initié il y a maintenant près de quinze ans des programmes ambitieux visant à promouvoir le développement des nanomatériaux. Avec la montée en puissance de ces programmes, s’est posée la question des risques pour la santé humaine et l’environnement. Ainsi, en Europe, de nombreux programmes ont été financés avec l’objectif d’évaluer les risques que présentent les nanomatériaux dans des conditions d’exposition réalistes.
L’INRS a participé à certains de ces projets financés par la Commission européenne, qui ont permis le développement de connaissances et de méthodes (caractérisation, toxicologie expérimentale, métrologie des expositions, etc.). La nécessité est ensuite apparue de développer des documents normatifs permettant d’harmoniser les différentes approches développées en Europe, notamment à des fins de prévention. C’est ainsi que le mandat M/461 a vu le jour énonçant des priorités parmi lesquelles se trouvent le développement de méthodes pour la « caractérisation des nanomatériaux et des expositions aux nanomatériaux », et que le projet européen dénommé « NanoCEN » a été conduit en réponse à ce mandat.
L’objectif du projet NanoCEN était d’aboutir, au travers de 4 sous-projets, à 8 documents normatifs portant sur :
■ NanoCEN 1 : la mesure de la concentration en nombre à l’aide de compteur de noyaux de condensation.
■ NanoCEN 2 : la stratégie de caractérisation des expositions par inhalation aux nano-objets, leurs agrégats et agglomérats
(NOAA).
■ NanoCEN 3 : le mesurage des aérosols dans le cadre de la caractérisation des expositions aux NOAA.
■ NanoCEN 4 : la mesure de la pulvérulence de matériaux contenant ou émettant des NOAA ou autres particules dans
la fraction alvéolaire.
L’INRS a participé à l’ensemble des projets et était le porteur du quatrième.
Démarche
Les sous-projets s’articulaient en deux parties : une première partie dite de recherche prénormative et une deuxième partie de développement de documents normatifs.
Résultats principaux
NanoCEN 1
Porté par l’Institut für Arbeitsschutz (IFA), une campagne d’intercomparaison d’un grand nombre de CNC a été organisée en Allemagne en novembre 2013. Douze équipes de recherche, dont une de l’INRS, ont participé à cet exercice. Les résultats obtenus sur 28 conditions de génération d’aérosols submicroniques ont été analysés avec le concours de l’INRS. L’ensemble des résultats a fait l’objet d’un rapport sur lequel s’est appuyé le développement de la norme maintenant publiée.
NanoCEN 2
Porté par le centre de recherche appliquée néerlandais TNO, le travail a consisté dans un premier temps à faire une analyse critique des différentes stratégies de mesurage des expositions publiées. Ce bilan (intégrant les préconisations de l’INRS) a ensuite été discuté lors de plusieurs ateliers de travail. Le rapport de recherche a permis d’élaborer une norme actuellement en vote formel.
NanoCEN 3
Porté par l’Institute for Energy and Environmental Technology (IUTA), la partie recherche prénormative a été similaire à celle du sous-projet du projet NanoCEN 1. Une campagne d’inter-comparaison, menée avec neuf équipes de recherche, dont celle de l’INRS, a permis d’étudier une trentaine d’instruments de mesure différents dans neuf conditions de génération d’aérosols submicroniques. Le rapport de recherche a permis de développer une norme actuellement en vote formel.
NanoCEN 4
Porté par l’INRS et mobilisant cinq autres partenaires européens (TNO, IGF, HSL, CIOP-PIB, NRCWE), la recherche prénormative avait pour but d’harmoniser 4 méthodes de pulvérulence différentes représentant différents scénarios d’émission (tambour rotatif, chute continue, petit tambour rotatif et vortex shaker), et de produire des données caractérisant la pulvérulence de poudres qui puissent alimenter le développement des documents normatifs. L’harmonisation, étape préalable indispensable à la normalisation, a concerné plusieurs étapes essentielles que sont la préparation et le conditionnement des échantillons de poudres, la ligne d’échantillonnage et les conditions aérauliques d’essai, la méthodologie de mesure et le traitement des données. Pour les expérimentations, dix matériaux produits en France, en Europe et aux Etats-Unis et utilisés à grande échelle sous forme de poudre dans l’industrie et faisant partie a
priori de la catégorie des nanomatériaux ont été choisis et caractérisés : deux BaSO4, deux CaCO3, quatre TiO2 et deux
SiO2 amorphes. Pour chaque matériau, des expériences ont été réalisées avec les quatre méthodes dupliquées dans deux
instituts. De nouveaux paramètres sont proposés pour qualifier la pulvérulence des nanomatériaux en poudre en plus de l’indice en masse : indice de pulvérulence en nombre et indice de pulvérulence en surface, taux d’émission en nombre de particules. L’ensemble du programme expérimental a conduit à une base de données de pulvérulence d’environ 250 valeurs pour chaque paramètre.
Sur la base de ces travaux, cinq normes de la série EN17199 ont été développées : une première qui porte sur des généralités et quatre autres qui concernent chacune une méthode de pulvérulence différente.
Discussion
Ce projet a atteint ses objectifs et les documents normatifs prévus ont été développés. Ces travaux étaient nécessaires pour permettre des actions cohérentes au niveau européen en termes de prévention.
Au-delà de ces produits finaux, les travaux réalisés ont permis de souligner de nouvelles perspectives de recherche (et de normalisation pour certaines) sur :
■ le développement de méthodologies de caractérisation des nanomatériaux ;
■ l’étude de paramètres d’influence sur la pulvérulence ;
■ les performances d’instruments de métrologie en temps réel vis-à-vis des aérosols générés à partir de poudres ;
■ le développement d’une méthodologie de prélèvement et le développement d’outils opérationnels pour l’analyse de
particules collectées (agglomérats, agrégats) par microscopie électronique.
Certaines de ces perspectives ont déjà été intégrées dans des travaux de recherche à l’INRS, comme par exemple l’étude « nanomatériaux et expositions professionnelles lors d’opérations mettant en œuvre des poudres ».
2016 2020