La prévention des risques professionnels des nanomatériaux

L'utilisation croissante des nanomatériaux, substances infiniment petites issues des nanotechnologies, génère de nouveaux risques professionnels encore méconnus faute de données suffisantes et d'études probantes pour détecter leurs caractères pathogènes spécifiques : cela nécessite donc une vigilance et des précautions accrues, alors que l'exposition à ces nanomatériaux s'accroit fortement et que la dangerosité potentielle de certains d'entre eux est probable ...

La prévention des risques professionnels des nanomatériaux

L'utilisation croissante des nanomatériaux, substances infiniment petites issues des nanotechnologies, génère de nouveaux risques professionnels encore méconnus faute de données suffisantes et d'études probantes pour détecter leurs caractères pathogènes spécifiques.
Les risques occasionnés par ces nouvelles nanotechnologies ou ces nouveaux nanoproduits proviennent en particulier du fait que leur utilisation se propage rapidement dans les industries du monde entier sans que leurs effets nocifs ou toxiques aient pu être bien évalués, notamment pour leur impact à long terme sur la santé des travailleurs : cela nécessite donc une vigilance et des précautions accrues, alors que l'exposition à ces nanomatériaux s'accroit fortement et que la dangerosité potentielle de certains d'entre eux est probable.

Caractéristiques des nanomatériaux

Les nanomatériaux, substances de taille nanométrique de dimension comprise entre 1 et 100 milliardièmes de mètre, ont des applications croissantes dans plusieurs domaines, les soins de santé, les télécommunications, la chimie, l'électronique … et les possibilités nouvelles des nanomatériaux apparaissent de plus en plus importantes au fur et à mesure que se développent les recherches, au point qu'on estime que d'ici à 2020, 20 % environ de tous les produits fabriqués pourraient en contenir : les nanomatériaux ont de nouvelles propriétés physiques ou chimiques, avec des caractéristiques spécifiques qui peuvent par exemple influer sur les propriétés mécaniques des matériaux telles que leur dureté et leur élasticité ou favoriser des réactions catalytiques ou permettre l'élaboration de dispositifs nouveaux en microélectronique ou en médecine.
Les procédés de mise en œuvre pour la recherche, la production ou l'utilisation sont très divers, de même que la forme du nanomatériau, en poudre, aérosol, suspension dans un liquide ou gel : nanoparticules métalliques (nanoargent désinfectant, ciment ou crème au dioxyde de titane), nanopoudres de céramique (durcissement), nanofibres de carbone (résistance mécanique), nanofeuilles de verre (disques optiques), nanofilms (filtration), nanocristaux (microprocesseurs), nanocomposites (résistance à l'usure) etc.…

Les situations de travail exposant aux nanomatériaux

Les nanomatériaux sont utilisés dans de très nombreux secteurs de la santé, de l'électronique et des cosmétiques, des textiles, des technologies de l'information et de la protection de l'environnement.
De nombreuses situations de travail, de préparation (pesage, mélange, …), de fabrication (usinage, procédés de soudage, de coupage et de métallisation par projection …), d'ensachage et d'emballage, de manutention et d'entretien des locaux ou des équipements peuvent exposer les salariés à des nanomatériaux.
Une des situations la plus critique, est la dispersion et la diffusion de nanoparticules dans le milieu ambiant avec un potentiel d'éclaboussure en cas de fuite d'un système de production, rupture du confinement d'un réacteur, renversement de nanoproduits lors d'un transvasement …
L'entreposage et le transport des nanomatériaux peuvent aussi être à l'origine de fuites des produits et de la contamination des lieux de travail.
Si le fort dégagement de nanoparticules est généralement accidentel, il faut tenir compte aussi d'une accumulation possible progressive de poussières ultrafines qui recouvre le sol, les parois des bâtiments et des locaux occupés par le personnel, les canalisations, les appareils et les équipements, notamment dans tous les volumes morts, les recoins et endroits confinés difficilement accessibles au nettoyage.

Les principaux risques des nanomatériaux

Les risques spécifiques associés à la fabrication et à l'utilisation de nanomatériaux sont encore très peu connus et de ce fait, il n'existe pas à ce jour de réglementation spécifique, à part l'obligation pour les fabricants, importateurs et distributeurs de déclarer l'identité, les quantités et les usages des nanomatériaux, et c'est la réglementation du Code du Travail relative à la prévention du risque chimique qui s'applique.

Il existe d'importantes lacunes entre les progrès réalisés dans l'application des nanotechnologies et la connaissance de leur impact spécifique sur la santé : l'absorption est surtout respiratoire en milieu professionnel, mais l'absorption digestive, par ingestion de nanoparticules, est également possible, et ceci à tous les stades de la fabrication au traitement des déchets.
Les nanomatériaux peuvent aussi conduire à des réactions rapides, voire violentes et explosives.

- Les risques chimiques des nanomatériaux
Les risques de toxicité proviennent d'abord des propriétés physico-chimiques des nanoproduits et des voies de pénétration dans l'organisme. La composition chimique de la substance est souvent déterminante, mais les atteintes néfastes sur une ou plusieurs fonctions physiologiques ne dépendent pas que de la structure moléculaire du produit : certains nanoproduits sont inertes en soi et peuvent ne devenir dangereux que lorsqu'ils sont inhalés en particules ultrafines ; dans ce cas, c'est donc la granulométrie et la façon de pénétrer dans le corps qui détermine la toxicité. De même pour les nanofibres, le risque est davantage lié à la structure physique de la fibre qu'à sa structure chimique.

Selon la nature des activités professionnelles et des comportements d'hygiène au travail, les travailleurs peuvent être exposés aux nanomatériaux par plusieurs voies d'accès :
- inhalation par voie respiratoire jusqu'aux alvéoles pulmonaires,
- ingestion par voie orale et déglutition,
- contact cutané et pénétration suspectée plus ou moins profonde à travers l'épiderme et le derme.
Les particules extrêmement fines pénètrent profondément dans l'arbre respiratoire, atteignent toutes les voies respiratoires basses, les alvéoles pulmonaires et les cellules des bronches, avec risque de pathologies respiratoires (rhinite, asthme, bronchite, broncho-pneumopathie chronique) et avec risque de mésothéliome (cancer de la plèvre) pour certaines nanofibres, à l'instar de ce qui se passe pour l'amiante.

Les risques chimiques des nanomatériaux dépendent à la fois de leur taille moyenne et de sa distribution, de leur composition chimique et de leur présentation dans un solide, un liquide ou un gaz, en prenant en compte aussi leurs possibilités d'agglomération : les nanoparticules ultrafines démontrent une plus grande toxicité que des particules plus grosses ayant la même composition chimique, et chaque nanomatériau possède un potentiel de toxicité qui lui est propre, compte tenu de sa forme et la capacité à y être exposé, notamment par sa diffusion dans l'air ambiant. Par exemple, les nanoparticules aéroportées ressemblent à un gaz et ont ainsi une diffusion rapide sur de longues distances et peuvent subsister longtemps dans l'air avant de se déposer : aussi, à réactivité chimique identique, les risques potentiels les plus élevés proviennent des nanoparticules libres qui sont dispersées dans l'air ambiant sous forme de nanopoussière.

La migration à travers toutes les barrières biologiques dans l'appareil respiratoire et le système digestif leur permettent de se retrouver dans tous les liquides biologiques, avec une toxicité méconnue (biodisponibilité et biopersistance, …), notamment la potentialité inflammatoire : les nanomatériaux peuvent avoir une solubilité et donc une biodisponibilité accrue.

Tous les organes du corps peuvent être concernés par le passage et/ou le stockage des nanoparticules dans le corps (poumons, intestins, foie, rate, cœur, cerveau…). Ces capacités des nanoparticules à atteindre tous les organes, à franchir les barrières intestinales, cellulaires et placentaires, si elles présentent des risques toxicologiques, sont par ailleurs utilisées précisément pour ces propriétés en pharmacologie.

- Les risques explosifs des nanomatériaux
Certains métaux ou produits organiques combustibles peuvent, à l'état de nanomatériaux, former dans l'air des nuages explosifs compte tenu de leur très faible granulométrie et de leur temps très long de sédimentation ou, par réaction catalytique violente, entrainer une explosion. Ces capacités explosives sont supérieures à celles des mêmes particules plus grosses, avec des facilités d'allumage plus fortes. Ceci est causé par :
    • De plus grandes surfaces de réaction,
    • Des possibilités d'oxydation plus rapides.
Ainsi, la très fine granulométrie, la réactivité des nanopoussières augmente les paramètres d'explosivité.

Les mesures de prévention des risques des nanomatériaux

Les risques professionnels liés aux nanomatériaux, notamment ceux affectant les voies respiratoires, nécessitent de respecter scrupuleusement les principes de prévention collective et individuelle. Ces diverses mesures de prévention techniques et organisationnelles permettent de fortement réduire la fréquence et la gravité supposées des affections respiratoires et cutanées éventuellement dues aux nanoproduits, car jusqu'à présent, il n'a pas été apporté de preuves certaines de leur implication dans des morbidités supérieures.
Les principales mesures de protections collectives ou individuelles qui sont prises dans l'industrie et la recherche pour les nanomatériaux sont dérivées de celles préconisées pour les fibres (amiante …) ou les poussières (silice…) de taille beaucoup plus grosse. C'est pourquoi une vigilance est d'autant plus importante que la latence de nombreux effets, le manque de recul pour ces nouveaux nanomatériaux, des connaissances techniques et scientifiques insuffisantes (en regard de la forte croissance de l'utilisation et de la diversité des nanoproduits), les difficultés pour mesurer efficacement les particules de taille nanométrique, créent des conditions susceptibles de reproduire à moyen terme des catastrophes sanitaires similaires à celle des expositions anciennes à l'amiante.

1. la prévention technique collective, qui permet la suppression ou la réduction de l'exposition à des niveaux aussi bas que possible, est primordiale, là ou elle est envisageable : diminuer les émissions de nanopoussières, favoriser leur évacuation par une aspiration et une ventilation adéquate, installation de dispositifs d'aspiration des nanopoussières à la source, choix de produits et de modes opératoires les moins dangereux pour la libération de nanopoussières dans l'air ambiant.

2. la prévention technique individuelle, port de gants et de vêtement à manches longues et surtout celle qui consiste à utiliser des appareils de protection respiratoire (masque anti-poussière ou demi-masque ou masque complet filtrant à cartouche), ou une protection intégrale (masque complet, lunettes, combinaison), ne doit être qu'un complément des mesures de protections collectives ou pour pallier une situation exceptionnelle pour laquelle il n'est pas possible de mettre en œuvre des mesures de protection collective suffisantes.
Les différents risques professionnels liés aux nanomatériaux doivent faire l'objet d'une évaluation pour permettre la rédaction du Document Unique de Sécurité (Décret du 5 novembre 2001) en appréciant à la fois l'environnement matériel et technique (outils, machines, produits utilisés) et l'efficacité des moyens de protection existants et de leur utilisation selon les postes de travail.

La métrologie des nanoparticules s'effectue par analyse de mobilité électrique (SMPS) et à l'aide de compteurs à noyau de condensation, mais ces méthodes pour évaluer l'exposition à un poste de travail sont assez peu satisfaisantes.

De manière aussi à ce que les salariés puissent être informés à propos des produits dangereux utilisés, les Fiches de Données de Sécurité (F.D.S.) doivent être mises à disposition et la connaissance de leurs risques expliquée au travers de la compréhension de leur étiquetage : si une substance, déjà classée Cancérogène, Mutagène ou Reprotoxique (CMR) est produite ou utilisée sous la forme nanométrique, les règles spécifiques aux CMR s'appliquent a fortiori de manière au moins identique.

  • La substitution des fibres ou des procédés les plus dangereux
    La suppression ou la substitution des nanomatériaux dangereux, notamment cancérogènes, ou le recours à des procédés évitant de les utiliser, sont les mesures de prévention prioritaires, qui s'impose à l'employeur. Toutefois, cette substitution n'est envisageable que lorsqu'il existe un produit aussi efficace et moins ou pas cancérogène, tout en ne présentant pas par ailleurs d'autres risques, et lorsque c'est techniquement possible.
    Par exemple, privilégier les nanoparticules en phase liquide ou en gel, liées à des substrats ou incorporées à des matrices plutôt que sous forme de poudres sèches est une approche efficace de maîtrise des risques d'émission de nanopoussières.

  • Les mesures organisationnelles de prévention de l'exposition aux fibres
    Les moyens de prévention à mettre en œuvre pour pallier les risques professionnels des nanoproduits résident d'abord dans les mesures organisationnelles visant à diminuer fortement le nombre de personnes exposées et la durée et l'intensité d'exposition.
    Ces mesures concernent les zones de travail, leur accès et leur balisage, les modes limitant l'importance des manipulations, les quantités de produits présentes sur les lieux de travail…
    Ceci est d'autant plus important que les valeurs limites d'exposition établies pour les poussières ne sont probablement pas adaptées aux nanopoussières, et qu'une minimisation encore plus forte à l'exposition est ainsi une précaution fondamentale (par exemple, diviser par 10 celle qui prévaut pour les micropoussières de même nature chimique).
    - Limiter au strict minimum le nombre de travailleurs soumis au risque en restreignant l'accès des zones où se déroulent les activités et limiter la durée de travail de ces personnes dans les zones à risque (zones de découpe et d'usinage des nanomatériaux…).
    - Délimiter les zones d'utilisation à risque et les isoler et les calfeutrer le plus possible pour ne pas disperser les nanopoussières et apposer une signalisation claire d'avertissement et de sécurité.
    - Limiter les quantités de nanomatériaux (stockage, déchets) sur le lieu de travail. Les produits doivent être stockés dans leur emballage d'origine et déballés au dernier moment et au plus près du lieu d'utilisation.
    - Isolement des travailleurs dans un poste de contrôle et de commande à distance, avec l'utilisation de systèmes de fabrication capotés et automatisés. Ce type de process élimine les possibilités d'exposition. Toutefois, des incidents dans l'automatisation des opérations, des fuites, des dysfonctionnements des asservissements… génèrent des dangers et nécessitent également des interventions de maintenance qui restent dangereuses.

  • Les mesures techniques de prévention collective de l'exposition aux nanomatériaux
    - La diminution de l'empoussièrement par les nanoparticules
    • Mettre en place des dispositifs de captage à la source lorsque c'est techniquement possible : l'aspiration locale à la source consiste à capter les polluants au plus près de leur point d'émission (sorbonne de laboratoire, boîte à gants, hotte ou buse aspirante …), avant qu'ils ne pénètrent dans la zone des voies respiratoires des travailleurs et ne soient dispersés dans toute l'atmosphère du local. Les polluants ne sont pas dilués mais évacués.
    • Favoriser l'évacuation des nanoparticules par la ventilation et l'aération des lieux de travail, ce qui joue un rôle essentiel pour limiter leur concentration dans l'air ambiant des lieux de travail.
      La ventilation générale opère par dilution des polluants à l'aide d'un apport d'air neuf dans le local de travail de manière à diminuer les concentrations des substances toxiques pour les amener à des valeurs aussi faibles que possible (par exemple inférieures au dixième de la Valeur Moyenne d'Exposition VME des microparticules).
      Les entrées d'air doivent être compensées par des sorties forcées : la ventilation mécanique générale doit assurer un renouvellement d'air neuf minimal en permanence, en évitant l'accumulation de substances nocives dans l'air par extraction et soufflage des poussières : l'air est transporté dans le local par un ventilateur de soufflage et extrait du local par un ventilateur d'évacuation. Cet air évacué doit subir plusieurs étapes de filtration avec des filtres à fibres à très haute efficacité HEPA (High Efficiency Particulate Arrester) et/ou captage par utilisation de filtres électrostatiques en dernière étape, très efficaces pour capter les nanoparticules. L'extraction de l'air se fait grâce à un système de collecte par ces ventilateurs et des gaines de diffusion, jusqu'aux filtres et aux épurateurs de l'installation qui permettent de nettoyer l'air, puis de l'évacuer à l'extérieur par rejet dans l'atmosphère. L'entretien régulier du système de ventilation (nettoyage des conduits d'extraction, changement des filtres) est une condition indispensable de bon fonctionnement.
    • Réaliser les opérations en enceinte fermée (vase clos), automatiser les procédés de fabrication, avec des dispositifs d'arrêt d'urgence lors d'éventuelles ruptures du confinement des systèmes clos.
    • Mise en dépression des locaux pour limiter la dispersion.
- Les mesures d'hygiène
    • Un nettoyage régulier permet de réduire les niveaux de nanopoussières. Il convient de réaliser un nettoyage des lieux de travail avec les outils appropriés, avec des précautions pour éviter la dispersion des nanopoussières lors du vidage des aspirateurs ou des conteneurs à déchets, du changement des filtres des dépoussiéreurs.
    • Les zones de travail doivent être nettoyées avec un chiffon humide ou un aspirateur à filtre absolu, pour éliminer les poussières adhérentes, jamais avec une soufflette ou un balai à sec, ni avec de l'air comprimé (qui remettent en suspension les nanoparticules dans l'air). Ces mesures d'hygiène concernent les sols et les plans de travail, mais aussi les murs et les plafonds.
    • Des installations sanitaires (WC, lavabos, douches) doivent être mises à disposition des travailleurs, correctement équipées et en nombre suffisant, permettant aux travailleurs exposés aux nanomatériaux de se nettoyer fréquemment les mains et le visage à l'eau et au savon et de se laver en fin de poste pour limiter l'incrustation des nanomatériaux dans la peau. En cas de forte contamination, les installations sanitaires doivent elles-mêmes faire l'objet d'un nettoyage méticuleux.
    • Des vestiaires appropriés doivent être mis à la disposition des travailleurs : l'entreposage des tenues de travail doit avoir lieu à l'abri de la poussière (le rangement des tenues de ville et des tenues de travail doit être séparé).
    • La gestion et le nettoyage des vêtements de travail et autres équipements individuels de protection fournis aux travailleurs exposés aux nanomatériaux doivent être pris en charge par l'employeur.
- Les mesures de prévention des explosions
    • Vérifier la bonne marche et le bon état des matériels et des circuits électriques. En particulier, l'équipotentialité et la bonne mise à la terre de toutes les installations métalliques doivent être contrôlées, il faut éviter toute accumulation d'électricité statique. Les étincelles, arcs et échauffements provoqués par les moteurs et appareillages électriques en fonctionnement peuvent aussi déclencher la catastrophe.
      Il convient d'utiliser de l'appareillage électrique conçu pour atmosphères dangereuses afin de prévenir que le matériel, y compris l'éclairage, soit à l'origine d'un incendie ou d'une explosion.
      Une métallisation au moyen d'un matériel conducteur et une mise à la terre appropriées des équipements sont utiles pour dissiper et diriger à la terre en toute sécurité les charges électriques accumulées. La protection contre les contacts avec les masses mises accidentellement sous tension est obtenue par un dispositif de coupure automatique en cas de défaut d'isolement.
      Il est fortement recommandé de placer des explosimètres dans les zones de réception / manutention / stockage / expédition.
    • Prendre les précautions nécessaires lorsque des travaux de réparation ou de construction nécessitent des soudures, des découpages... c'est à dire uniquement dans le cadre d'une procédure de permis de feu.
    • Interdictions de fumer parfaitement respectées.
- Le stockage des nanomatériaux
En plus des règles générales de stockage des produits chimiques, il faut adopter des réservoirs très étanches pour éviter les fuites des produits et la contamination des lieux et des protections particulières de conservation des nanoproduits : présence d'un gaz inerte ou conditions anhydres ou enrobage des nanoparticules dans une couche protectrice.
  • Les équipements de protection individuelle (EPI) de l'exposition aux nanomatériaux
    L'utilisation de masques respiratoires, de vêtements et de lunettes de protection, de gants est nécessaire lorsque la mise en œuvre des protections collectives est insuffisante ou est impossible.
    Toutefois, plusieurs équipements actuels de protection cutanée (blouses, gants …) n'ont pas une efficacité totale et restent en partie perméables aux nanoparticules.
    Après usage, les masques, les filtres et vêtements jetables doivent être considérés comme des déchets et suivre la même procédure d'élimination.
    - La protection du corps
    Les vêtements de protection en fibres tissées (coton) sont à proscrire et il faut choisir des vêtements en fibres non tissées.
    • tenues de travail avec manches longues ajustées au cou, aux poignets et aux chevilles, bonnets ou casquettes et éventuellement survêtements légers.
    • combinaison de protection à capuche jetable à usage unique, étanche aux poussières, suffisamment ample, ajustée aux extrémités, c'est-à-dire fermées au cou, aux chevilles et aux poignets.
- La protection des voies respiratoires
Si la maîtrise des émissions de nanopoussières lors de travaux exceptionnels (incident, maintenance, déversement ou fuite…) est insuffisante, les travailleurs doivent porter des appareils de protection respiratoire, voire des appareils avec adduction d'air pour les travaux avec des nanofibres cancérigènes et/ou exigeant un effort physique important lorsque les valeurs limites sont largement dépassées.
    • Des demi-masques, avec cartouche filtrante, de type FFP3, prenant le nez et la bouche, doivent être utilisés pour se protéger des nanopoussières en concentration importante, avec vérification de l'efficacité de l'étanchéité du masque aux jointures du visage.
    • Un masque complet à adduction d'air (ventilation assistée) est indispensable pour les tâches particulièrement exposées, dans les conditions de travail exceptionnellement difficiles.
  • La formation à la sécurité
    L'information et la formation des salariés sur les risques et les techniques sécuritaires (bonnes pratiques de nettoyage et de gestion des déchets, utilisation des appareils de protection respiratoire et autres EPI…) est absolument nécessaire pour diminuer de façon pérenne le niveau de criticité du travail exposant aux nanomatériaux.

  • La surveillance médico-professionnelle
    L'exposition aux nanomatériaux impose une surveillance périodique des travailleurs au moins une fois par an, instaurée par le médecin du travail, avec un suivi médical approprié.
    Chaque salarié exposé à des nanomatériaux cancérogènes doit faire l'objet d'une fiche d'exposition établie par l'employeur et bénéficier d'une surveillance médicale renforcée. A sa sortie de l'entreprise, il doit recevoir une attestation d'exposition qui lui permettra de continuer à se faire suivre médicalement.

Mai 2013