Placer la sécurité au cœur des matériaux nanotechnologiques complexes
Les progrès réalisés dans le domaine des nanotechnologies ont permis de développer des nanomatériaux innovants qui trouvent des applications dans de nombreux secteurs. Ces matériaux avancés (MaAv), dotés de propriétés améliorées par rapport aux matériaux conventionnels, peuvent révolutionner de nombreux secteurs, de la construction à l’agriculture. La complexité de ces produits constitue un défi de taille tant pour les innovateurs que pour les régulateurs. Dans la mesure où ils sont composés de mélanges complexes de divers éléments, les approches traditionnelles d’évaluation de la sécurité peuvent s’avérer insuffisantes. «Les avantages de ces matériaux doivent être mis en balance avec les risques potentiels qu’ils représentent pour la santé humaine et l’environnement», explique Tobias Stoeger de Helmholtz Munich en Allemagne, qui coordonne le projet HARMLESS avec son collègue Otmar Schmid. «Il est essentiel de veiller à ce que ces matériaux soient inoffensifs pour les écosystèmes, l’humain et les ressources naturelles.»
Santé humaine et sécurité environnementale
Le principal objectif de HARMLESS était de combler ce déficit. Le projet entend développer une approche de l’innovation sûre et durable pour les MaAv, et prendre en compte les principes de conception sûre et durable (SSbD) ainsi que la préparation à la réglementation. «Nous avons entrepris de développer de nouvelles méthodes et de nouveaux outils permettant d’évaluer avec précision les risques potentiels et garantir la conformité réglementaire», explique Tobias Stoeger. «Nous devons déployer des mécanismes qui soutiennent la conception de MaAv plus sûrs, afin de convaincre la société de leurs avantages globaux.» À cette fin, le projet a développé une série d’outils et de conseils intégrés, et un système d’aide à la décision en ligne. L’idée est que les innovateurs puissent les utiliser pour garantir la fonctionnalité, la sécurité et la durabilité des matériaux tout au long de leur cycle de vie. «Notre système convivial d’aide à la décision intègre les considérations de sécurité au processus de conception», ajoute Tobias Stoeger. «Il fournit aux industries des outils qui leur permettront de prendre des décisions éclairées dans le cadre du développement de matériaux pour différents produits de consommation.»
Évaluation de la sécurité du cycle de vie des MaAv
Les outils et le système de soutien du projet ont été testés dans le cadre de plusieurs études de cas. L’utilisation de nanostructures et de petites particules intégrées à la matrice dans des produits tels que les peintures et les produits agricoles a représenté un domaine d’intérêt majeur. «Lorsque les peintures sont soumises à des conditions météorologiques difficiles, elles se dégradent au fil du temps et peuvent libérer dans l’environnement de minuscules particules, la taille de certaines étant inférieure à 100 nanomètres, soit environ 100 fois plus petites qu’une mèche de cheveux», explique Tobias Stoeger. «De même, la manipulation ou la pulvérisation de produits phytopharmaceutiques dans les champs peut libérer des petites particules. Ces petites particules peuvent nuire à l’environnement, et à la santé humaine si elles sont inhalées.» D’autres études de cas se sont basées sur les orientations et les outils du projet pour évaluer la sécurité de la silice colloïdale qu’utilise l’industrie du papier, ainsi que celle des nanomatériaux avancés utilisés pour l’isolation thermique des maisons. Les chercheurs ont également évalué des catalyseurs contenant des nanomatériaux pour divers processus chimiques.
Promouvoir des matériaux sûrs et durables
Ces essais ont démontré le potentiel des outils et conseils de HARMLESS à aider les industries, de la construction à la fabrication en passant par l’agriculture, à innover de manière responsable. Les utilisateurs ont pu affiner les composants des produits, tels que leur forme et leur composition, afin d’atteindre un équilibre optimal entre sécurité et fonctionnalité, dès les premières étapes de l’innovation. «En promouvant l’utilisation de matériaux durables et inoffensifs, HARMLESS a contribué à ouvrir la voie à un avenir où l’innovation par le biais des MaAv peut prospérer», ajoute Tobias Stoeger. «L’évaluation de la sécurité des MaAv tout au long de leur cycle de vie aidera l’industrie à produire des MaAv de nouvelle génération sans danger pour l’humain et l’environnement.»
Mots‑clés
HARMLESS, nanotechnologie, nanomatériaux, MaAv, construction, agriculture, environnement
