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RÉSUMÉ
L’emploi massif des nanoparticules dans notre quotidien pose la question des conséquences sanitaires d’une nouvelle exposition dont on ignore l’impact éventuel. Après une description rapide de l’essor des nanomatériaux dans notre société, l’article vise à présenter les formes et modes d’exposition ainsi que les méthodes de caractérisation des émissions dues à l’usure des nanomatériaux, qui permettent de mieux prendre en compte les effets potentiels sur la santé. En fin d’article, une présentation rapide des pistes permettant d’assurer une nanosécurité est proposée contenant les principaux concepts pour prévenir ou limiter les expositions.
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The recent massive first-time exposure to nanoparticles in our daily lives raises the issue of possible health hazards and their assessment. After a description of the growing use of nanomaterials, the article presents the different exposure typologies and the methods used to characterize emissions caused by nanomaterial wear, which could improve prevention of potential adverse health effects. The last part describes nanosafety methods to prevent or limit release.
Auteur(s)
-
Martin MORGENEYER : Docteur ingénieur, HDR, enseignant chercheur - Sorbonne Université, laboratoire TIMR, Compiègne, France - Président du groupe de travail Caractérisation de Systèmes Particulaires de la Fédération européenne de génie chimique (EFCE)
-
Christophe BRESSOT : Docteur en chimie - Ingénieur études et recherche à l’Insitut national de l’environnement industriel et des risques (INERIS), Verneuil, France
INTRODUCTION
Caractériser les émissions de nanomatériaux est un objectif complexe à atteindre. S’agit-il d’émissions dans l’eau ou dans l’air ? Quelles sont les formes, les tailles, les compositions des objets émis ? Comment caractériser les expositions ? Quelle sollicitation des nanomatériaux donnant lieu à des émissions peut-on envisager ? Quelle voie d’exposition peut-on suspecter ou bien quelle toxicité peut avoir la nanoparticule émise ? À toutes ces questions générales s’ajoutent des difficultés techniques portant sur la caractérisation des émissions : l’outil universel capable de décrire de manière exhaustive les objets émis quelle que soit leur taille ou leur forme n’existe pas encore.
Ainsi, après une description la plus complète possible de l’usage des nanomatériaux dans notre société, le présent article vise à décrire l’état de l’art sur la caractérisation des nanoparticules émises tant d’un point de vue des méthodes traditionnelles que des dernières avancées technologiques. La voie d’exposition par inhalation est généralement considérée comme étant la principale. Les méthodes de caractérisation des aérosols sont par conséquent particulièrement développées dans cet article. Les appareils capables de telles caractérisations sont décrits, leurs limites lorsqu’elles existent sont également évoquées. Comme les expositions aux nanoparticules sont de plus en plus sources d’inquiétudes, l’article présente également les grands principes de la nanosécurité. Ainsi tous les industriels intéressés par le sujet peuvent à terme s’approprier ces notions afin de limiter voire supprimer les relargages éventuels dus à des nouveaux matériaux.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
wear | nanoparticles | nanosafety | usure
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2. Méthodes de caractérisation des nanomatériaux
La caractérisation des nanomatériaux manufacturés présente de multiples défis : d’une part, il s’agit d’une caractérisation à différentes échelles, à savoir l’échelle macroscopique, échelle à laquelle le nanomatériau est utilisé dans la vie réelle, mais également à l’échelle microscopique ou nanométrique. Les méthodes de caractérisation doivent donc aussi couvrir un très large spectre, allant de tests liés à l’utilisation et au comportement mécanique, tels que des tests de traction, de fracture, de dureté, d’angles de contact, etc, aux tests qui comprennent la microscopie à électrons, particulièrement à balayage électronique, la microscopie à force atomique, la diffraction de neutrons, la diffraction de rayons X, la spectrométrie de fluorescence des rayons X. Les recherches actuelles portent sur la corrélation des comportements à ces différentes échelles.
2.1 Étude tribologique des nanomatériaux. Types d’émissions et méthodes de caractérisations des aérosols
La grande surface spécifique des nanoparticules est une des raisons de leurs propriétés innovantes. Un bon nombre des matériaux nanomanufacturés possède des propriétés de surface qui sont exploitées dans divers produits finis. L’étude du comportement de surfaces en contact qui mène à l’usure mécanique s’appelle la tribologie. Historiquement, cette science s’intéresse surtout aux corps qui sont en contact et moins aux débris que cela peut générer. En vue de l’étude du relargage de particules, l’étude tribologique des nanomatériaux doit donc être complétée par le relargage éventuel de débris dus aux frottements de surfaces entrainant des émissions de dépôts, de suspensions ou d’aérosols.
HAUT DE PAGE2.1.1 Caractérisation en nombre des aérosols générés
La mesure de la masse n’apparaît pas a priori comme étant une mesure appropriée pour les particules de taille nanométrique : en effet, pour des raisons de sensibilité, les techniques de mesure massique sont avant tout pertinentes...
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Méthodes de caractérisation des nanomatériaux
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SUN (T.Y.), GOTTSCHALK (F.), HUNGERBÜHLER (K.), NOWACK (B.) - Comprehensive probabilistic modelling of environmental emissions of engineered nanomaterials, - Environmental Pollution, 185 69-76 (2014).
-
(2) - PICCINNO (F.), GOTTSCHALK (F.), SEEGER (S.), NOWACK (B.) - Industrial production quantities and uses of ten engineered nanomaterials in Europe and the world, - Journal of Nanoparticle Research, 14 1-11 (2012).
-
(3) - MORGENEYER (M.), AGUERRE-CHARIOL (O.), BRESSOT (C.) - STEM imaging to characterize nanoparticle emissions and help to design nanosafer paints, - Chemical Engineering Research and Design (2018).
-
(4) - BRESSOT (C.), AUBRY (A.), PAGNOUX (C.), AGUERRE-CHARIOL (O.), MORGENEYER (M.) - Assessment of Functional Nano-Materials in Medical Applications : Can Time Mend Public and Occupational Health Risks Related to the Products’ Fate ?, - Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A (2018).
-
(5) - BRESSOT (C.), MANIER (N.), PAGNOUX (C.), AGUERRE-CHARIOL (O.), MORGENEYER (M.) - Environmental release of engineered nanomaterials...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Nanotechnology and Emerging Technologies News : https://www.nanowerk.com/
DTU Environment, the Danish Ecological Council and Danish Consumer Council : http://nanodb.dk/en/nanoriskcat/
TSI Inc. : http://www.tsi.com
Prestations certifications et formations autour de la nanosécurité : https://prestations.ineris.fr/fr/solutions-thematiques/substances-produits/nanomateriaux-nanoparticules/plateforme-dessais
HAUT DE PAGE
Les conférences bisannuelles nanosafe sont un lieu d’échange sur la nanosécurité. Le site web est dédié aux conférences nanoSAFE : http://www.cea.fr/cea-tech/pns/nanosafe/
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