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Nano-plastiques manufacturés

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Nano-plastiques manufacturés

Par l’équipe AVICENN – Dernière modification en mai 2023

Différents types de nanoplastiques

De plus en plus de nanoparticules de plastique envahissent les sols (après épandage des boues des stations d’épuration1Les STEP efficaces avec les nanoplastiques, Le Matin, 5 février 2019 notamment), les rivières et les océans.

  • Certains nano-plastiques proviennent de la dégradation des plastiques (emballages, déchets, etc.) en microparticules, qui se décomposent ensuite en nanoparticules2Voir par exemple :-La lente fragmentation des plastiques décryptée, Julienne Fanon, The Conversation, octobre 2019 –Sachets de thé Infusions aux microplastiques et nanoparticules, Que Choisir, septembre 2019 –Plastic waste disintegrates into nanoparticles, study finds, Lund University, décembre 2018 et Nanoplastics formed during the mechanical breakdown of daily-use polystyrene products, Ekvall MT et al., Nanoscale Adv., 1 : 1055-1061, 2019..
  • D’autres micro- et nano-plastiques sont quant à eux intégrés intentionnellement dans des mélanges utilisés par les consommateurs ou les professionnels3Voir notamment :
    – La nanofabrication : une réponse aux enjeux de la plasturgie et des composites, L’Usine Nouvelle, 16 août 2022
    – La fabrication de nanoplastiques, résumée en vidéo ci-dessous dans le cadre du programme de recherche européen OPTINANOPRO (2015-2018), axé sur les secteurs de l’emballage, de l’automobile et de l’énergie solaire (résumé en français ici). Les 25 produits polymères créés ont été testés jusqu’au compostage. Question citoyenne à documenter : quel est devenir de cette fragmentation ? Des nanoparticules de plastiques contenant des nanoparticules ? https://www.youtube.com/embed/enBRksBYc
    – Un autre programme européen MINANO achevé en 2013 indique les types de plastiques incorporant des nanoparticules : polypropylène (PP) pour les nanocomposites plastiques et au polychlorure de vinyle (PVC) pour les nanocomposites bois-plastique et des mousse de polystyrène (pour l’isolation des bâtiments). Les nanoparticules fonctionnalisées ajoutées sont du magnesium dihydroxide (MDH) Mg(OH)2, de l’oxyde de zinc nano ZnO, et du nanoargent.     :
    • dans des produits cosmétiques (microbilles utilisés pour leurs propriétés exfoliantes – interdites en France depuis 2018)
    • dans des détergents et produits de nettoyage
    • dans des peintures, revêtements et matériaux de construction
    • dans des produits pharmaceutiques
    • dans des produits phytosanitaires (enrobages d’engrais par exemple, pour les libérer de manière progressive)
    • dans le secteur pétrolier et gazier

Des effets néfastes en cascade?

Leur rejet et diffusion dans les écosystèmes entraînent des effets néfastes en cascade mais encore insuffisamment évalués, depuis la faune aquatique jusqu’aux autres animaux (dont les humains) qui s’en nourrissent4Cf. Les coquilles Saint-Jacques aspirent des milliards de particules de plastique, National Geographic, 5 décembre 2018 (résumé de l’étude en anglais : Uptake, Whole-Body Distribution, and Depuration of Nanoplastics by the Scallop Pecten maximus at Environmentally Realistic Concentrations, Al-Sid-Cheikh M et al., ES&T, 52(24) : 14480-14486, 2018. Et Scientific Colloquium 25 “Microplastics and nanoplastics in food and feed”, EFSA, juin 2020.

Des recherches sont menées sur le sujet, en France5Parmi les trente-quatre projets retenus par l’Anses dans le cadre du Programme national de recherche Environnement-Santé-Travail en 2020, le projet « Transplast » vise à étudier les effets des micro-plastiques et nano-plastiques sur l’activité des transporteurs membranaires de xénobiotiques (il est coordonné par M. Fardel (IRSET/INSERM) et ailleurs6 Voir par exemple :
– The Mobility of Plastic Nanoparticles in Aqueous and Soil Environments: A Critical Review, Brewer A et al., ACS EST Water, 2020
– La pollution plastique menace aussi les plantes (et au passage, notre alimentation), Marcus Dupont-Besnard, 23 juin 2020
–Differentially charged nanoplastics demonstrate distinct accumulation in Arabidopsis thaliana, Xiao-Dong Sun et al., Nature Nanotechnology, 22 juin 2020
– Micro- and nano-plastics in our environment: Understanding exposures and impacts on human health, Call H2020-SC1-BHC-2018-2020
– Focus on Nanoplastic, Nature Nanotechnology, avril 2019
– Emergence of Nanoplastic in the Environment and Possible Impact on Human Health, Lehner R et al., Environ. Sci. Technol., 2019
– Quantifying ecological risks of aquatic micro- and nanoplastic, Besseling E et al., Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2019
– Biological Effects and Implications of Micro- and Nanoplastics in the Aquatic Environment, Rist S, thèse, Technical University of Denmark, 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
– Nanoplastics in the Aquatic Environment, Mattsson K et al., in Microplastic Contamination in Aquatic Environments – An Emerging Matter of Environmental Urgency, 379-399, 2018
– Ingestion of micro- and nanoplastics in Daphnia magna – Quantification of body burdens and assessment of feeding rates and reproduction, Rist S et al., Environmental Pollution, 228 : 398-407, septembre 2017pour évaluer leurs effets sur l’environnement (éco-toxicité), mais également leur rôle dans la dissémination d’autres polluants qui s’accrochent à leur surface7Voir par exemple Transport of micro- and nanoplastics in the environment: Trojan-Horse effect for organic contaminants, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 52(5), 2022 (on parle d’effet « Cheval de troie ») et dans la survenue d' »effets cocktails » déclenchés par l’association à d’autres nanoparticules ou substances indésirables8Voir par exemple :
– Nanoplastics enhance the toxic effects of titanium dioxide nanoparticle in freshwater algae Scenedesmus obliquus, Das S et al., Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 256, juin 2022
– Are gold nanoparticles and microplastics mixtures more toxic to the marine microalgae Tetraselmis chuii than the substances individually?, Davarpanah E, Guilhermino L, Ecotoxicology and Environmental Safety, 181 : 60-68, octobre 2019.

Vers une restriction des nano et microplastiques manufacturés ?

En août 2022, la Commission présente enfin une proposition de restriction pour les microplastiques ajoutés intentionnellement9Cf https://ec.europa.eu/transparency/comitology-register/screen/documents/083921/1/consult?lang=en, concrétisant un engagement pris en 2017.

Retour sur les longs retards de la Commission

En janvier 2019, l’Agence européenne des produits chimiques (ECHA) avait ainsi proposé de restreindre certains de ces micro- et nano-plastiques intégrés à dessein par les industriels10Cf: ECHA proposes to restrict intentionally added microplastics, ECHA, 30 janvier 2019 ; ANNEX XV RESTRICTION REPORT – PROPOSAL FOR A RESTRICTION- intentionally added microplastics, ECHA, janvier 2019 : « ‘microplastic’ means a material consisting of solid polymercontaining particles, to which additives or other substances may have been added, and where ≥ 1% w/w of particles have (i) all dimensions 1nm ≤ x ≤ 5mm, or (ii), for fibres, a length of 3nm ≤ x ≤ 15mm and length to diameter ratio of >3 ».

La version finale de l’ECHA a été rendue publique décembre 202011Cf. Scientific committees: EU-wide restriction best way to reduce microplastic pollution, ECHA, 9 décembre 2020 et Final Background Document to the Opinion on the Annex XV report proposing restrictions on intentionally added microplastics, ECHA, décembre 2020 et transmise à la Commission pour qu’elle formule sa proposition.
En juin 2022, celle-ci n’est toujours pas publiée… alors qu’elle aurait dû l’être il y a plus d’un an désormais, en mai 2021. Après l’indignation exprimée en novembre 202112Cf. Delay in proposed microplastics restriction leading to irreversible pollution, EEB,  25 novembre 2021 et encore en mai 2022 par les ONG européennes devant l’inertie de Bruxelles13Cf. EU’s detox pledge sabotaged by illegal delay to microplastics regulation, EEB & ClientEarth, 1er juin 2022, la Commission a assuré qu’elle allait publier sa proposition de restriction très prochainement14Cf. Delay in EU microplastics restriction proposal is illegal, say NGOs, Chemical Watch, 1er juin 2022 et EU executive promises microplastics restrictions after accusation of ‘illegal delay, ENDS Europe, 2 juin 2022.. Celle-ci n’a été publiée qu’en août 2022.

La proposition de restriction ne prévoit pas de limite inférieure pour la taille des microplastiques, et y intègre toutes les particules de plastique de petite taille, y compris les nanoplastiques.

Le 26 avril 2023, le comité REACH de la Commission européenne a voté en faveur de la proposition de la Commission européenne de restriction des microplastiques manufacturés15Voir : https://rethinkplasticalliance.eu/news/rethink-plastic-alliance-welcomes-the-eu-restriction-of-intentionally-added-microplastics-urges-faster-implementation/. Il s’agit de l’interdiction chimique la plus large de l’Union européenne, puisqu’elle couvre tous les micro et nanoplastiques ajoutés intentionnellement dans tous les secteurs (détergents, dispositifs médicaux, cosmétiques, terrains de sport, …). En plus des interdictions de mise sur le marché, elle prévoit également des exigences en matière d’information et d’étiquetage.

Le Parlement européen et le Conseil de l’UE disposent désormais d’une période d’examen de trois mois, à l’issue de laquelle le règlement devrait entrer immédiatement en vigueur.

Ce texte a été acceuilli favorablement par les ONGs (Rethink Plastic, ClientEarth, Surfrider, BEE) qui travaillent sur cette restriction depuis des années. Le 19 avril 2023, en prévision du comité REACH du 26 avril, 32 ONG ont co-signé une lettre ouverte appelant une nouvelle fois à l’adoption du texte, tout en insistant sur la nécessité de mettre œuvre de mesures supplémentaires dans les Etats Membres afin de mieux prévenir et réduire les émissions de micro et nanoplastiques16Cf. https://eeb.org/wp-content/uploads/2023/04/20230420-REACH-Committee-letter.pdf.

Car cette réglementation comporte toujours un certain nombre d’insuffisances.

Des temps de transitions trop importants

Les délais accordés pour l’élimination des micro-plastiques dans les cosmétiques (12 ans) et dans les terrains de sport (8 ans) restent toujours démesurément importants17Cf. https://www.clientearth.org/latest/press-office/press/green-groups-welcome-microplastics-restriction-but-warn-of-shortcomings/ et injustifiés, malgré les alertes des ONGs européennes et les appels de certaines marques cosmétiques à accélérer le processus18Voir : https://rethinkplasticalliance.eu/news/plastic-soup-foundation-rethink-plastic-alliance-and-20-cosmetic-brands-express-crucial-necessity-for-complete-ban-for-intentionally-added-microplastics-as-eu-vote-is-upcoming/.

Une exemption temporaire des nanoplastiques de cette restriction

Bien que ce texte prévoit la restriction de tous les microplastiques, indépendamment de leur taille (donc comprenant les nanoplastiques < 100 nm), elle prévoit également une exemption temporaire d’application du règlement pour les particules de taille inférieures à 0,1 µm et celles en forme de fibres, inférieures à 0,3 µm de longueur19Cf Article 3 https://ec.europa.eu/transparency/comitology-register/screen/documents/083921/6/consult?lang=en lorsque « la concentration 20Selon le texte en vigueur « ne peuvent pas être mis sur le marché en tant que substances en tant que telles ou, lorsque les microparticules de polymère synthétique sont présentes pour conférer une caractéristique recherchée, dans des mélanges à une concentration égale ou supérieure à 0,01 % en masse. »de microparticules de polymère synthétique ne peut être déterminée au moyen des méthodes d’analyse disponibles ou des documents d’accompagnement« , et ce, jusqu’à ce que les méthodes soient disponibles. Cette exemption permettrait de garantir l’application du texte, dans un contexte où les méthodes d’analyse existantes ne sont pas « suffisantes » pour détecter et analyser des particules de cette taille.

Cette exemption est problématique, car elle complexifie l’interprétation du texte réglementaire, sans détailler précisément les modalités de levées de l’exemption, dans un contexte où le développement des méthodes de détection progresse rapidement21Voir par exemple :
– https://microplastics.springeropen.com/articles/10.1186/s43591-022-00051-1. Elle pourrait inciter les entreprises à continuer à utiliser des nano-plastiques et retarder les efforts d’élimination ou de substitution.

Micro VS Nano : un encadrement qui fait débat

En juin 2020, suite au lobbying des industriels, l’ECHA a retiré les nanoplastiques de son projet initial de restriction, suscitant l’indignation des ONG, notamment le Bureau européen de l’environnement (BEE)22Le 1er septembre 2020, l’ONG Bureau européen de l’environnement (BEE) a alerté sur le lobbying des industriels qui ont fait reculer l’Agence européenne des produits chimiques (ECHA) dans son projet de restriction des microplastiques ajoutés intentionnellement dans de nombreux produits (détergents, peintures et encres, matériaux de construction, médicaments et engrais) : incluses dans le projet initial, les nanoparticules de plastique ont été retirées du projet présenté en juin par l’ECHA. Dans l’article  « Microplastiques : lobbying aux frontières du minuscule » paru le même jour dans Le Monde, la journaliste Stéphane Horel relaie les travaux du BEE qui montrent comment les industries chimiques et leurs fédérations (CEFIC, PlasticsEurope), en prônant l’autorégulation, sont parvenues à faire passer de 1 à 100 nanomètres la taille des particules de plastique concernées par les mesures de restriction envisagées par l’ECHA. Les microplastiques seraient ainsi interdits, mais pas les nanoplastiques alors que ces nanoparticules sont « à la fois plus toxiques et plus facilement absorbées par les cellules vivantes » a souligné le BEE. qui redoute que les industriels substituent des nanoplastiques aux microplastiques une fois la réglementation en vigueur.

Dans un rapport publié le 16 novembre 2020, par les ONG environnementales mobilisées au niveau européen pour réduire la pollution aux microplastiques, emmenées par Rethink Plastic, le Bureau européen de l’environnement (BEE), Client Earth et Break free from Plastic ont réitéré leurs craintes et recommandé de réintégrer les nanoplastiques au projet de restriction des microplastiques comme l’avait initialement proposé l’agence européenne des produits chimiques (ECHA), en faisant porter les restriction sur les particules de moins de 5 mm, sans limite inférieure de taille.

L’objectif est d’éviter une substitution « absurde » des microplastiques interdits par des nanoplastiques qui ne seraient pas concernés par la restriction en cours de définition ; il s’agit d’éviter une pollution accrue due à leur diffusion dans l’environnement23The road to an effective EU restriction of intentionally-added microplastics, Rethink Plastic, le Bureau européen de l’environnement (BEE), Client Earth et Break free from Plastic, 16 novembre 2020 (p.15) – d’autant qu’il est techniquement possible de mesurer les particules plastiques de taille nanométrique24Voir par exemple :
– Symposium ‘Challenges of microplastic analysis – Bridging state of the art and policy needs’, JRC, 9 septembre 2021
– Caractériser les microplastiques dans les milieux marins : Le LNE impliqué dans le projet MOUSTIC, LNE, 12 février 2021 (partenariat LNE – Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN) – Laboratoire de sécurité des aliments de l’ANSES (site Boulogne-sur-Mer) – INRAE (unité BIA)).
– Measuring particle size distribution and mass concentration of nanoplastics and microplastics: addressing some analytical challenges in the sub-micron size range », Caputo F et al., Journal of Colloid and Interface Science, 401-417, avril 2021.
– Georges Favre, directeur Institut LNE Nanotech, sur LinkedIn, 25 janvier 2021 : « ES-SMPS can be also a good option in this aim by providing number concentration and a size range from a few nm to 500 nm. Work to develop an ISO standard on this analytical approach will start in an early future »..

Aucune mesures spécifiques pour les plastiques nanos

D’autant plus que, bien que les nanoplastiques partagent de nombreuses caractéristiques avec les microplastiques, leurs interactions avec leur environnement impliquent des risques qui leurs sont spécifiques25Voir European Commission, Directorate-General for Environment, Nanoplastics : state of knowledge and environmental and human health impacts, Publications Office of the European Union, 2023, https://data.europa.eu/doi/10.2779/632649. Brewer, Dor et Berkowitz (2020)26Voir Brewer, A., Dror, I. and Berkowitz, B. (2020) The mobility of plastic nanoparticles in aqueous and soil environments: a critical review. ACS ES&T Water, 1(1): 48-57développent sur ce qui les distingue des particules plus grandes, à savoir :

  • leur capacité à pénétrer des barrières biologiques plus nombreuses et plus variées
  • leur capacité d’absorption de quantités importantes d’autres polluants
  • leur plus grande réactivité due à leur plus petite taille
  • le fait qu’elles soient trop petites pour pouvoir être éliminées grâce aux méthodes d’élimination du plastique existantes.
  • …

Dans un dossier (« future brief ») réalisé pour la Commission européenne en avril 2023 « Nanoplastics : state of knowledge and environmental and human health impacts« , les auteurs concluent qu’une inclusion des nanoplastiques éviterait « un trou béant » dans le cadre réglementaire, dans un contexte où la “réponse réglementaire est à la traîne par rapport au rythme du relargage des nanoplastiques et de leur abondance dans l’environnement”.

En savoir +

Quelles recherches sur le sujet ?

En août 2019, suite à la publication d’une analyse de l’état de la recherche sur les microplastiques dans l’eau de boisson, l’Organisation mondiale de la Santé (OMS) avait appelé à renforcer la recherche sur les micro- et nanoplastiques et à prendre des mesures énergiques contre la pollution par le plastique27Cf. 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.

L’Anses a annoncé fin 2021 qu’elle allait financer quatre projets sur l’étude des micro et nanoplastiques dans le cadre de son Programme national de recherche Environnement-Santé-Travail (PNR EST).

Au niveau européen, plusieurs projets sont en cours pour faire avancer l’état des connaissances en ce qui concerne le comportement des nanoplastiques et les risques associés28Cinq projets (POLYRISK, AURORA, IMPTOX, PLASTICHEAL, PlasticsFatE – 2021-2025) ont été financés pour un montant total de 30 millions d’euros.

En ce qui concerne l’évaluation des risques pour la santé et pour les écosystèmes, des méthodes et des protocoles harmonisés et spécifiques aux nanoplastiques sont en cours de développement29En octobre 2023, des chercheurs publie dans la revue Nature Protocols un protocole de recherche pour évaluer la toxicité des nanoplastiques dans les sols et les écosystèmes aquatiques, voir : Exposure protocol for ecotoxicity testing of microplastics and nanoplastics, Abdolahpur Monikh, F., Baun, A., Hartmann, N.B. et al., Nat Protoc (2023)..

A suivre donc !

Quelles recommandations ?

En août 2020, un rapport30Cf. Global Summit on Regulatory Science 2019 Nanotechnology and Nanoplastics, JRC & GCRSR, Publications Office of the European Union, 2020 du Centre commun de recherche (JRC) et le Global Coalition for Regulatory Science Research (GCRSR) a été publié ; il résume les échanges d’une conférence sur le sujet des nanoplastiques qui a réuni en 2019 près de 200 acteurs en provenance de 36 pays différents. Parmi les recommandations émises :

  • un effort de coordination en matière de terminologie, définitions, échantillonnage, caractérisation et évaluation du danger et de l’exposition aux nanoplastiques afin de produire des matériaux de référence, ainsi que des normes, orientations et réglementations « robustes »
  • une plate-forme d’information et d’échange sur les nano- et microplastiques
  • une collaboration entre les parties prenantes, le développement de la confiance via une transparence sur les données31Parmi les autres préconisations plus générales :
    -un accroissement des efforts pour garantir que les essais concernant les nanomatériaux, et tout particulièrement ceux utilisés en nanomédecine, soient rigoureux, reproductibles et comparables entre les échantillons et les situations, tout au long de la filière de développement
    – une harmonisation des méthodes, des normes et des matériaux de référence
    – l’intensification des efforts internationaux en cours pour faire face aux dangers potentiels des nanomatériaux pour la santé et l’environnement
    -le développement des collaborations et une communication continue sur la recherche scientifique en matière de réglementation des nanomatériaux, ainsi que l’harmonisation appropriée des structures juridiques et réglementaires .

NB : Dans les cosmétiques, des alternatives existent pour obtenir l’effet exfoliant recherché : poudre d’amandes, coques de noix de coco ou noyaux d’olives concassés par exemple.

Ailleurs sur le web

En français :

En anglais :

Sommaire

Différents types de nanoplastiques
Des effets néfastes en cascade?
Vers une restriction des nano et microplastiques manufacturés ?
Des temps de transitions trop importants
Une exemption temporaire des nanoplastiques de cette restriction
Aucune mesures spécifiques pour les plastiques nanos
Quelles recherches sur le sujet ?
Quelles recommandations ?

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  • Organisateur : INSTN Grenoble (CEA)
  • Au programme : impact potentiel sur la santé ; métrologie et protections ; maîtrise des risques potentiels liés aux nanomatériaux ; prise en compte des aspects sociétaux
  • Site internet : https://instn.cea.fr/formation/maitrise-des-risques-lies-aux-nanomateriaux-sensibilisation
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Cette fiche a été initialement créée en février 2019

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