Nanoparticule

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Une nanoparticule est un assemblage de quelques centaines à quelques milliers d'atomes, conduisant à un objet dont au moins l'une de ses dimensions est de taille nanométrique (1 à 100 nm).
Ce sont des polluants potentiels des milieux (eau, air sol), seuls ou en synergie avec d'autres polluants.

Sommaire

[modifier] Échelles de taille

Du point de vue dimensionnel, les nanoparticules se situent entre la matière dite macroscopique et l'échelle atomique ou moléculaire.

[modifier] Utilisations

Les nanoparticules ont un intérêt en matière de recherche fondamentale et/ou appliqué. Intéressant l'Industrie en développement des nanotechnologies, elles sont de plus en plus étudiées, surtout depuis les années 1990.
Des physiciens et chimistes les synthétisent. D'autres physiciens les étudient afin de comprendre la physique de ces objets nanométriques.
Des biologistes ou biochimistes les utilisent comme marqueurs cellulaires.

[modifier] Leurs propriétés

Les propriétés de la matière changent lorsque la taille de objets se rapproche du nanomètre [1]. Ceci est dû en partie au fait que la surface d'un matériau joue un rôle de plus en plus grand dans ses propriétés physiques lorsque sa taille décroît ; alors que le nombre d'atomes appartenant à la surface est négligeable dans le cas d'un matériau macroscopique. Par contre, pour un objet nanométrique, la fraction des atomes appartenant à la surface est loin d'être négligeable. Entre autres, on peut noter que :

  • la température de fusion d'un corps pur de taille macroscopique est identique à sa température de solidification (0°C pour l'eau par exemple). Pour une nanoparticule, cela n'est plus vrai et le matériau présente une hystérésis centrée autour de la température de transition de phase du corps pur macroscopique, cette hystérésis dépend de la taille de la nanoparticule[2] ;
  • la dureté d'un matériau macroscopique n'est pas la même que celle du matériau nanométrique.
  • la dynamique de l'interaction entre les électrons d'une nanoparticule et les modes de vibration de son réseau cristallin (phonons) dépend drastiquement de la taille de la nanoparticule[3].

[modifier] Toxicologie, écotoxicologie

Les impacts sanitaires et écologiques des nanoparticules, qu'elles soient d'origine naturelle ou anthropique sont encore mal connus. Ils sont supposés importants car si ces particules n'ont pratiquement pas de masse, leur surface de réaction est proportionnellement la plus grande (par unité de poids). Leur impact varie probablement selon leur taille, leur caractère hygrophile, lipophile.. leur charge électrique, leur tendance à s'agglutiner ou non qui peuvent favoriser ou non leur passage des barrières biologiques (cellulaire, peau, muqueuses, poumon, intestin, barrière hématoencéphalique, placentaire, etc.). Par exemple, chez l'homme expérimentalement exposé à du technicium radioactif (facile à suivre), on a retrouvé ce technicium rapidement dispersé dans le sang, le tissu cardiaque et le foie, avec une élimination rénale rapide.[4], mais les résultats diffèrent selon les études, dans un domaine encore mal explorés.

La plupart des pays se limitent au mieux au suivi des PM 2,5 (dont en Europe conformément aux recommandations d'une directive), alors que les PM1 sont celles qui sont susceptibles d'être le mieux absorbées par les organismes vivants.
Des études, y compris chez l'Homme, ont mis en évidence qu'une importante part des nanoparticules inhalées atteignaient directement les alvéoles pulmonaires, d'où elles peuvent passer dans les cellules ou dans le sang. La pilosité nasale, le mucus et le transport mucociliaire n'éliminent que les grosses particules, les PUF (particules ultrafines) ne pouvant être éliminées que par des macrophages alvéolaires.
Des expériences animales, et d'exposition in vitro de cultures de cellules humaines, ont montré que les nanoparticules étaient facilement phagocytées par des cellules (bronchiques notamment). Pour échapper aux biais du modèle animal, des études ont même été faites sur l'homme, y compris en exposant des personnes en chambre fermée à des fumées de diesel (USA, Royaume-Uni, Suède)[5]. Les données sont encore limitées et ne permettent pas encore de suivi épidémiologique ou écoépidémiologique fin.
Des nanoparticules phagocytées par une cellule peuvent interagir avec les membranes plasmiques et les organites cellulaires, d'autant que certaines de ces particules sont des catalyseurs. Elles peuvent initier des la production d'espèces réactives de l'oxygène (= > stress oxydant impliquant des radicaux libres et leurs « effets en cascade »)

Diverses études ont montré des effets à court-terme (ex : asthme et réponses inflammatoires pulmonaires, éventuellement chronique) des PUF, mais on soupçonne fortement aussi des effets à long terme.

[modifier] Seuils

La plupart des pays n'ont pas encore édité de normes en matière d'exposition aux nanoparticules, bien que leur production industrielle ait déjà été lancée, et que la circulation automobile en soit une source importante.
En France, le seuil préjudiciable est actuellement (2008) de 40 µg/m³ pour les PM 10. Une directive européenne devrait le faire passer à 25 µg/m³. Le groupe santé du Grenelle de l'environnement a demandé en 2007 qu'il soit aligné sur la recommandation de l'OMS qui est de 10 µg/m³. Ces particules échappent au règlement Reach, car ce dernier a inclus des seuils de tonnages annuels de production que n'atteignent pas les laboratoires et industries produisant des nanoparticules.

[modifier] Bonnes pratiques favorisant la gestion des risques reliés aux nanoparticules de synthèse – guide et plateforme interactive

La synthèse et la production de nanoparticules soulèvent actuellement de nombreuses questions et génèrent des inquiétudes à cause des connaissances scientifiques fragmentaires sur les risques pour la santé et pour la sécurité. Les nanoparticules (NP) sont plus toxiques que les substances chimiques équivalentes de taille supérieure. Elles se distribuent de façon différenciée dans l’organisme sans qu’il soit possible aujourd’hui d’anticiper tous les effets de leur présence. Par ailleurs, plusieurs présentent également des risques d’incendie ou d’explosion.


Les connaissances actuelles permettent de gérer ces risques, même dans un contexte d’incertitudes.


Deux ressources :
A. Un guide de bonnes pratiques visant à rassembler les connaissances scientifiques actuelles sur l’identification des dangers et sur l’évaluation et la gestion des risques, que ceux-ci soient spécifiques ou non aux NP. De bonnes pratiques de travail y sont identifiées. La gestion du risque requiert un équilibre entre la recherche d’opportunité de gains et l’atténuation des pertes. En pratique, la gestion du risque constitue un procédé itératif à effectuer dans une certaine séquence logique et qui permet des améliorations continues dans la prise de décisions tout en facilitant l’accroissement constant de la performance :
1. Évaluation du risque - est le procédé par lequel on estime ou on calcule le risque. Dans des conditions idéales, cela suppose une bonne connaissance de l’identité du danger et des niveaux d’exposition ou d’empoussièrement aux divers postes de travail, par exemple.
1.1 Analyse du risques relatifs aux NP nécessite de documenter le type de NP manipulées et leur toxicité, les niveaux potentiels d’exposition ainsi que des risques pour la sécurité aux différents postes de travail et pour toutes les tâches. Une démarche structurée est proposée dans un guide de bonnes pratiques favorisant la gestion des risques reliés aux nanoparticules de synthèse publié par l’Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail


B. Une plateforme interactive sur les nanotechnologies, nommée GoodNanoGuide, est destinée aux chercheurs, mais aussi aux travailleurs et aux employeurs qui utilisent ou fabriquent des nanoparticules. Alimenté par des experts du monde des nanotechnologies, le contenu est disponible gratuitement sur l’Internet, à l’adresse : GoodNanoGuide

[modifier] Références

  1. ↑ Couchman R. R., Philosophical Magazine A 40, 637 (1979).
  2. ↑ Miao L., Bhethanabotla V. R. & Joseph B., Physical Review B 72, 134109 (2005).
  3. ↑ Arbouet, C. Voisin, D. Christofilos, P. Langot, N. Del Fatti, and F. Vallée, Phys. Rev. Lett. 90, 177401 (2003)
  4. ↑ Nemmar A et al. (2002), Circulation 105, 411-14
  5. ↑ Biofutur 286, mars 2008, p 53

[modifier] Liens externes

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