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RÉSUMÉ
Les nanotechnologies, comme toute évolution scientifique et technologique, représentent une avancée considérable, cependant leurs expansions présentent aussi de nouveaux risques qu’il est nécessaire de prévenir. Cet article recense les principales sources de nanomatériaux manufacturés et les risques qu’ils comportent pour les humains dans le monde professionnel. Il est possible de définir les catégories des personnes à risque grâce aux informations données sur la détection et le mesurage, les modes de contamination, l’identification des risques. Il en découle toute une série d'acions de prévention et de protection qu'il convient de mettre en oeuvre.
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Barbara GOUGET : Docteur-ingénieur en chimie-biologie - Chercheur et chef du groupe Toxicologie humaine et environnementale - Laboratoire Pierre-Süe (CEA/CNRS UMR 9956)
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Marie CARRIÈRE : Docteur-ingénieur en biologie - Chercheur du groupe Toxicologie humaine et environnementale - Laboratoire Pierre-Süe (CEA/CNRS UMR 9956)
INTRODUCTION
Bien que les nanotechnologies visent un bénéfice certain (nous pouvons citer leur utilisation en médecine ou dans la décontamination de sols pollués par exemple), toutes les évolutions scientifiques et technologiques sont susceptibles de générer de nouveaux risques. Les nanotechnologies sont une des sources de production de nanomatériaux – objets de taille nanométrique. L'impact des nanomatériaux sur l'Homme et sur l'environnement est aujourd'hui mal connu. Les produits fabriqués par les nanotechnologies sont pourtant de plus en plus présents dans notre vie quotidienne et aux postes de travail.
Ce document recense les principales sources de nanomatériaux manufacturés. Leur description permet de définir les catégories des personnes à risque et fait le point sur l'état actuel des connaissances sur les risques des nanoparticules pour la santé et la sécurité. Il renseigne sur des mesures concrètes de prévention et de protection mises en place ou recommandées dans le cadre d'une exposition professionnelle. Enfin, les principales techniques utilisées en nanométrologie sont répertoriées.
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2. Synthèse des nanomatériaux
Deux approches de synthèse de nanomatériaux peuvent être identifiées. La première consiste à construire les nanomatériaux à partir de briques élémentaires, atomes ou molécules, c'est l'approche bottom-up. La seconde consiste à fractionner un édifice micrométrique en petites unités nanométriques, c'est l'approche top- down (figure 1) (voir Nanomatériaux. Synthèse et élaboration [M 4 026]).
2.1 Nanoparticules, nanopoudres et nanotubes
Un des procédés classiques permettant l'obtention de nanoparticules est la synthèse chimique en phase liquide. C'est une approche de type bottom-up, qui consiste à mettre les réactifs en présence en phase aqueuse, les nanoparticules s'autoassemblent et croissent, éventuellement sous l'impulsion d'une modification des paramètres physico-chimiques de la solution (augmentation de pH, température, concentration...). La difficulté de ces procédés de synthèse réside dans le contrôle de la taille de la particule produite. Un des moyens pour s'en affranchir consiste en l'addition d'un surfactant qui s'organise autour de la particule, en limite la croissance et la stabilise. Un autre moyen est l'utilisation de nanoréacteurs, gouttelettes de microémulsions au sein desquelles la réaction de synthèse a lieu. Ces procédés sont très puissants pour synthétiser des nanopoudres de composition et structure uniforme.
Les nanoparticules et nanopoudres peuvent aussi être obtenues par des méthodes de synthèse physique, qui consistent à apporter le réactif sous forme solide (métal), liquide ou gazeuse (aérosol). Par l'action d'une source de chaleur, d'un plasma ou d'un laser, ce réactif est réduit sous forme de nanopoudre. Une nucléation homogène apparaît, suivie de la condensation et de la croissance. Les particules sont alors collectées à la surface du réacteur de synthèse. La limite de ces procédés est la tendance des nanoparticules à s'agglomérer du fait de forces adhésives importantes....
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Synthèse des nanomatériaux
ANNEXES
Le marché est en pleine expansion (figure ). Parmi les nanomatériaux répertoriés comme étant en phase de production industrielle, nous pouvons donc citer le dioxyde de titane, l'oxyde de zinc, la silice, le noir de carbone, les nanotubes de carbone.... Le tonnage de nanomatériaux produits industriellement dans les années futures devrait être au moins multiplié par dix à l'horizon 2020. La production estimée en 2010-2020 devrait atteindre 104 à 105 t par an en fonction du type de nanomatériaux.
Le marché mondial des nanotechnologies...
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