Guide de bonnes pratiques : nanoparticules, nanomatériaux

En France, comme à l’étranger, l’inhalation de nanomatériaux est considérée comme potentiellement dangereuse, il faut prendre des mesures pour éviter ou minimiser l’exposition des personnels. L’afsset a mandaté un groupe de travail «nanomatériaux et sécurité au travail» et publié un rapport qui concerne exclusivement les nanomatériaux manufacturés, c’est à dire fabriqués intentionnellement dans un cadre industriel, ou dans le cadre d’une activité de recherche.

Effets des nanoparticules sur la santé
Nanoparticules: absence de dispositif réglementaire en France
Nanoparticules: état des lieux
Méthode utilisée par l’Afsset
Synthèse des guides de bonnes pratiques pour l’utilisation des nanomatériaux
Principes de nano-sécurité
Base de données des transformateurs et développeurs de nanomatériaux
Rapport de l’Afsset

Effets des nanoparticules sur la santé

Les poumons représentent la principale voie de captage de nanoparticules dans l’environnement de travail.
Les autres voies possibles d’exposition sont la pénétration cutanée et l’ingestion.

Les nanoparticules se déposent dans toutes les zones des poumons.

La surface d’interaction dans les poumons représente l’équivalent d’un terrain de tennis,
alors que la barrière entre l’air et le sang est très fine, de l’ordre d’une centaine de nanomètres.

Il existe 2 mécanismes d’épuration des nanoparticules:

  • dissolution chimique des particules solubles;
  • transfert physique des particules peu ou pas solubles.
  • Le transport mucociliaire, la phagocytose par les macrophages et les autres mécanismes d’épuration dépendent de la taille.

Les nanoparticules s’éliminent mais à vitesse lente.

Une petite quantité de nanoparticules est transférée à travers la couche épithéliale des poumons jusqu’au sang et dans les autres parties du corps.
Le transfert de particules ultrafines a été démontré pour la circulation systémique, le foie, le coeur et le cerveau.

La composition chimique et la structure physique de la surface des particules peuvent être des facteurs influençant le transport systémique des nanoparticules.

Peu de choses sont connues sur l’absorption et le transport des nanomatériaux à l’intérieur du corps, ainsi que sur la rétention à l’intérieur des organes.

Nanoparticules: absence de dispositif réglementaire en France

Il n’existe pas en France de dispositif réglementaire relatif à la protection des opérateurs pouvant être exposés aux nanomatériaux manufacturés et plus spécifiquement aux nanoparticules.

Les employeurs qui doivent mettre en oeuvre les mesures de protection et de sécurité de leurs travailleurs ne trouvent dans la législation française qu’une partie des éléments leur permettant d’atteindre leur obligation de résultats.

Le guide de bonnes pratiques pour l’utilisation des nanomatériaux, élaboré par un groupe d’experts fournit des éléments complémentaires à l’employeur pour remplir ses obligations.

Nanoparticules: état des lieux

  • Nous manquons d’outils métrologiques fiables pour caractériser l’exposition des travailleurs et des populations riveraines, il existe peu de méthodes pour évaluer l’exposition à un poste de travail.
  • La connaissance des effets des nanomatériaux sur la santé de l’homme est très incomplète.
    Il faut considérer qu’il s’agit d’un niveau de danger inconnu.
  • Qu’en est-il de l’efficacité des équipements de protection individuelle pour les nanomatériaux, en condition réelle d’utilisation?
  • A propos des fiches de données de sécurité, FDS:
    seulement quelques entreprises fournissent des informations sur les propriétés spécifiques des nanomatériaux, sur les mesures à prendre pour limiter l’exposition aux nanoparticules.

Performance des moyens de protection actuels pour les nanoparticules

L’évaluation en laboratoire de la pénétration des particules de graphite de taille nanométrique montre que les filtres qualifiés de quelques micromètres jusqu’à 150 nm, utilisés pour la filtration de l’air des locaux et les cartouches de masque se révèlent efficaces jusqu’à 2 nm.

En deçà de 2 nm, aucun résultat n’est disponible vis-à-vis de l’efficacité de la filtration.

En revanche, les filtres en média filtrant électrostatiques utilisés pour les masques ont besoin d’être requalifiés pour l’exposition à des nanoparticules de taille d’environ 30 nm.

Dans le cas des vêtements de protection: la fibre coton est à proscrire au profit des matériaux non-tissés qui donnent de meilleurs résultats. Les quantités de nanoparticules qui traversent les gants sont faibles mais non négligeables.

Ces résultats doivent être confirmés en condition réelle d’utilisation.

Méthode utilisée par l’Afsset

Les experts se sont appuyés sur la littérature scientifique nationale et internationale.

Une enquête a été conduite par l’afsset par le biais de questionnaires, auprès d’établissements concernés par la problématique des nanomatériaux:
entreprises industrielles, laboratoires privés, laboratoires de recherche.

Les résultats de cette enquête ne peuvent pas être considérés comme représentatifs du panorama global du secteur des nanomatériaux en France.

L’ensemble des questionnaires retourné a permis de recenser 146 nanomatériaux:
63 dans les établissements industriels et

Industriels

  • Seul un petit effectif d’entreprisesa répondu à l’enquête:
    • 143 industriels ont été interrogés, seuls 27 industriels ont répondu.
    • 63 nanomatériaux ont été recensés.
  • Productions de nanomatériaux concernés par cette enquête:
    • alumine, carbonate de calcium, silice, oxydes de cérium et fer, oxyde de titane, oxyde de zinc, argiles, nanopoudres de carbone, polymères avec nanotubes de carbone.
  • Protections collectives relevées au cours de cette enquête:
    • confinement
    • processus en vase clos
    • aspiration à la source
    • encoffrement capotage
    • ventilation générale
    • recyclage de l’air
    • filtration de l’air pollué
    • hottes
    • BAG
    • procédés techniques de limitation de la dispersion
    • locaux en dépression.
  • Port d’équipements de protection individuelleet mesures individuelles:
    • blouses ( pas choisies spécifiquement pour protéger contre des nanomatériaux),
    • gants ( sans relation établie avec le caractère nanométrique des matériaux mis en oeuvre),
    • lunettes,
    • appareils de protection respiratoire ( le plus souvent classes 2 ou 3, voire appareils respiratoires isolants.

Laboratoires de recherche

  • 53 établissements ont répondu dont 25 établissements de recherche.
    83 nanomatériaux ont été recensés.
  • Familles de nanomatériaux:
    dioxyde de titane, nanotubes de carbone, oxyde métallique, silice, argile, polymère, quantum dots, nanopoudres de carbone, matériaux composites, zinc, argent, aluminium, cuivre.
  • Moyens mis en oeuvrepour garantir la sécurité des travailleurs dans les labratoires de recherche
    • Mesures organisationnelles:
      diminution du nombre de travailleurs potentiellement exposés,
      diminution du temps d’exposition des travailleurs,
      recherche de produits de substitution.
    • Protections collectives:
      hotte aspirante, système d’aspiration à la source, confinement de l’installation.
    • Protections individuelles:
      gants, lunettes, , masque filtrant.

Synthèse des guides de bonnes pratiques pour l’utilisation des nanomatériaux

Selon l’afsset: 2 rapports doivent être évoqués:

Approche proposée par l’industrie chimique allemande: guide du BAUA-VCI allemand
Ce rapport constate que les nanomatériaux actuellement fabriqués à l’échelle industrielle se présentent le plus souvent sous la forme d’agrégats et d’agglomérats plutôt que sous forme de particules isolées.

La mise en oeuvre des nanomatériaux doit obéir aux dispositions réglementaires sur la prévention du risque chimique.

5 étapes pour la stratégie générale de prévention

  • Recueil de la documentation la plus actuelle sur les sources de danger ( propriétés physico-chimiques, quantités, toxicité), moyens de protection et leur efficacité, surveillance médicale et toutes données utiles dans le domaine de l’hygiène et de la sécurité.
  • Evaluation des risques.
  • Mise en oeuvre des moyens de protection:
    substitution, confinement, protections collectives, mesures organisationnelles, moyens de protection individuelle, suivi médical).
  • Vérification de l‘efficacité des moyens de protection.
  • Traçabilité des évaluations de risque:
    du fait de l’absence de valeurs limites d’expositions professionnelles, il est important de recueillir et conserver toutes les informations pertinentes pour l’évaluation de l’exposition potentielle des travailleurs,
    produits et quantités manipulés, moyens de prévention mis en oeuvre, organisation du travail, mesures d’ambiance.
    Ainsi pourra être réalisée ultérieurement une véritable évaluation quantitative du risque.

Les auteurs soulignent que les valeurs limites d’exposition établies pour les poussières de dimension micrométriques ne sont probablement pas adaptées aux poussières nanométriques.
L’objectif doit donc être de minimiser l’exposition en attendant que des normes spécifiques aux poussières nanométriques soient établies.

Moyens de prévention mis en oeuvre suivant l’ordre de priorité classiquement décrit pour la prévention des risques chimiques en général.

  • Substitution:
    • privilégier les nanoparticules en phase liquide, liées à des substrats ou incorporées à des matrices plutôt que sous forme de poudres sèches.
  • Mesures de protection technique:
    • confinement, captation des polluants à la source, filtration de l’air extrait, maintenance correcte des dispositifs d’extraction et de filtration, utilisation de filtres à très haute efficacité, nettoyage des locaux.
  • Mesures organisationnelles:
    • limitation des personnes exposées et des durées d’exposition.
  • Equipements de protection individuelle.
  • Prise en compte du risque d’explosiv ité:
    • la taille nanométrique des particules leur confère des cinétiques d’oxydation très rapides menant à des explosions plus violentes que celles initiées par leurs homologues micromètriques.
  • Prévention contre les risques associés:
    • solvants, autres produits dangereux.
  • Formation spécifique de personnel aux risques des nanomatériaux.

Moyens de mesure des nanoparticules dans les ambiances de travail

  • Intérêt de mesurer des concentrations en nombre ou en surface plutôt que des concentrations en masse.
  • Absence de protocoles de mesures standardisées.
  • SMPS, compteurs à noyau de condensation,
    Ce moyen est présenté comme l’appareil le mieux à même de donner des résultats pertinents sur les niveaux d’exposition aux postes de travail.

Principe de l’analyse de mobilité électrique SMPS: Sequential mobility particle sizer

La mobilité électrique d’une particule chargée est une grandeur physique qui la caractérise.

Une sélection selon la taille des particules peut être réalisée.

Technique de comptage:
on fait transiter les particules dans une zone chauffée riche en butanol gazeux, située à l’entrée du compteur.
En aval de cette zone, diminution de la température, ce qui fait que l’alcool se condense en formant une gouttelette autour de chaque particule, la particule devient alors optiquement décelable.

La particule joue ici le rôle de noyau de condensation.

Rapport édité par le Bureau Britannique de Standardisation BSI

Dans la partie traitant des questions d’hygiène, de sécurité

Il est précisé que les connaissances sur la toxicité de ces matériaux sont beaucoup trop lacunaires pour qu’une véritable évaluation quantitative des risques puisse aboutir notamment à la fixation de valeurs limites d’exposition garantissant un risque minime d’effets néfastes sur la santé des travailleurs.

Les auteurs soulignent que les nanoparticules sont présentes depuis toujours dans l’environnement ou depuis de nombreuses années dans le monde du travail, exposant des millions de personnes sans qu’elles présentent des effets néfastes apparents sur la santé.

Pour quatre types de nanoparticules, le guide britannique propose des valeurs limite d’exposition qui s’inspirent des valeurs établies actuellement pour les particules plus grosses.
Dans certains cas, le guide propose que les valeurs limites d’exposition soient fixées à un niveau plus faible, du fait qu’un matériau sous forme nanométrique peut-être plus dangereux que sous forme micrométrique.

  • Matériaux fibreux
    Le guide suggère d’adopter les valeurs limites d’exposition professionnelle (VLEP) déjà en vigueur pour les fibres ( longueur supérieure à 5µ, rapport longueur/largeur > 3.
    En Grande Bretagne cette VLEP est fixée à 0,01 fibre/ml.
  • Nanomatériaux CMR ( cancérogènes, mutagène ou toxiques pour la reproduction).
    Le guide suggère d’adopter des VLEP dix fois inférieures à celles en vigueur actuellement, considérant que sous forme nanométrique ces matériaux peuvent avoir une solubilité et donc une biodisponibilité accrue.
  • Nanomatériaux insolubles
    Le guide reprend les propositions de recommandations du NIOSH
    Dioxyde de titane: 1,5 mg/m3 pour les particules fines
    Dioxyde de titane: 0,1 mg/m3 pour les particules ultrafines.
    Il s’agit de concentrations exprimées en masse, en attendant que d’autre méthodes de mesure soient validées.

    • Le BSI propose qu’une démarche similaire s’applique à d‘autres matériaux insolubles en pondérant les VLEP existantes par un facteur 0,066.
      Autre proposition de valeur limite:
      limite inférieure de 20 000 particules par millilitres, pourrait être une valeur de référence pour les nanoparticules insolubles.
  • Nanoparticules solubles
    Pour les matériaux très solubles quelles que soient leur forme, il est peu probable que les particules nanométriques présentent une biodisponibilité supérieure à celles de particules plus grosses.
    Il est proposé d’appliquer un facteur de sécurité de 0,5.

Principes de nano-sécurité

Ces principes ont été développés par le groupe d’experts pour prévenir les risques potentiels liés aux nanomatériaux.

  • Principe STOP comme stratégie de priorité dans les mesures de prévention:
    Substitution, Technologie, Organisation, Protection.
  • Signaler les risques «nano-objets» en fonction de 2 niveaux:
    faible ou fort risque d’aérosolisation et/ou de dispersion.
  • Archivage et traçabilité des informations concernant l’exposition résiduelle et les conditions de travail des salariés.
  • Evaluer l‘exposition résiduelle par inhalation des opérateurs:
    mesurage de l’ambiance des locaux ou du personnel.
  • Suivi médical et formation des travailleurs:
    ces examens médicaux pourraient constituer une source de données utiles pour la réalisation d’études épidémiologiques ultérieures.
  • Mise en application des moyens de prévention:
    règles en vigueur relatives au transport des marchandises dangereuses.

L’afsset recommande de créer une base de données permettant de répertorier les principales utilisations de nanomatériaux sur le territoire français: types, quantités de nanomatériaux utilisés, nombre de travailleurs exposés, moyens de prévention mis en place, etc. Le règlement REACH n’est pas spécifique aux nanomatériaux.

Base de données des transformateurs et développeurs de nanomatériaux

Site de la base de données des acteurs des nanomatériaux

Sur ce site internet il est possible d’effectuer une recherche géographique ou par savoir faire, et d’accéder à une cartographie de ces établissements transformateurs et développeurs des nanomatériaux.

L’adhésion à cette base de donnée relève d’une démarche volontaire.

Rapport de l’Afsset

Consulter l’intégralité du rapport de l’anses


Vous pouvez lire également les articles suivants :

 

Sites Internet conseillés :


Soyez le premier à commenter cet article

Laisser un commentaire