Généralités
Nano vient du grec nanos qui signifie nain. Utilisé comme préfixe devant une unité de mesure, il en exprime le milliardième. Le nanomètre (en abrégé nm) est donc égal à un milliardième de mètre. Les nanoparticules sont des assemblages d’atomes ou de molécules ayant une dimension au moins inférieure à 100 nanomètres. À cette échelle, la matière présente souvent des propriétés physiques et chimiques spécifiques :
- Ces particules généralement incorporées en petite quantité, dans la masse ou en surface de matériaux existants améliore leurs caractéristiques physiques ou chimiques.
- Les résistances mécaniques, la conductivité thermique ou électrique deviennent souvent plus importantes que celles de leurs homologues courants, les micro structurés qui sont mille fois plus gros.
La nanotechnologie apporte des solutions à toute une série de problèmes actuels par le biais de matériaux, de composants et de systèmes miniaturisés, plus légers, plus rapides et plus efficaces. Il est donc possible de réaliser des produits qui économisent des ressources et réduisent les déchets par unité produite. Mais il résulte de la demande croissante pour ces produits une production importante de déchets dont la toxicité sur l’homme et les dégâts causés à l’environnement demeurent à l’heure actuelle de grands inconnus.
« La rapidité avec laquelle les innovations contemporaines se succèdent ne laisse aucun répit, d’où une désorientation sociale et psychologique sans précédent dans l’Histoire. »
Citation de Bernard Stiegler dans son ouvrage ‘’La Technique et le temps, la désorientation (1996)’’ : Ces inventions sont-elles utiles ? Les procédés de fabrication sont-ils propres ?
Les nano technologie comme les OGM et les ondes inspirent des craintes chez les citoyens, mais, peut-on s’opposer au progrès de la science ? Peut-on ignorer les gisements d’emplois qu’offre l’application de ces innovations? Peut-on ignorer leurs bienfaits sur le plan médical ?
Les thuriféraires de ce nano monde envisagent des produits plus petits, plus légers, moins chers, des communications plus rapides, des ordinateurs plus performants, des traitements médicaux plus ciblés et plus efficaces. Mais le sujet n’a pas créé l’unanimité des participants au groupe 3 du Grenelle : « Instaurer un environnement respectueux de la santé ». Il est clair que ce n’est pas raisonnable d’occulter les risques d’exposition sanitaire que représentent certaines de ces particules pour l’homme et les écosystèmes. En mars 2010 l’Agence Française de Sécurité Sanitaire de l’Environnement et du Travail (AFSSET, fusionné récemment avec l’AFFSA ) avait identifié 246 produits finis disponibles sur le marché français, dont 17 dans l’alimentation, 69 dans les produits de cosmétique et d’hygiène et 24 dans les fournitures de maison.
Les derniers inventaires, sans doute pas exhaustifs, font état d’environ 800 produits commercialisés dans le monde contenant des nano particules. (Source : Woodrow Wilson Institute for Scholars). Les marchés liés au développement de ces technologies devraient atteindre au niveau mondial, selon certaines sources, entre 450 et 1 850 milliards d’euros d’ici à 2015 (à titre de comparaison, le marché mondial de l’automobile représenterait 1100 milliards d’euros), et génèreraient quelques deux millions d’emplois nouveaux.
Paradoxalement, ce développement rapide se fait sans que des membres de la société civile aient connaissance du terme nanotechnologies et de leurs caractéristiques. Rares sont les citoyens français qui possèdent une connaissance du sujet suffisante pour œuvrer en matière de pédagogie dans ce domaine. Les opportunités de fabrication qu’offrent ces nouvelles productions font que des nano éléments sont intégrés à un nombre croissant d’entre eux sans que l’on soit en mesure d’évaluer les risques potentiels de leur usage, à moyen et long terme.
Les méthodes d’évaluations toxicologiques d’identification de ces molécules, de leur composition et de leur concentration sont inadaptées pour mesurer les risques inhérents à l’inhalation, l’ingestion ou l’adsorption cutanée de ces matériaux.
La recherche est en marche pour permettre de comprendre leur devenir lorsqu’elles pénètrent l’organisme, par voie respiratoire, cutanée ou ingestion, ainsi que les réactions qu’elles provoquent dans le corps humain et la manière dont elles sont éliminées.
Des spécialistes français de l’impact sanitaire des pollutions particulaires tels l’INERIS et l’INSERM mènent des études depuis plusieurs années sur les aspects métrologie, toxicité, et sécurisation des procédés ainsi que des postes de travail, mais des progrès importants restent à réaliser.
Actuellement, il n’existe aucune réglementation, ni guide de bonnes pratiques destiné à l’usage de l’industrie pour la conception de postes de travail pour des opérateurs qui manipulent des nano particules.
En l’état actuel du volet sécurité, l’INSERM propose une démarche intéressante ; la certification volontaire, basée sur une association de deux types d’actions :
- La première repose sur la certification du poste de travail et des installations, délivrée par un comité ad hoc suite à un audit.
- La deuxième consiste en une habilitation de l’opérateur prouvant qu’il a des connaissances des risques encourus et des mesures de prévention, ainsi que des bonnes pratiques à son poste de travail.
Il nous semble impossible sur le plan mondial de freiner la création de ces nouveaux produits. En conséquence, pour bénéficier de ces innovations dans un milieu compatible avec le Développement Durable les pistes d’actions suivantes sont à encourager :
. L’application généralisée du concept de «Responsabilité Sociale et Environnementale» dans les entreprises afin de préserver la santé de leurs salariés. Cela implique principalement un renforcement des CHSCT, et la transparence de l’information auprès des salariés.
. La mise en place de filières de «Responsabilité Elargie des Producteurs» avec création d’éco organismes chargés du recyclage et de l’élimination de produits contenant des nano éléments.
. La transparence de l’information à tous les stades du cycle de vie concernant les risques inhérents à l’exposition et la consommation de ces produits. Comme dans le cas des médicaments un étiquetage ou des notices adéquates doivent accompagner les produits destinés à l’utilisation ou la consommation du public.
A terme Il paraît indispensable de recenser les produits contenant des nano particules et de créer une base de données avec une nomenclature normalisée. Cela implique une harmonisation des réglementations nationales et européennes et l’adaptation du règlement REACH pour permettre l’expertise, la gestion et l’analyse du risque dans ce domaine en pleine évolution.
La législation concernant REACH est applicable à la fabrication, la commercialisation et l'utilisation de substances dans les produits et préparations chimiques. Cela suppose que les fabricants, les importateurs et les utilisateurs s'assurent que les substances manipulées ne nuisent pas à la santé humaine ou à l'environnement. Si cela s’avère insuffisant à l'évaluation de la substance, l'Agence européenne des produits chimiques peut demander tout type d'informations sur la substance, indépendamment des informations minimums requises par REACH. Dans le cadre de REACH, les fabricants et les importateurs doivent soumettre un dossier d'inscription concernant la sécurité chimique des substances fabriquées ou importées représentant un volume supérieur ou égal à 1 tonne par an. Les nanoparticules manufacturées sont souvent produites en faible quantité (le rapport de l’Afsset de juillet 2008 estime que 50 % des entreprises françaises spécialisées dans les nanotechnologies ont une production inférieure à 750 kg/an).
Applicable aux produits et molécules chimiques traditionnels, REACH ne différencie pas les substances à l’état nano particulaire de leurs homologues de plus grande taille, malgré des propriétés physiques et chimiques qui peuvent être distinctes. Ex : Le dioxyde de titane, enregistré sous cette unique appellation, peut être mis sur le marché sous différentes formes avec des propriétés différentes. Ainsi, actuellement, des produits issus de nano technologies peuvent échapper à l’évaluation et l’enregistrement imposés par REACH mais seront intégrer à la procédure en 2012.
Quelques applications
En science
Le microscope à effet tunnel
En industrie
. Des nano matériaux trouvent déjà une place courante dans les ordinateurs, les matériaux composites des satellites et des avions, les voitures, dans les panneaux photovoltaïques, les téléphones portables et bien d’autres applications électroniques.
Et le progrès continue. Un groupe de chercheurs du Commissariat de l’énergie atomique et du CNRS a mis au point un transistor organique auquel ils ont ajouté des particules d’or de taille différentes.
Un transistor classique réagit d’une manière binaire : par un « oui » ou par un « non ». Selon l’amplitude du signale en entrée, il laisse passer le courant.
Ce nouvel ensemble est capable de s’adapter à différentes stimulation. Il peut tenir compte de la nature du signale électrique reçu- comme le nombre d’impulsions, et réagit à la répétition des stimulations. Du coup, ce composant permet de codée l’information autrement que par des 0 et 1, offrant plus de liberté de programmation et la possibilité de réduire le nombre de transistors nécessaires pour des opérations identiques.
. Un béton nano structuré sèche trois fois plus rapidement qu’un béton ordinaire,
. Une raquette de tennis renforcée par des nanotubes de carbone est à la fois plus légère, plus souple et plus résistante
En santé
Les nano technologies et nano biotechnologies contribuent au développement de produits innovants.
. Les tests de grossesse constituent aujourd’hui le premier marché pour les nanotechnologies en santé. Les nano particules d’or permettent d’attraper les molécules de l’hormone de grossesse et de les fixer en quelques minutes seulement sur la bandelette test.
. Les propriétés de nano cristaux d’argent constituent une barrière anti microbienne très efficace utilisées par les fabricants de pansements.
. Des nano composés associés à d’autres molécules, peuvent être mis à profit pour transporter dans l’organisme des médicaments ou
. Dotées de propriétés comme la fluorescence peuvent servir de marqueurs qui, introduits dans l’organisme, permettent de mieux identifier et cibler les molécules ou les cellules que l’on souhaite observer.
. Les formes traditionnelles d’administration des médicaments ne sont plus adaptées aux nouvelles molécules à fort potentiel thérapeutique qui nécessitent d’être acheminées vers les cellules ou tissus malades en les encapsulant dans des structures creuses nano métriques vers le site de leur action, cellules ou tissus, comme dans le cas d’ une tumeur. C’est pourquoi la vectorisation de médicaments, c’est-à-dire leur acheminement par des véhicules tels que les protéines ou les liposomes, est un enjeu majeur. Les nano technologies sont appelées à y jouer un rôle important, en protégeant la molécule et en contrôlant sa libération. Il est déjà possible d’améliorer la solubilité de certains médicaments et leur capacité à cibler plus spécifiquement les cellules. Ce principe est appliqué avec succès dans plusieurs approches thérapeutiques, notamment dans le traitement du cancer en particulier.
L’injection de nano particules magnétiques dans des tumeurs et qui sont ensuite activées par un champ magnétique externe sont capables de détruire par effet thermique des cellules cancéreuses ciblées.
- Les nanotechnologies sont également utilisées dans les vaccins. C’est la création de virosomes, qui sont des pseudo-particules virales dépourvues de tout matériel génétique et qui se comportent comme antigènes vaccinaux. Plusieurs vaccins de ce type sont déjà sur le marché, notamment les vaccins anti-papillomavirus, qui visent à prévenir certains cancers du col de l’utérus.
- En tant que composant de matière au contact d'aliments : barquette de salade recyclable et compactable :
L’emballage doit être suffisamment inertes pour ne pas céder aux denrées des constituants en une quantité susceptible de présenter un danger pour la santé humaine, ou
Entraîner une modification inacceptable de la composition des denrées, ou
Produire une altération de leur qualité organoleptique.
La seule dérogation à ce principe concerne les matériaux actifs, qui peuvent relarguer des additifs autorisés par ailleurs pour l’ajout aux aliments.
Réglementation des aliments
L’utilisation des nanotechnologies dans les aliments et les matériaux au contact de ceux-ci est couverte par la réglementation communautaire actuelle et les différents systèmes d’autorisation préalables à la mise sur le marché. Toute nouvelle formulation sous forme nano doit faire l’objet d’un dossier déposé auprès des autorités afin qu’une évaluation démontrant son innocuité puisse être conduite par une agence sanitaire. La décision d’autorisation n’est prise par les autorités qu’en présence de telles données.
Cette couverture implicite est progressivement renforcée par l’introduction de dispositions explicites (comme pour les additifs) et une révision en cours du règlement relatif aux nouveaux aliments et aux nouveaux ingrédients alimentaires (novel food, CE n° 258/97) devrait également imposer une nouvelle évaluation à toute formulation sous forme de nano matériaux. Ces différentes dispositions font du domaine alimentaire un des domaines pour lequel la protection réglementaire est la plus avancée.
À ce jour, l’indication sur l’étiquetage de la forme nano n’est pas obligatoire bien que souvent revendiquée sous la forme d’une allégation marketing. Dans le projet de révision du règlement sur les nouveaux aliments, il est précisé qu’un étiquetage additionnel peut être exigé selon une approche au cas par cas. Le Parlement européen a demandé (dans sa résolution du 25 mars 2009) qu’il soit obligatoire pour la forme nano des ingrédients. La Commission et le Conseil réfléchissent, quant à eux, à un examen des conditions de l’autorisation et des règles d’étiquetage au cas par cas. Les discussions se poursuivent actuellement.
En soins de beauté
. Des nanoparticules sont présentes dans de nombreux produits cosmétiques : les dioxydes de titane et de fer et des oxydes de zinc, d’argent et d’or. Toutes les catégories de produits (crèmes, gels, lotions, savons…) peuvent en contenir.
En se qui concerne l’évaluation des risques, l’Afssaps précise que les outils analytiques appropriés sont insuffisamment pertinents pour quantifier ces nanoparticules et mesurer leur biodégradabilité.
Il n’existe actuellement aucune méthode d’essai in vitro validée pour évaluer la toxicité à long terme des nanomatériaux. L’Afssaps s’interroge sur le devenir des nanoparticules en cas d’accumulation dans les follicules pileux et sur le risque lié aux applications sur une peau lésée.
Comme agent de dépollution de l’eau
Dans les cours d’eau en surface, et les sources souterraines, les nanotechnologies peuvent apporter des solutions pour améliorer la qualité de l’eau.
La pollution de nappes phréatiques est souvent difficile à localiser ou trop profonde. Certains contaminants sont peu mobiles, peu solubles et denses et se déplacent vers le fond de la nappe ce qui empêche qu’un traitement économiquement viable soit possible. Les techniques classiques de dépollution (pompage, traitement en surface…) coûtent cher et sont d’une efficacité faible.
Des membranes céramiques sont actuellement utilisées pour filtrer et fournir de l’eau potable. Les nano pores éliminent bactéries et virus.
Les propriétés des nanoparticules, telles que leur rapport surface volume ou encore leurs capacités d’interactions de surface, constituent une perspective favorable d’amélioration de la qualité de l’eau.
Des filtres à base de nanotubes de carbone sont en cours de développement afin d’améliorer le rapport efficacité et prix, des nano filtres.
Des résultats intéressants contre des contaminants organiques et inorganiques ont été obtenus avec des nano particules de fer et des autres adsorbants de taille nanométrique mais demandent à être confirmés
Les particules de fer sont également étudiées pour la dégradation des polluants organiques récalcitrants comme les hydrocarbures et certains xénobiotiques : des chlorés et nitrés très toxiques et persistants dans l’environnement, de source exclusivement anthropique, qui se trouvent dans certaines zones industrielles et agricoles
Des expérimentations utilisant des nano particules d’oxyde de fer pour absorber l’arsenic naturellement contenu dans l’eau de certaines régions tropicales comme le Bangladesh sont en cours. Ce sont des techniques à la croisée entre dépollution et fourniture d’eau potable.
Des produits pharmaceutiques et vétérinaires en provenance d’établissements sanitaires, ou dans les excréments humains ou animales rejetés dans les égouts, ou directement dans les cours d’eau, sont des éléments polluants qu’l est possible d’éliminer par des nanotechnologies.
La vie aquatique à l’embouchure de la Seine et d’autres rivières est perturbée. Dans certains bancs de poissons les mâles sont féminisés. La filtration par des nano filtres permet d’éliminer ces impuretés et rendre l’eau propre.
La toxicité par voie aérienne
Les données dont on dispose actuellement sur la toxicité des nanoparticules proviennent en partie des études épidémiologiques et expérimentales sur les particules fines et ultrafines de la pollution atmosphérique et les études expérimentales portant sur les nanoparticules manufacturées telles que les nanoparticules d’oxyde de titane, de noir de carbone, les nanotubes de carbone…
De manière générale, la toxicité des nanoparticules sur l’ensemble de l’organisme (systémique) est encore insuffisamment explorée.
La transparence, une démarche essentielle du progrès :
Dans un contexte d’inquiétude et d’incertitude sur la nocivité pour les vivants de toutes ces innovations de l’homme, il convient de mettre science et technologie en démocratie, et créer un climat de questionnement permanent.
L'information des Français
Les aspects sociaux tels l’information du public et la communication sur la santé, les problèmes environnementaux et l’évaluation des risques constituent des facteurs clés du développement durable de la nanotechnologie et de la concrétisation des attentes des citoyens. La confiance du public et des investisseurs dans la nanotechnologie est cruciale pour son développement à long terme.
Les études publiées par l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) et le Conseil Economique et Social (CES) constituent les premières étapes institutionnelles d’une telle démarche.
Une bonne gouvernance consiste à engager un processus de participation avec le public pour débattre de problèmes de société qui les concernent avant de prendre des décisions.
Ce débat mené en France a été une des premières étapes entreprises par le gouvernement et nécessitait que le débat public se poursuive et s’amplifie.
Malheureusement, des opposants minoritaires, dans un déni de démocratie, ont empêché le dialogue de se poursuivre.
A propos de ces agissements nous ne pouvons qu’exprimer des regrets !
Enquête auprès des entreprises
Dans une étude récente, Novethic, filiale de la Caisse des Dépôts et Consignations constate que moins de la moitié des entreprises européennes utilisant des nanomatériaux communiquent sur le sujet, et seulement une infime proportion le fait de manière transparente.
Il reste d’importants progrès à faire !
Réf :
1.Les recommandations de l’Afsset (fusionné avec Affsa dans Anses)
Groupe de Travail « Nanomatériaux - exposition du consommateur et de l’environnement »
Mars 2010
www.affset.fr
2. Débat public (RF)
Les 61 Cahiers d’Acteurs rédigés pour le débat public sur les nanotechnologies organisé en France, d’octobre 2009 à février 2010 :
www.debatpublic-nano.org/documents/liste-cahier-acteurs.html
3. Nanotechnologies et santé
Un dossier du CNRS avec animations pédagogiques :
www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosnano/
4. Novethic
Nano technologies : Risques, opportunités ou tabous, Quelles communication pour les entreprises européennes, Etude RSE (Sept 2010)
www.novethic.fr
En anglais
5. État des lieux des définitions des nanomatériaux dans le monde par le Joint Research Center de l’Union Européenne :
http://ec.europa.eu/dgs/jrc/downloads/jrc_reference_report_201007_nanomaterials.pdf
6. Le site officiel des industriels producteurs des nanotechnologies
www.nanotechia.org
Commentaires