic Light Scattering) : Outil analytique de routine pour la détermination de la taille, distribution en taille et polydispersité de nanomatériaux
Source : DGCCRF 2018
Mais cette comparaison défavorable à la Microscopie Electronique à balayage (MEB) 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 :
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 NanoDefine dans lequel plusieurs partenaires français sont impliqués : 2013-2017
Le projet FP7 Nanolyse terminé en 2013, s'intéresse aux matrices alimentaires (nourriture et boisson).
Le projet FP7 NANODEVICE a pour but de développer de nouveaux concepts, méthodes et technologies pour la production d'instruments de mesure et d'analyse des nanoparticules manufacturées dans l'air dans les lieux de travail, le but étant que ces instruments soient plus facilement utilisables et transportables que ceux qui existent déjà. Ce projet 2009 - 2013 a associé 26 partenaires (un seul français : l'Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS)). Il a produit une grille des effets toxicologiques pour 14 nanomatériaux , également disponible en compilation réalisée ici .
Le projet européen EMRP NanoChop « Chemical and optical characterisation of nanomaterials in biological systems » : 2012-2015
Le projet SMART-NANO (Sensitive MeAsuRemenT, detection, and identification of engineered NANOparticles) a été lancé en juin 2012 : d'une durée de quatre ans, il a pour but de fournir des outils pour une meilleure mesure, détection et identification des nanoparticules manufacturées dans des produits, des systèmes biologiques et dans l'environnement.
Les projets INSTANT (Innovative Sensor for the fast Analysis of Nanoparticles in Selected Target Products) et NANODETECTOR financés par le 7ème programme cadre européen (le premier à hauteur de 3,8 millions d'euros), portent sur la détection, l'identification et la quantification de nanoparticules dans les milieux complexes. Ils ont été mis en place en 2012.
Le consortium européen du programme Co-Nanomet a compilé en 2011 un document qui détaille les exigences en nanométrologie et présente une vision des objectifs à poursuivre dans ce domaine d'ici 2020 : European Nanometrology 2020
Voir les articles du n°30(3) de mars 2013 de la revue Environmental Engineering Sciences qui présentent les travaux du Industry Consortium for Environmental Measurement of Nanomaterials (ICEMN) et des considérations pratiques sur la mesure des nanomatériaux manufacturés dans l'environnement
Ce site est édité par l'association AVICENN qui promeut davantage de transparence & de vigilance sur les nanos.
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