Risques associés aux nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂)
Risques associés aux nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂)
Par l'équipe Avicenn - Dernière modification novembre 2019
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Une publication récente a établi la présence de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) dans le foie et la rate de 15 humains (et non plus seulement sur des rats de laboratoire). Dans la moitié des cas, les niveaux étaient supérieurs à celui jugé sans danger pour le foie1.
Des présomptions de risques très fortes pour le dioxyde de titane (même non nano)
Même non nano, le TiO2 inhalé est possiblement cancérigène
En 2006 le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) avait classé le dioxyde de titane (TiO₂) comme cancérigène possible pour l'homme (classe 2 B)2 - et ce, toutes tailles confondues : l'échelle nanométrique est donc concernée mais pas plus ni moins que le TiO2 non nanométrique. Les études qui ont été considérées pour cette classification portaient sur le TiO₂ sous forme de poudre avec la présomption de risques par inhalation qui concernent d'abord les travailleurs potentiellement exposés.
Dix ans plus tard, les données scientifiques analysées par l'ANSES en 2016 ont montré que le dioxyde de titane peut entraîner des tumeurs malignes chez le rat après une exposition par inhalation, ce qui a conduit l'agence à considérer le dioxyde de titane comme cancérogène avéré chez l'animal. Chez l'humain, le caractère cancérogène reste débattu du fait de limites méthodologiques des études épidémiologiques disponibles.
En mai 2016, l'ANSES a donc proposé à l'agence européenne des produits chimiques (ECHA) de classer le dioxyde de titane comme cancérogène 1B par inhalation3, déclenchant l'ire des fédérations et entreprises concernées, qui ont envoyé plus de 500 commentaires en réponse à la consultation de l'ECHA sur le sujet (en mai-juin 2016)4.
Le processus d'instruction de la proposition de classification a suivi depuis les étapes prévues par le règlement CLP :
En 2017, le Comité d'évaluation des risques (RAC) de l'ECHA a statué pour un classement "cancérogène suspecté" (catégorie 2)5.
Depuis lors, cette proposition de classification est contestée par les fabricants de TiO2 et les fédérations d'entreprises qui en utilisent (principalement dans la peinture, le BTP, les cosmétiques) car elle conduirait à des obligations d'information des travailleurs
Début juin 2018, 3 ONG européennes ont tiré la sonnette d'alarme, une semaine avant la réunion du comité REACH qui devait examiner la classification du TiO2 (nano et non nano) : selon EEB, ECOS et HEAL, des fabricants et industriels utilisateurs de TiO2 étaient en passe d'obtenir une dérogation à la classification du TiO2 pour la forme liquide du dioxyde de titane, y compris sous forme de spray malgré les risques d'inhalation associés6. La confédération européenne des syndicats (CES - ETUC) avait elle aussi réagi par courrier en juin 2018.
Fin juillet 2018, 8 ONG ont interpellé les ministères de la santé, du travail et de l'environnement français : dans un courrier daté du 26 juillet 2018, Agir pour l’environnement, le Bureau européen de l'environnement (BEE), la CFDT, ECOS, France nature environnement (FNE), HEAL, CIEL et Générations Futures ont souligné à nouveau l’importance d’une position forte de la France sur ce dossier et demandé si une position officielle française a été communiquée par les autorités à la Commission, et si oui, en quels termes.
La discussion s'est ensuite poursuivie plus longtemps que prévue et au prix de tensions entre les Etats membres et la Commission européenne ; la classification devait être examinée au Comité Reach le 27 septembre, mais le vote avait été repoussé sine die7.
Une semaine avant un vote décisif annoncé pour la mi-février 2019, un collectif d'ONG a redemandé aux États européens de ne pas accepter la proposition de la Commission8. Le Bureau européen de l'environnement, membre de ce collectif, a ensuite braqué les projecteurs sur le comité REACH9, cette boîte noire susceptible de céder aux lobbies, en dépit des recommandations des agences française (ANSES), européenne (ECHA) et internationale (CIRC). Avec l'ONG Corporate Europe Observatory, qui a publié le rapport "États capturés : les gouvernements nationaux, défenseurs des intérêts privés au sein de l’Union européenne"10, ils dénoncent les efforts inédits de lobbying déployés auprès de la Commission européenne pour minimiser la classification du dioxyde de titane11.
Le vote a encore été reporté à plusieurs reprises.... :
d'abord au comité REACH du 7 mars 2019 : les ONG ont encore une fois exprimé leur préoccupation quant à l'issue du vote12... qui, une nouvelle fois, a été repoussé
puis au comité REACH 11 avril 2019, dont il a finalement été retiré in extremis par la Commission européenne, sans que les Etats Membres aient été prévenus à l'avance.
A l'échelle nano, les risques pourraient être encore plus grands
Depuis plusieurs années, les publications scientifiques sur les risques associés aux nanoparticules de dioxyde de titane s'accumulent15.
En mai 2014, l'Agence française de sécurité sanitaire (ANSES) avait donc préconisé un classement des nanoparticules de dioxyde de titane (et autres) comme substances dangereuses afin que soient mises en place des mesures de restriction d'usage voire d'interdiction de l'utilisation de certaines applications grand public16.
Cette préconisation a été reprise dans l'action n°72 du 3ème plan national Santé Environnement (PNSE 3) (2015-2019) fin 2014 et dans l'action 1.13 du Plan Santé au travail (PST 3) (2016-2019).
Nous ignorons à ce stade quelle(s) déclinaison(s) la DGT a donné, ou non, à cette action. Des demandes ont-elles été déposées ou sont-elles en préparation ?
Selon une étude récente, entre les nanoparticules de TiO2 de forme anatase et celles de forme rutiles, ce sont les anatases qui sont le plus nocives pour le système immunitaire lorsqu'elles sont inhalées17.
En 2018, le Haut Conseil de la Santé publique (HCSP) a appelé à protéger les travailleurs et les populations à proximité des sites industriels produisant ou manipulant du nano-TiO2, et publié différentes préconisations pratiques à destination des pouvoirs publics et des industriels19.
L'évaluation des risques associés au dioxyde de titane (y compris ses nanoformes) est prévue dans le cadre de REACH : elle devait être réalisée par l'ANSES en 201521, mais ne sera pas réalisée au moins avant... fin 2018 !
Cette évaluation est en effet entravée par le refus des industriels de communiquer les données nécessaires à cette évaluation ; en septembre 2014, la "Chambre des recours" de l'agence européenne des produits chimiques (ECHA) a été saisie par neuf fabricants de dioxyde de titane (Tioxide Europe / Huntsman, Cinkarna, Cristal Pigment, Du Pont, Evonik, Kronos, Precheza, Sachtleben Chemie GmbH et Tronox Pigments) qui ont exprimé leur refus de fournir les données demandées par l'ECHA dans le cadre de Reach. En mars 2017, ils ont obtenu gain de cause22. L'évaluation du TiO2 par l'ANSES est désormais repoussée à 201823... et les données sur lesquelles elle pourra être menée sont à ce stade encore très incertaines (l'avancée de la révision des annexes de Reach, notamment, sera très importante).
- Dans l'alimentation
L'additif alimentaire E171 est constitué de particules de TiO2 (dont une partie sous forme nano). Il est autorisé au niveau européen par l'EFSA, mais de nouvelles études sont en cours pour évaluer son impact notamment sur le système reproducteur
→ Voir plus de détails ici.
De nombreuses publications récentes font état d'effets délétères sur la santé liés à l'ingestion de nanoparticules de TiO2 : risques pour le foie, les ovaires et les testicules chez les humains, problèmes immunitaires et lésions précancéreuses au niveau du côlon chez le rat, perturbations du microbiote intestinal, inflammations et altérations de la barrière intestinale chez les animaux comme chez les humains, effets néfastes pour la descendance chez les rongeurs... L'additif E171 sera donc suspendu en France à partir de début 2020.
- Dans les cosmétiques
L'innocuité des nanoparticules de dioxyde de titane dans les cosmétiques n'est pas aussi établie que ce que l'on a pu croire pendant longtemps24 et plusieurs associations demandent l'interdiction du TiO2 dans les produits cosmétiques susceptibles d'être ingérés (dentifrices, baumes et rouges à lèvres notamment).
Dans les crèmes solaires et produits de beauté, les nanoparticules de TiO₂ (Cl 77891) ont été évaluées par le Comité scientifique pour la sécurité des consommateurs (CSSC), qui a approuvé leur utilisation comme anti-UV, avec une autorisation d'une concentration maximale de 25% (les applications sous forme de spray ne sont pas autorisées)25 ; la forme nano des particules de dioxyde de titane est inscrite depuis août 2016 à l'annexe VI du Règlement Cosmétiques 26. Elle sont utilisées principalement sous forme rutile (ou mélange anatase / rutile) et souvent enrobées d'une couche de silice ou d'alumine afin d'empêcher la formation de radicaux libres (qui provoquent le vieillissement cutané).
Mais plusieurs problèmes ont été relevés :
le chlore des piscines peut dégrader ce revêtement, or au contact de l'eau et sous l'effet de la lumière, le nanoTiO2 peut alors libérer des radicaux libres, responsables du vieillissement de la peau et de l'apparition de cancers27
des recherches en Espagne et en France ainsi estimé que les quantités de nanoparticules de dioxyde de titane relarguées en été sur des plages de Méditerranée et montré une augmentation significative de la concentration en peroxyde d'hydrogène, une molécule toxique pour le phytoplancton qui constitue la nourriture de base des animaux marins28
des dermatologues des Hôpitaux Bichat et Rothschild ont, pour la première fois, observé au Synchrotron soleil la présence de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) le long de follicules pileux d’une patiente atteinte d’alopécie frontale fibrosante (chute de cheveux en haut du front) qui utilise quotidiennement, depuis 15 ans, des écrans solaires contenant du TiO229.
des chercheurs en République tchèque ont testé une crème solaire contenant des nanoparticules de dioxyde de titane et établi qu'elle ne permet PAS de prévenir le cancer de la peau (bien qu'elle empêche la peau de rougir, elle ne la protège pas du stress oxydatif provoqué par les UV !)30
En mars 2019, du fait de ces risques et incertitudes autour de l'innocuité des nanoparticules de dioxyde de titane, Cosmébio a recommandé31 à ses adhérents de supprimer le dioxyde de titane de leurs produits ou à le remplacer par une alternative lorsque celle-ci existe.
Un article publié le 28 janvier 2019 dans Nature Nanotechnology montre que les nanoparticules de dioxyde de titane, de silice et d'or peuvent induire des modifications de l'endothélium et donc une fuite de cellules tumorales, à l'origine de métastases. Selon Frédéric Lagarce, professeur de biopharmacie et praticien hospitalier à Angers, "ce qui est intéressant / original c'est de montrer un risque potentiel des nanotechnologies dans le traitement des tumeurs alors que ces technologies sont souvent présentées comme la réponse pour améliorer les performances des anticancéreux. Il faudrait maintenant vérifier si ces modifications endothéliales sont aussi retrouvées avec les nanoparticules polymères ou lipidiques, beaucoup plus utilisées pour encapsuler des actifs et cibler les tumeurs. Si cela était malheureusement le cas, toute la stratégie des nanomédecine (très orientée cancer) serait remise en cause".
En savoir plus ici.
- Dans les peintures et le bâtiment
Le projet « Release_NanoTox » (financement ANSES 2015-2018) vise à apporter, par une approche réaliste, des connaissances nouvelles concernant l’impact potentiel des nano-objets issus de matériaux nanocomposites sous contrainte d’usage, sur les fonctions cérébrales. « L’impact toxicologique in vivo sur les fonctions cérébrales associé à l’inhalation d’un aérosol est encore trop peu étudié », précise-t-on au LNE.
Les équipes scientifiques ont développé un banc expérimental permettant de réaliser une exposition réaliste à partir de nanoparticules de TiO2 issues du ponçage de matériaux nanoadditivés. Le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) et le LNE (Plateforme MONA) ont participé à la phase de caractérisation aéraulique de ce banc et à la caractérisation physico-chimique des nano-objets émis dans la chambre d’exposition. Puis l’ANSES et le laboratoire CarMeN ont été impliqués pour les phases d’exposition par inhalation et d’analyse in vivo des altérations morphofonctionnelles cérébrales des souris au cours de l’exposition. Les premiers résultats sont en cours d’exploitation32.
Un projet de recherche européen intitulé NanoHouse mené entre 2010 et 2013 avait observé le cycle de vie de nanoparticules de dioxyde de titane contenues dans les peintures et revêtements utilisés en intérieur et à l'extérieur des habitations. Les travaux ont évalué le taux de relargage des nanoparticules de 1 à 2% seulement - et sous forme d'agglomérats33. Mais d'autres études sont beaucoup moins rassurantes : une étude de l'INERIS et de l'université de Compiègne publiée début 2015 a montré qu'un nanorevêtement de dioxyde de titane existant dans le commerce, une fois appliqué sur une façade de bâtiment, peut se détériorer sous l'effet du soleil et de la pluie ; ce faisant, il entraîne le relargage de particules de titane dans l'air en quelques mois - et qui plus est, sous forme de particules libres (plus dangereuses que lorsqu'elles sont agglomérées entre elles ou avec des résidus d'autres matériaux)34, il convient donc dans ces conditions de minimiser le recours aux nanorevêtements.
Source : Emission of titanium dioxide nanoparticles from building materials to the environment by wear and weather, Shandilya, N et al., Environmental Science & Technology, 49(4): 2163-2170, 2015
Outre la toxicité et l'écotoxicité associées aux nanoparticules de TiO2 en elles-mêmes, se pose la question de la production et de la toxicité des composés issus de la réaction photocatalytique : des chercheurs ont constaté que la décomposition de composés organiques volatiles (COV) par des nanoparticules de TiO2 incorporées dans des revêtements ou peintures n'est pas complète et qu'elle génère d'autres molécules nocives (acétone, acétaldéhyde, formaldéhyde notamment)35.
Une surveillance environnementale autour du seul site de production en France dans le Haut-Rhin
Depuis 2019, l'usine Cristal dans le Haut-Rhin est tenue de réaliser une surveillance environnementale des incidences - atmosphériques et en termes de retombées - de ses émissions de particules de dioxyde de titane incluant les formes nanométriques, à raison de deux campagnes de mesure chaque année36.
Des restrictions en Suisse
Le Grand Conseil de la République et canton de Genève déconseille l'utilisation du TiO2 nanoparticulaire sur les chantiers de l'Etat ainsi que dans les constructions des entreprises privées37. Il se base notamment sur l'étude réalisée par le Service cantonal de toxicologie industrielle et de protection contre les pollutions intérieures qui considère qu'il est "irresponsable d'utiliser un tel produit avant même de rechercher les dangers connus et d'évaluer leurs risques", déplore "l'emploi prématuré de ces produits en Italie, en France et en Belgique" et souhaite "que ces imprudences ne soient pas répétées sur le territoire de notre Canton"38.
En savoir plus
Quelques ressources sur les risques associés aux nanoparticules de dioxyde de titane (nanoTiO₂) :
Nicolle-Mir L, Revue des données toxicologiques sur les nanoparticules de dioxyde de titane, Environnement, risques et santé, 13, 180-181, 2014 (synthèse en français de l'article listé ci-dessous)
Effects of Titanium Dioxide Nanoparticles Exposure on Human Health—a Review, Baranowska-Wójcik E et al., Biological Trace Element Research, 1–12, 2019 : "TiO2 NPs can induce inflammation due to oxidative stress. They can also have a genotoxic effect leading to, among others, apoptosis or chromosomal instability. (...) Regular supply of TiO2 NPs at small doses can affect the intestinal mucosa, the brain, the heart and other internal organs, which can lead to an increased risk of developing many diseases, tumours or progress of existing cancer processes."
NanoEHS, la base de données répertoriant les publications scientifiques sur les risques en nanotechnologies, mise à jour par the International Council on Nanotechnology (ICON) ne semble plus fonctionner (2016)
28 - En 2014, des chercheurs espagnols ont ainsi estimé que l'activité touristique sur une plage de Méditerranée durant une journée d'été peut relarguer de l'ordre de 4 kg de nanoparticules de dioxyde de titane dans l'eau, et aboutir à une augmentation de 270 nM/jour de la concentration en peroxyde d'hydrogène (une molécule au potentiel toxique, notamment pour le phytoplancton qui constitue la nourriture de base des animaux marins). Cf. Écrans UV nanos : un danger pour la vie marine, L'Observatoire des Cosmétiques, 5 septembre 2014
En 2017, des chercheurs du CEREGE en France ont de leur côté mesuré la concentration en titane dans l'eau de trois plages de Marseille et ont estimé à 54 kilos par jour le poids de TiO2 relargué dans les deux mois d'été pour une petite plage. Voir :
