Suivre les nanomatériaux tout au long de leur cycle de vie, pour la sécurité des produits et procédés dès la conception
Malgré leur omniprésence croissante, les nanomatériaux de synthèse pourraient représenter un risque à la fois pour ceux qui les produisent et ceux qui les utilisent. Les efforts pour quantifier ce risque se sont principalement axés sur la synthèse et la fabrication, l'étape de production située au début du cycle de vie des nanomatériaux. Mais une fois intégrés aux produits que nous utilisons, les nanomatériaux de synthèse subissent des réactions chimiques de transformation, ainsi que des altérations liées à l'usure et au vieillissement. Le manque de connaissances sur les propriétés physicochimiques et les conséquences des nanomatériaux de synthèse au cours de leur cycle de vie a motivé la création du projet SUN (Sustainable Nanotechnologies), financé par l'UE. Comme l'explique le professeur Antonio Marcomini, coordinateur du projet, «Avant SUN, on ne savait presque rien sur la quantité et l'identité des nanomatériaux dégagés par les produits réellement utilisés par les travailleurs et les consommateurs. C'est en particulier le cas pour l'étape de fin de vie, avec par exemple l'incinération ou la mise en décharge.» Développer des systèmes d'aide à la décision pour la gestion du risque SUN a exploré un éventail équilibré de produits conventionnels et de nouveaux produits intégrant des nanomatériaux, se reflétant dans trois grandes catégories en cours d'étude. Premièrement, les nanomatériaux de référence très étudiés, pour lesquels le projet générerait des données expérimentales limitées. Deuxièmement, les nanomatériaux moins bien connus présentant un historique d'utilisation et un intérêt social élevé. Enfin, les nanomatériaux présentant un intérêt commercial potentiellement élevé, sans données préexistantes. Comme le résume le Dr Danail Hristozov, chercheur principal de SUN, se rappelle que, «pour tous les nanomatériaux de synthèse, la chaîne de valeur complète allant de la synthèse, la formulation, l'utilisation jusqu'à la mise au rebut, a été couverte par des expériences et des modélisations. Nos partenaires universitaires et industriels ont évalué les propriétés, les émissions, l'exposition, les dangers et les risques. Ces produits étaient de qualité industrielle et provenaient de lignes pilotes, de lignes de production réelles ou de laboratoires de contrôle de lots.» Les travaux ont débouché sur le système logiciel SUNDS d'évaluation du risque. SUNDS estime les risques professionnels, de consommation et environnementaux posés tout au long de leur cycle de vie par les nanomatériaux de synthèse intégrés à des produits industriels réels. Le logiciel propose des mesures adaptées pour réduire ces risques, telles que des contrôles techniques ou des équipements de protection individuelle. Conçu de façon modulaire, SUNDS intègre également un module RC (Risk Control) capable de définir des seuils de risque acceptables ou de chercher des solutions de rechange viables. Si les risques ne sont pas correctement contrôlés et qu'aucune solution de rechange n'est trouvée, un module SEA (Socioeconomic Analysis) peut démontrer les coûts/avantages des nanomatériaux de synthèse en cours d'étude. Le système peut également être utilisé à deux niveaux de complexité. Le premier niveau cible les PME désirant réaliser des évaluations de sécurité en fonction des réglementations et prendre des décisions en matière d'innovation produit, afin de réduire les coûts de RDI. Pour cela, l'outil NanoSCAN développé dans le cadre du projet LICARA peut vérifier les risques d'approvisionnement, les produits concurrents, les débouchés commerciaux ou réaliser une analyse risques/avantages. Le deuxième niveau réalise une évaluation quantitative (déterministe ou probabiliste) du risque tout au long du cycle de vie des nouveaux produits intégrant des nanomatériaux de synthèse. Il est essentiellement destiné à l'industrie et aux organismes réglementaires. Comme le résume le Dr Hristozov, «l'utilisation de SUNDS réduira l'incertitude au cours des étapes initiales de l'innovation et améliorera la communication sur les risques. Cette innovation responsable se traduira par une confiance accrue, un marché plus ouvert et des analyses de rentabilité plus convaincantes.» Une réglementation adaptée et une plus grande confiance du marché Les travaux de SUN sur les nanomatériaux de synthèse ont déjà directement contribué à répondre aux mesures de contrôle du risque requises par la directive REACH de l'UE sur l'évaluation de la sécurité chimique. L'équipe a également contribué à développer et améliorer des activités de normalisation telles que celles de l'OCDE et de l'ISO. C'est ainsi que SUN a contribué au document d'orientation technique de l'OCDE sur les tests multigénérationnels à base d'enchytraeidae (petits vers), formant la base des tests de toxicité sur les effets épigénétiques à long terme. Pour la nanosécurité, un problème crucial consiste à évaluer les risques des nanomatériaux de synthèse pour toute une série de tailles, morphologies, puretés et revêtements de surface, avec différentes nanoformes de la même substance présentant différents profils de libération/exposition, toxicocinétiques et/ou de danger. Pour éviter l'approche actuelle, qui consiste à effectuer des évaluations coûteuses au cas par cas, l'équipe explore les stratégies d'essais intelligentes qui utilisent des outils de modélisation prévisionnelle. Selon le professeur Vicki Stone, coordinatrice du (projet GRACIOUS) qui a récemment obtenu un financement pour poursuivre les travaux de SUN, ces stratégies pourraient «bouleverser notre façon de voir, en passant du contrôle du risque à la sécurité dès la conception. Cette dernière constitue l'une des formes les plus efficaces de la prévention du risque, car elle permet d'éliminer les caractéristiques indésirables des produits et des procédés dès les premières étapes de leur développement, tout en préservant une qualité élevée.»
Mots‑clés
SUN, nanotechnologie, nanosécurité, évaluation du risque, cycle de vie, formulation et synthèse, nanomatériaux de synthèse, toxique, propriétés physicochimiques, sécurité par la conception