Industrie & Technologies :Vous avez dirigé pendant plusieurs années le laboratoire d’excellence (LabEx) Serenade, dédié à la recherche sur les nanomatériaux. Vous prônez de nouvelles règles de conception pour réduire leur dangerosité. Pouvez-vous nous préciser cette approche ?
Jérôme Rose : Elle part d’une observation que nous avons faite au sein du laboratoire : l’étude de dangerosité d’un nanomatériau ne peut être dissociée du produit dans lequel il est incorporé. Nous avons fait ce constat après avoir étudié de nombreuses applications, allant de plastiques aux peintures nano-chargés, en passant par les écrans Quantums Dots qui utilisent des nanomatériaux toxiques à base de cadmium. Nous avons même travaillé sur des crèmes solaires qui utilisent du dioxyde de titane (TiO2) pour filtrer les rayons UV.
Au travers de ces études de cas, nous sommes arrivés à la conclusion que la toxicité intrinsèque des nanomatériaux n’est pas le seul facteur à prendre en compte pour évaluer la dangerosité d’un produit. C’était pourtant l’approche qui était privilégiée. Il faut en réalité mieux comprendre l’interaction entre la particule et la matrice dans laquelle elle est incorporée. Il faut étudier le cycle de vie du produit pour identifier quand celui-ci relargue les particules.
Notre approche est donc d’évaluer le niveau d’exposition aux nanoparticules à différentes étapes de la vie d’un produit pour agir en conséquence. Un produit peut être toxique, mais non dangereux si le niveau d’exposition est faible ou nul. C’est un point essentiel de notre méthodologie : l’exposition aux nanomatériaux doit être mieux évaluée pour concevoir des produits plus sûrs.
Concevoir un produit plus sûr est donc le résultat d’une meilleure adéquation entre la matrice et la charge de nanomatériaux ?
Oui, tout à fait. Il faut en réalité traiter ces deux éléments en même temps pour agir sur les niveaux d’exposition. Dans certains cas, on peut substituer un nanomatériau à un autre. Par exemple, dans les affichages Quantum Dots, nous avons remplacé le cadmium par de l’indium. Certes le produit demeure toxique, mais le produit fini relargue moins de particules dans le temps.
Dans d’autres cas, nous pouvons remplacer ou adapter le matériau de la matrice pour le rendre plus durable dans le temps ou lui permettre de piéger plus efficacement les particules. Une autre approche consiste à rendre un nanomatériau plus soluble chimiquement pour réduire sa dangerosité. En ajoutant du fer à des aluminosilicates, nous pouvons favoriser leur décomposition par des bactéries. On peut aussi travailler sur des modes de récupération des charges lors de la fin de vie du produit avec des solutions de tri faisant appel au magnétisme ou à la densité des objets.
Bref, il existe tout un éventail de parades possibles pour faire chuter le niveau d’exposition aux nanoparticules mais cela nécessite d’être réfléchi en amont, en prenant en compte le cycle de vie de l’objet.
Pensez-vous que les connaissances actuelles sur les nanomatériaux soient suffisantes pour évaluer pleinement les risques ?
On voit un peu de tout dans la littérature scientifique. Les réponses apportées varient selon les disciplines : un toxicologue dira que le niveau de connaissance dans son domaine est peu élevé et donc qu’il y a un danger, tandis qu’a contrario un expert en science des matériaux vous soutiendra que le risque est relativement faible compte tenu des petites quantités en jeu. La vérité se trouve certainement entre ces deux approches.
Ce qui est sûr, c’est que l’inhalation de certaines particules fines n’est pas bon pour l’organisme. Et cela est d’autant plus vraie si le matériau est très stable chimiquement. Il ne va pas pouvoir se dissoudre. Nous savons également que certaines formes, comme des fibres ou des tubes, augmentent la toxicité. Avec ces connaissances, nous pouvons agir à court terme pour limiter l’exposition.
Cependant, la véritable question se pose sur les effets à long terme. Il faut l’avouer, nos informations sont parcellaires sur ce sujet. La recherche ne possède pas les budgets pour mener des études sur 10 ans et si on accélère le processus pour réduire le temps d’étude à 2 ou 3 ans, cela créé souvent des artefacts qui faussent les données. C’est assez compliqué à réaliser, d’autant plus que nous arrivons à la fin d’un cycle concernant les financements de l’évaluation des risques liés aux nanomatériaux. La réponse restera peut-être toujours en suspens.
Des études récentes du CNRS, notamment sur la pollution en milieu marin, pointent la capacité de nanomatériaux à passer certaines barrières biologiques. Est-ce un risque à prendre en compte ?
C’est une possibilité, effectivement. Nous savons que certains nanomatériaux métalliques, de types oxydes ou sulfures, possèdent cette faculté. Cela est fonction de leur taille, entre 30 et 10 nm, mais aussi de leur charge de surface – positive ou négative. Ils peuvent passer la membrane d’une cellule, les parois intestinales ou céphaliques. Par exemple, une nanoparticule d’or d’une taille de de 15 nanomètres peut traverser la barrière d’une feuille, se promener dans une plante et être excrété au niveau des racines. Cela doit être aussi le cas pour l’argent et le platine.
Là encore, on peut palier cela en agissant dès la conception. Au lieu de disperser les nanoparticules telles quelles dans une matrice, nous pouvons les coller chimiquement sur des objets plus grands, de plusieurs microns. Ainsi nous gardons les propriétés de l’objet et la particule, qui se trouve sur un véhicule, ne peut plus passer les barrières biologiques.
Les industriels sont-ils suffisamment sensibilisés à ces risques ?
Les entreprises qui utilisent des nanomatériaux sont biens conscientes des risques liés à la manipulation des nanomatériaux. Leurs salariés sont généralement très bien protégés lors de la phase fabrication du produit. Elles sont également conscientes de la mauvaise réputation de ces produits, et ne communiquent pas trop sur leur utilisation.
En revanche, les stratégies pouvant être mises en place pour réduire l’exposition sont mal connues. Quand nous leur en parlons, ils ont tendance à considérer cela comme une usine à gaz. Ils nous disent « ça va être long et ça va nous coûter cher », c’est plus de la contrainte qu’autre chose. Tant qu’il n’y pas une réglementation imposant ces règles de conception, les industriels demeurent certes prudents, mais ne suivent pas notre méthodologie au pied de la lettre.
Il faut dire que la réglementation n’est pas encore claire sur le plan des nanos et cela freine les industriels. Elle prend énormément de temps. Les premiers renseignements sur les nanomatériaux – vraiment le strict minimum - ne sont apparus dans REACH qu’en janvier 2020. Or le sujet était déjà sur la table en 2006 !
