Risque d’exposition professionnelle lors de la synthèse de nanoparticules à l’aide de

Toute évaluation d’exposition à des particules devrait suivre une démarche rigoureuse en appliquant les principes directeurs décrits aux chapitres 8, 20 et 21 du manuel d’hygiène du travail édité par Roberge et coll. (2004). Pour étudier les risques associés à l’exposition aux NP, il faut tenir compte de plusieurs facteurs qui peuvent influer sur l’exposition dont les risques reliés aux matières premières mises en œuvre, aux produits intermédiaires formés durant le procédé et aux produits finaux. Toutes les étapes de production, allant de l’arrivée et de l’entreposage des matières premières jusqu’à l’expédition des produits finaux, doivent être examinées. L’état du matériel (poudre fine, granulaire, en suspension, dans un liquide, etc.), les procédés utilisés (en réacteurs étanches sous vide, dans des réservoirs ouverts, production en phase gazeuse ou liquide, etc.), le degré de confinement à chaque étape du procédé incluant la collecte, la manipulation et le conditionnement des NP, la quantité totale de matériel manipulé, la possibilité d’aérosolisation et la capacité des particules à se retrouver dans l’air ou sur les surfaces de travail, l’efficacité de la ventilation, la durée d’exposition des travailleurs, les méthodes de travail et d’entreposage de même que la gestion des déchets constituent quelques-uns des paramètres à retenir.

Il y a un risque d’exposition pour la grande majorité des procédés de production de NP, tant au plan de la synthèse que de la récupération et de la manipulation des matériaux synthétisés (ICON 2008). Le niveau du risque peut varier énormément en fonction des spécificités du milieu de travail. Au plan de la synthèse, l’exposition peut être causée par une fuite ou par les départs et arrêts fréquents du procédé (Biswas et Wu, 2005). En revanche, la nature et le niveau d’exposition sont susceptibles de différer grandement en fonction du procédé utilisé et de son étape. La mise en place de moyens de prévention doit donc tenir compte de ces variables. Se référant aux grandes classes de procédés décrits précédemment, le tableau 8 résume les principaux risques d’exposition lors de la synthèse de NP (Aitken et coll., 2004; ICON 2008).

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Tableau 8 : Risques d’exposition aux nanoparticules durant leur synthèse

Procédé de synthèse Risques d’inhalation causés par ou lors de

Risques d’absorption cutanée ou d’ingestion causés par ou

lors de

Condensation en phase gazeuse Fuite du réacteur Récupération du produit Traitement postproduction Ensachage, désensachage Expédition

Entretien / nettoyage des lieux et des équipements de production et lieux et des équipements de production et de ventilation

Déversement accidentel

Déposition de vapeurs Fuite du réacteur Récupération du produit Traitement postproduction Ensachage, désensachage Expédition

Entretien / nettoyage des lieux et des équipements de production et lieux et des équipements de production et de ventilation Entretien / nettoyage des lieux et des équipements de production

Déversement

Manipulation de la solution

Expédition, entretien / nettoyage des lieux et des équipements de production et de ventilation

Déversement accidentel Procédés mécaniques d’attrition Fuite du réacteur

Récupération du produit Traitement postproduction Récupération du produit Ensachage, désensachage Expédition

Entretien / nettoyage des lieux et des équipements de production et de ventilation

Déversement accidentel

Déversement

Manipulation du produit

Entretien / nettoyage des lieux et des équipements de production et de ventilation

Déversement accidentel

Dans les procédés en phase gazeuse, des NP se retrouvent en suspension dans un gaz dans des réacteurs. Lors d’une fuite, il peut y avoir échappement de NP, surtout si le réacteur est opéré en pression positive. La nature des NP de l’aérosol serait alors fonction de la localisation de la fuite.

En début de procédé, des NP primaires, surtout, pourraient se dégager dans l’air. Ultérieurement, ces NP apparaîtraient de plus en plus sous forme agrégée ou agglomérée. À la fin du procédé, des NP agglomérées pourraient alors être émises dans l’environnement de travail (Aitken et coll., 2004).

Les procédés par déposition en phase vapeur sont peu susceptibles de dégager des NP durant la phase de synthèse puisque celles-ci se forment directement sur un substrat par dépôt de vapeur en film d’épaisseur contrôlée. Dans certains procédés, le produit est récupéré du substrat par voie mécanique automatisée ou manuelle. Il peut alors arriver qu’il y ait fuite d’agglomérats vers l’air ambiant.

Les procédés en milieu gazeux et par déposition en phase vapeur peuvent causer des expositions, surtout si le poste de travail n’est pas isolé (confiné) et que les NP peuvent se disperser et ainsi exposer les travailleurs d’autres secteurs.

Dans certains procédés chimiques, des colloïdes sont formés en solution de sorte que les expositions par inhalation, durant le procédé de synthèse, sont moins probables. L’exposition par inhalation d’un travailleur affecté à un procédé en milieu humide (formation de colloïdes) se ferait surtout lors d’agitations et de transvasements (NIOSH, 2007, 2009b). Il existerait alors un risque d’inhalation par l’intermédiaire de gouttelettes d’aérosols contenant des NP, bien que nous disposions de peu d’informations sur le sujet en ce moment (Maynard et Kuempel, 2005). Dans certains procédés où le produit est récupéré par vaporisation du produit dans une chambre d’évaporation, il y a risque d’exposition par inhalation à des NP agglomérées, surtout en cas de fuite.

Plusieurs procédés peuvent être utilisés pour produire des NP à partir de particules de plus grandes dimensions. Certains d’entre eux broieront de grosses particules jusqu’à ce qu’elles atteignent des dimensions nanométriques. Ces opérations, surtout si elles sont réalisées à sec, peuvent générer d’importantes quantités de particules inhalables. La seule manipulation des poudres peut libérer des particules dans l’air. Il faut donc bien les manipuler et bien les entreposer.

De façon générale, la récupération, un traitement post-récupération de même que l’emballage d’un produit fini sec et l’entretien des équipements représentent autant de sources potentielles d’exposition. Selon l’efficacité du système de récupération en place, des NP individuelles, des agrégats ou des agglomérats peuvent s’échapper et se retrouver dans l’air ambiant, puis être véhiculées par le système de ventilation et les activités humaines et mécaniques. Néanmoins, le risque d’exposition par inhalation sera fonction du procédé utilisé, des caractéristiques du produit et de son potentiel d’être remis en suspension dans l’air.

Quelle que soit l’approche à la production des NP, il existe toujours un risque d’exposition par voie cutanée ou par ingestion lorsque le travailleur touche des surfaces contaminées à la suite de déversements ou d’émissions atmosphériques, lorsqu’il manipule le produit lors de l’emballage, de l’expédition ou lors d’un déversement. Les travaux de maintenance des équipements de même que l’entretien général des lieux de travail constituent en outre d’autres occasions d’exposition professionnelle, autant pulmonaire que cutanée (NIOSH, 2007, 2009b). Colvin (2003b) ajoute que beaucoup de NP sont préparées et manipulées dans l’eau, ce qui peut causer des absorptions à travers la voie cutanée ou digestive. Une mauvaise hygiène personnelle favorisera l’ingestion de NP (Aitken et coll., 2004).

En conclusion, une gestion rigoureuse et une réduction des risques à la source sont requis afin de limiter le risque d’exposition professionnelle. Les travailleurs, comme les chercheurs et leurs étudiants, doivent être très prudents lors de la manipulation de NP, que ce soit au niveau de la

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production, de la manipulation, du conditionnement, du transfert, de l’emballage, de l’entreposage, de la réception, de l’utilisation de ces produits, de l’entretien et nettoyage des lieux et des équipements et du traitement des déchets. Une exposition potentielle aux poussières contentant des NP est également possible lors d’opérations sur des nanomatériaux : découpe, usinage, sablage… Plusieurs situations de travail pourraient exiger le port d’équipements de protection individuels (voir chapitre 9). C’est pour faciliter la prise en charge de l’identification et de la gestion des différents risques à la santé et à la sécurité des travailleurs et des chercheurs qu’un guide de bonnes pratiques a été élaboré (Ostiguy et coll., 2008a).

8.2 Mesure de l’exposition professionnelle lors de la synthèse de