ED 6115
NANOMATERIAUX
Prévention des risques
SEMINAIRE DE FORMATION DES
MEMBRES DU CHSCT DU MESR
2 décembre 2013 – Paris
Damien MONCOQ
Chargé de Mission CNRS Nanomatériaux et prévention des risques
Ingénieur Régional de Prévention et de Sécurité
Responsable du Service Prévention et Sécurité
CNRS - Délégation Centre Limousin
Poitou-Charentes
Damien.Moncoq@dr8.cnrs.fr
Tél : 02 38 25 52 46
1
SOMMAIRE
1. Introduction
2. Définitions et terminologie
3. Dangers pour la santé et la sécurité
3.1. Effets sur la santé
3.2. Explosion et incendie
4. Caractérisation de l’exposition professionnelle
5. Contexte réglementaire
Dioxyde de titane
[n] : références bibliographiques
Nanotubes de carbone
2
SOMMAIRE
6. Mesures de prévention
6.1. Les principes généraux de la démarche de prévention
6.2. L’aménagement des laboratoires
6.3. La ventilation des laboratoires
6.3.1. La mise en dépression des laboratoires
6.3.2. Les enceintes ventilées
6.3.3. Les dispositifs de captage à la source
6.4. La filtration de l’atmosphère des laboratoires
6.5. Le nettoyage des équipements et des locaux
6.6. Le stockage des produits
6.7. Le traitement des déchets
6.8. La maintenance des équipements et des locaux et le
démantèlement des installations
6.9. La gestion des accidents et des incidents
6.10. Les équipements de protection individuelle
6.10.1. La protection respiratoire
6.10.2. La protection cutanée
6.11. L’information et la formation
Bibliographie
3
1. INTRODUCTION
4
Une nanoparticule est un assemblage de quelques centaines à quelques milliers d'atomes, formant un objet de taille nanométrique (1 à 100 nm).
On distingue :
Des nanoparticules naturelles. Un grand nombre de nanoparticules d'origine naturelle sont présentes dans l'environnement.
Exemples : poussières émises par combustion ou par les volcans, produites par érosion.
Des nanoparticules non manufactuées d'origine anthropique. Ce sont des nanoparticules « déchets » de l'activité humaine.
Exemples : nanoparticules de moteur diesel, combustions diverses, condensation.
Des nanoparticules manufacturées. Ce sont des nanoparticules produites par l'Homme dans un but industriel ou de recherche.
Exemples : noir de carbone (pneus, semelles de chaussure...), dioxyde de titane (peintures blanches, dentifrices, crêmes solaires, surfaces auto-nettoyantes...), nanoparticules de silice
(pneus « vert »), d'or (catalyseur)...
5
Enjeux économiques et technologiques
L’essor de ce secteur pourrait ainsi représenter environ 10 % des emplois manufacturiers à l’horizon
2015 [1].
En France
Un chiffre d’affaire de 600
M€ en 2010
(3 producteurs = 90%).
Effectifs : 600 personnes
(3 producteurs = 70%).
6
Secteurs d’activité en France
7
Les nano-objets en France
8
Mesures de prévention le plus intégrées possibles mais en laissant l’utilisateur au centre de la réflexion.
Objectifs :
⇒ Réduire l’exposition
De la synthèse aux déchets ;
Aménagements, exploitation, modifications
⇒ Réduire probabilité d’occurrence d’un
incendie, ou une explosion
9
2. DEFINITIONS
Normative (ISO)
10
Un nanomatériau est un matériau dont au moins une dimension est à l’échelle nanométrique c'est-à-dire comprise approximativement entre 1 nm et 100 nm ou qui possède une structure interne ou de surface à l’échelle nanométrique [2], [3],
[4], [5].
On distingue les nanomatériaux générés de façon intentionnelle (manufacturés) des non intentionnelle.
11
Classification des nano-objets et des nanomatériaux manufacturés
Les nano-objets peuvent être utilisés en tant que tels sous forme de poudre, de suspension, de solution ou de gel.
12
2. DEFINITIONS
Recommandation de la
Commission Européenne portant sur la définition du terme
« nanomatériau »
13
Un nanomatériau est un matériau naturel, formé accidentellement ou manufacturé contenant des particules libres, sous forme d’agrégat ou sous forme d’agglomérat, dont au moins 50 % des particules, dans la répartition numérique par taille, présentent une ou plusieurs dimensions externes se situant entre 1 et
100 nanomètres.
> réglementations futures
> déclaration en 2013
14
3. DANGERS POUR
LA SANTE ET LA
SECURITE
3.1. Effets sur la santé
15
Les effets toxicologiques
Les principaux facteurs qui déterminent les effets toxicologiques des nanomatériaux sur l’organisme sont [7], [8], [9], [10] :
•
Les facteurs liés à l’exposition
–
Voies d’exposition
–
Durée d’exposition
–
Fréquence de l’exposition
•
Les facteurs liés à l’organisme exposé
•
Les facteurs liés aux nanomatériaux
16
Le dépôt n’est généralement pas uniforme.
Dépôt total et régional chez l’homme en fonction du diamètre des particules
17
Les facteurs liés à l’exposition
•
Les nano-objets peuvent, également, se retrouver dans le système gastro-intestinal
•
La pénétration transcutanée des nano-objets est une hypothèse encore à l’étude.
Les propriétés de surface et l’élasticité des nanoobjets ainsi que le sébum, la sueur, les pores, les irritations locales et les flexions répétées de la peau sont également des facteurs qui pourraient favoriser leur pénétration percutanée.
18
Les facteurs liés à l’organisme exposé
Les nanomatériaux solubles qui se déposent dans l’arbre respiratoire sont dissous par les fluides biologiques.
Les nanomatériaux insolubles ou peu solubles qui se déposent dans les voies aériennes supérieures et dans l’arbre trachéobronchique sont principalement éliminés par transport muco-ciliaire en direction du nez et de la bouche.
19
Les facteurs liés à l’organisme exposé
Ceux qui se déposent au niveau des alvéoles pulmonaires sont généralement éliminés par les macrophages via le mécanisme de la phagocytose. Or, plusieurs études indiquent que les nanomatériaux individuels ne sont pas phagocytés de façon efficace par les macrophages.
> une accumulation dans
les alvéoles pulmonaires.
> inflammations, pathologies
20
Les facteurs liés à l’organisme exposé
Les nanomatériaux inhalés ou ingérés sont de surcroît capables de franchir les barrières biologiques :
nasale, bronchique, alvéolaire, intestinale et placentaire
et de migrer vers différents sites de l’organisme (processus de translocation) via le sang et la lymphe.
21
Les facteurs liés aux nanomatériaux
• distribution granulométrique,
• surface spécifique,
• réactivité de surface,
• nombre,
• morphologie,
• porosité,
• cristallinité,
• solubilité,
Un potentiel de toxicité spécifique
• charge électrique,
• degrés d’agrégation et d’agglomération,
• substances absorbées (métaux, hydrocarbures..)
•
Méthode de fabrication, vieillissement, traitement de surface…
22
La toxicité
•
Les connaissances sur la toxicité des nanomatériaux demeurent lacunaires.
•
La plupart des données toxicologiques proviennent d’études, généralement de portée limitée, réalisées sur cellules ou chez l’animal et donc difficilement extrapolables à l’homme.
•
s’interroger sur les risques encourus y compris pour des composés réputés inertes
•
A masse équivalente, les objets nanométriques présentent une toxicité plus grande et sont à l’origine d’effets inflammatoires plus importants que les objets micro et macroscopiques et de même nature chimique [7], [10].
23
Bio cinétiques de particules de taille nanométrique (d’après Oberdorster G., 2005).
24
Effets secondaires
Mécanismes indirects qui peuvent conduire à la génotoxicité (d’après Singh N., 2009).
25
Colloque INRS Nanomatériaux et risques - 5 au 7 avril 2011 - Nancy
TiO2 (anatase, rutile) et Fe2O3 nanométriques sont plus cytotoxiques que les homologues micrométriques
SiO2 peut avoir un effet sur le système immunitaire (maturation des cellules dendritiques*)
MnO, TiO2, CeO2, => augmentation potentiel inflammatoire
Nanotubes de carbone simple feuillet (brut) => granulomes, marqueurs inflammatoires, stress oxydant, apoptose, phagocytose + rapide que purifiés chez le rat
Al(OH)3 transporté par les phagocytes > ganglions lymphatiques > sang
/ accumulation dans le cerveau progressif chez la souris
ZnO => augmentation des micronoyaux (génotoxiques et cytotoxiques) / effets clastogènes (coupures ADN) et aneugènes (anomalies nb
Chromosomes)
…..
* : cellules présentatrices d’antigène aux lymphocytes T
26
Colloque INRS Nanomatériaux et risques - 5 au 7 avril 2011 - Nancy
• Résultats parcellaires
• Difficiles de transposer à l’Homme
• Absence de modèle d’étude normalisés
Il convient de prendre ces résultats avec une grande prudence
Cependant, au regard des études sur l’animal, il faut réduire les expositions professionnelles au niveau le plus bas
possible.
27
3. DANGERS POUR
LA SANTE ET LA
SECURITE
3.2. Explosion et incendie
28
•
Peu de données sont actuellement disponibles dans la littérature.
•
Il est néanmoins envisageable d’anticiper leur comportement par extrapolation à partir des connaissances acquises sur les poudres fines et ultra-fines
.
> incertitudes
(propriétés chimiques et physiques différentes)
> la violence et la sévérité d’une explosion de même que la facilité de déclenchement ont tendance à augmenter à mesure que la taille des particules diminue. l’énergie d’activation nécessaire est moins
élevée. Nanomatériaux sont plus réactifs, voire plus explosifs.
29
Conditions simultanées pour qu’une explosion survienne :
Les caractéristiques des particules
(composition chimique, granulométrie, etc.) et les conditions environnementales
(température, humidité, etc.) influencent le domaine d’explosivité.
30
Les conditions favorables à la survenue d’une explosion :
- ventilation déficiente,
- méthodes de travail inadaptées (par exemple
nettoyage trop peu fréquent ou nettoyage à la soufflette),
- fuite sur un équipement, déversement
accidentel,
- accumulation dans des conduits,
- etc.
31
Certains métaux, facilement oxydables, comme l’aluminium, le magnésium, le lithium ou le zirconium ainsi que quelques produits inorganiques tels que les nanotubes de carbone sont particulièrement à risque.
Peu d’informations sont également disponibles sur les risques d’incendie des nano-objets, mais il est toujours possible de se référer aux connaissances déjà publiées sur les poussières de plus grandes dimensions.
32
Généralement, trois facteurs doivent être réunis pour qu’un incendie se produise :
• la présence de particules combustibles,
• un comburant
(en général l’oxygène de l’air)
• une source d’énergie.
NB : travaux par point(s) chaud(s)…
33
4. CARACTERISATION
DE L’EXPOSITION
34
Dans une optique d’évaluation de l’exposition professionnelle par inhalation, il est essentiel de privilégier une caractérisation des nanomatériaux dispersés dans l’air, c’est-à-dire sur la phase aérosol (nano-aérosol) [7], [8], [11], [12].
Il n’existe pas actuellement de définition normative définissant la fraction de taille de l’aérosol devant
être mesurée.
=> considérer toute la gamme submicronique
(particules dont le diamètre équivalent est inférieur à environ 1 000 nm).
35
Criètes d’évaluation de l’exposition :
Pour les substances insolubles ou peu solubles, les indicateurs de masse et de composition chimique semblent être
inappropriés (effets spécifiques).
deux autres indicateurs d’exposition semblent devoir être mesurés : la surface
(µm2/m3) et le nombre (particules/cm3).
Pas de méthode de mesure unique et simple ni de consensus.
36
Cela implique de déterminer :
• la concentration en surface,
• la concentration en nombre,
• la concentration en masse,
• leur distribution granulométrique,
• la morphologie des particules,
• la composition chimique,
• la structure cristalline,
• etc.
37
La stratégie de mesurage doit permettre de repérer et de caractériser la (ou les) source(s) d’émission(s) probable(s) des nanomatériaux en faisant sorte de les discerner du bruit de fond, c’est à dire des particules de taille nanométrique présentes dans l’atmosphère de travail mais non liées à l’activité étudiée.
> tendance à se déposer et à s’accumuler
> pas de méthode de prélèvement surfacique validée.
38
Pour procéder à une évaluation quantitative :
- connaissance avérée des dangers
- niveaux d’exposition
Il n’est généralement, pas possible dans les laboratoires dans lesquels sont manipulés des nanomatériaux, d’appliquer des méthodes d’évaluation des risques quantitatives.
=> L’utilisation de méthodes d’évaluation (et de gestion) des risques qualitatives apparaissent alors comme une alternative possible [13], [14].
« Control banding »
39
4. CARACTERISATION
DE L’EXPOSITION
Identification et caractérisation du danger
40
Démarche :
1. détecter, d’identifier et d’inventorier l’ensemble des nanomatériaux qui sont fabriqués ou utilisés
2. Ce recensement doit être exhaustif et mis à jour régulièrement.
3. revue de la littérature scientifique
4. toxicité du matériau parent
5. études réalisées sur cellules, chez l’animal, voire chez l’homme
(matériau parent)
41
4. CARACTERISATION
DE L’EXPOSITION
Evaluation de l’exposition
42
Analyser chaque poste de travail
•
les procédés de synthèse ou d’utilisation
(méthodes en phase liquide ou vapeur, broyage, etc.) et les modes opératoires mis en œuvre,
•
l’état dans lequel se trouvent le ou les nano-objets manipulés : sous forme de poudre, de suspension liquide, de gel, incorporés dans une matrice, etc.,
•
la propension des nanomatériaux à se retrouver dans l’air ou sur les surfaces de travail c'est-à-dire à former des aérosols ou des gouttelettes,
43
• les quantités fabriquées ou utilisées,
• la durée et la fréquence des opérations,
• les voies d’exposition des opérateurs : inhalation, ingestion et/ou contact cutané,
• les mesures de prévention (visant à réduire l’exposition) éventuellement mises en place.
44
Il convient de s’intéresser à :
•
Transfert, échantillonnage, pesée, mise en suspension et incorporation dans une matrice minérale ou organique de nanopoudres,
•
Transvasement, agitation, mélange et séchage d’une suspension liquide contenant des nano-objets,
•
Chargement ou vidange d’un réacteur,
•
Usinage de nanocomposites : découpe, polissage…,
•
Conditionnement, emballage, stockage et transport des produits,
45
•
Nettoyage des équipements et des locaux : nettoyage d’un réacteur, d’une boîte à gants, d’une paillasse, etc.,
•
Entretien et maintenance des
équipements et des locaux : démontage d’un réacteur, changement de filtres usagés, etc.,
•
Collecte, conditionnement, entreposage et transport des déchets,
•
Fonctionnement dégradés ou incidents : fuite d’un réacteur ou d’un système clos…
46
5. CONTEXTE
REGLEMENTAIRE
5.1. La prévention du risque chimique
47
Aucune réglementation spécifique ne régit actuellement la manipulation de nanomatériaux.
Il n’existe pas pour autant de vide réglementaire.
Les principes généraux relatifs à la protection de la santé des salariés demeurent applicables, ainsi que les textes consacrés à la mise sur le marché des substances chimiques, des médicaments…
48
NANOMATERIAUX = AGENTS CHIMIQUES DANGEREUX
Les règles de prévention du risque chimique s’appuient sur les principes généraux de prévention définis à l’article L.4121-2 du Code du travail et se déclinent en 2 volets :
• les règles générales de prévention du risque chimique énoncées aux articles R.4412-1 à
R.4412-58 du Code du travail,
• les règles particulières de prévention du risque chimique pour les activités impliquant des agents chimiques cancérogènes, mutagènes et toxiques pour la reproduction (CMR) de catégorie 1 et 2 définies aux articles R.4412-59
à R.4412-93 du Code du travail.
49
5. CONTEXTE
REGLEMENTAIRE
5.2. Les valeurs limites d’exposition professionnelle
50
A l’heure actuelle, il n’a pas été défini dans les réglementations française et européenne de valeurs limites d’expositions professionnelles pour les nanomatériaux.
Il existe des valeurs limites pour certaines catégories de poussières : poussières réputées sans effet spécifique, dioxyde de titane, graphite sous forme non fibreuse, certains oxydes et sels métalliques, etc.
Pas applicables aux formes nanométrique.
51
En 2005, le NIOSH [1] propose deux valeurs limites d’exposition pour le dioxyde de titane :
1,5 mg/m3 pour le dioxyde de titane fin
0,1 mg/m3 pour le dioxyde de titane ultra-fin
(particules de diamètre inférieur à 100 nm)
[15].
En 2010, il établit une valeur limite d’exposition pour les nanotubes de carbone
de 7 µg/m3 [16].
[1] National Institute for Occupational Safety and Health
52
Le BSI [2] [16] ou l’IFA [3] [17] définissent des valeurs seuils en distinguant certaines catégories de nano-objets : fibres, CMR, nano-objets insolubles et solubles, etc.
Ces instituts indiquent que les valeurs proposées visent à réduire l'exposition des salariés conformément à l'état de l'art. Ils précisent également qu’elles ne sont pas justifiées sur le plan toxicologique, et que leur respect ne saurait constituer une garantie de ne pas développer une pathologie.
[2] British Standards Institution
[3] Institut für Arbeitsschhutz der Deutschen Gesetzlichen
Unfallversicherung
53
Classification CIRC [1] du noir de carbone et du dioxyde de titane
Il n’existe pas aujourd’hui d’étude épidémiologique publiée sur les populations de travailleurs exposés.
Dans les industries les plus anciennes, comme celles du dioxyde de titane ou du noir de carbone, plusieurs
études de morbidité et de mortalité ont été effectuées.
En février 2006, le CIRC a publié les résultats des réévaluations du potentiel cancérogène du noir de carbone et du dioxyde de titane sous formes nanométrique et micrométrique. Il a confirmé pour le noir de carbone le classement établi en 1996 – à savoir cancérogène possible chez l’homme (catégorie 2B) – et a modifié pour le dioxyde de titane celui établi en 1989, qui passe ainsi de la catégorie 3 (classification impossible quant au pouvoir cancérogène pour les humains) à la catégorie 2B. Ces deux substances ne sont pas classées par l’Union Européenne.
[1] Centre international de recherche sur le cancer
54
=> Les connaissances sur la toxicité des nano-objets sont, pour l’heure, insuffisantes pour établir des valeurs
limites d’exposition professionnelle.
Il convient donc de rechercher, quelle que soit l’opération effectuée, le niveau d'exposition le plus bas possible.
55
5. CONTEXTE
REGLEMENTAIRE
Déclaration annuelle des substances à l’état nanoparticulaire
En application de l’article
L 523-4 du code de l’environnement
56
Les personnes qui fabriquent, importent ou distribuent des substances à l'état nanoparticulaire, en l'état ou contenues dans des mélanges sans y
être liées, ou des matériaux destinés à rejeter de
telles substances dans des conditions normales ou raisonnablement prévisibles d'utilisation déclarent périodiquement à l'autorité administrative, dans un
objectif de traçabilité et d'information du public, l'identité, les quantités et les usages de ces substances, ainsi que l'identité des utilisateurs professionnels à qui elles les ont cédées à titre onéreux ou gratuit.
Les informations relatives à l'identité et aux usages des substances ainsi déclarées sont mises à disposition du public.
Code de l’environnement - L 523-1
57
Les objectifs de la loi
1. Avoir la connaissance des nanomatériaux produits, importés, mis sur le marché (identité, quantités, usages)
2. Traçabilité (fabricant, distributeur, importateur et utilisateur professionnel)
3. Rassembler les connaissances sur les nanomatériaux en vue de l’évaluation des
risques et de l’information du public
58
« Substance au sens du règlement (CE) n°1907/2006* fabriquée intentionnellement et se caractérisant par une ou plusieurs dimensions externes, ou une structure interne, sur une échelle de 1 à 100 nm… »
Code de l’environnement - R 523-12
« Nanomonde » selon Richard Feynman - 1959
* REACH = règlement sur l'enregistrement, l'évaluation, l'autorisation et les restrictions des substances chimiques. Il est entré en vigueur le 1 er
juin
2007. REACH rationalise et améliore l'ancien cadre règlementaire de l'Union européenne (UE) sur les produits chimiques.
59
Article 3 du règlement (CE) n°1907/2006
«substance» : un élément chimique et ses composés à l'état naturel ou obtenus par un processus de fabrication, y compris tout additif nécessaire pour en préserver la stabilité et toute impureté résultant du processus mis en œuvre mais à l'exclusion de tout solvant qui peut être séparé sans affecter la stabilité de la substance ou modifier sa composition;
60
Matériau destiné à rejeter une substance à l’état nanoparticulaire dans des conditions normales
ou raisonnablement prévisibles d’utilisation » ?
le terme « matériau » est à interpréter par « article » au sens de REACH. La définition fait référence à un matériau (article) dont le rejet de la substance à l’état nanoparticulaire sert à
remplir une fonction (accessoire à la fonction principale de l’article) : il doit apporter un "plus" à au matériau (article) en question, et doit se produire dans des conditions prévues pour l'utilisation de cet article décrites par exemple dans un manuel d'utilisation, ou dans des conditions qui ne seraient pas tout à fait normales mais raisonnablement anticipables
(conditions dont la survenue est probable en raison de l’apparence ou de la fonction du matériau (article)).
61
REACH
« “Fabricant” : toute personne fabriquant dans l’exercice de ses activités professionnelles sur le territoire, pour son propre usage ou en vue de leur cession à titre onéreux ou gratuit, une substance à l’état nanoparticulaire, en l’état ou contenue dans un mélange sans y être liée, ou un matériau destiné à rejeter une telle substance dans des conditions normales ou raisonnablement prévisibles d’utilisation ;
« “Importateur” : toute personne qui introduit dans l’exercice de ses activités professionnelles sur le territoire une substance à l’état nanoparticulaire, en l’état ou contenue dans un mélange sans y être liée, ou un matériau destiné à rejeter une telle substance dans des conditions normales ou raisonnablement prévisibles d’utilisation, en provenance d’un autre Etat membre de l’Union européenne ou d’un Etat tiers ;
« “Distributeur” : toute personne établie sur le territoire, y compris un détaillant, qui exécute des opérations de stockage et de cession à titre onéreux ou gratuit à des utilisateurs professionnels d’une substance à l’état nanoparticulaire, en l’état ou contenue dans un mélange sans y
être liée, ou d’un matériau destiné à rejeter une telle substance dans des conditions normales ou raisonnablement prévisibles d’utilisation ;
62
QQOQC*
Déclaration annuelle avant le 1 er mai des activités de l’année civile précédente.
Déclaration simplifiée
(catégorie de nanomatériau) via une application informatique dédiée.
Substances à l’état nanoparticulaire & matériaux en contenant :
fabrication, importation ou distribution au moins 100 g / an
proportion minimale des particules : 50 % en nombre
Déclaration au Ministre chargé de l’Ecologie, du
Développement Durable et de l’Energie via l’ANSES.
* : hexamètre de Quintilien = Qui Quoi Où Quand Comment…
63
6. MESURES DE
PREVENTION
6.1. Les principes généraux de la démarche de prévention
64
⇒ Les stratégies de prévention et les
bonnes pratiques de travail qu’il convient de mettre en place dans les laboratoires doivent donc être
élaborées au cas par cas [7], [8], [19].
⇒ Elles visent à réduire l’exposition des
salariés au niveau le plus bas possible.
•
niveaux d’exposition,
•
durée d’exposition,
•
nombre de salariés exposés,
•
etc.
65
Le schéma général de la démarche de prévention édictée par le Code du travail comporte six étapes :
•
identifier les dangers présentés par les nanomatériaux,
•
éviter les risques, si possible en les supprimant,
•
évaluer les risques pour la santé et la sécurité au travail, qui ne peuvent être évités, en fonction des procédés appliqués et des modes de travail (apprécier la nature et l’importance des risques),
•
mettre en place des mesures visant à prévenir ou à limiter les risques (utiliser des équipements de protection individuelle uniquement en complément des protections collectives ou à défaut de protections collectives efficaces),
•
vérifier l’efficacité des mesures prises,
•
assurer la formation et l’information des salariés.
66
Les principales voies de la démarche de prévention [8], [19], [20] :
•
modifier le procédé ou l’activité de façon à ne plus produire ou utiliser le ou les nanomatériaux,
•
remplacer le ou les nanomatériaux par des substances non toxiques ou dont la toxicité est moindre,
•
manipuler les nanomatériaux sous une forme plus sûre : de préférence en suspension dans un milieu liquide, à l’état de gel ou intégrés dans une matrice,
67
•
optimiser le procédé pour obtenir un niveau d’empoussièrement aussi faible que possible afin de limiter l’exposition : privilégier des systèmes clos et des techniques automatisées,
•
capter les polluants à la source : mettre en place une ventilation locale + ventilation générale
•
filtrer l’air avant rejet à l’extérieur du local de travail (HEPA > H13),
68
•
employer un équipement de protection individuelle si les mesures de protection collective s’avèrent insuffisantes,
•
collecter et traiter les déchets,
•
former et informer les salariés exposés sur les risques et leur prévention : donner aux salariés les informations nécessaires à l’exécution de leurs tâches dans des conditions de sécurité optimales,
69
•
assurer une traçabilité des expositions des opérateurs c'est-à-dire noter et conserver toutes les informations pertinentes relatives à leur exposition: types de nanomatériaux manipulés, quantités mises en œuvre, opérations et tâches effectuées, moyens de prévention mis en place, etc..
=> fiche d’exposition
•
analyser et exploiter les incidents et accidents survenus.
70
•
optimiser les procédés afin d’utiliser des quantités de nanomatériaux plus faibles ;
•
remplacer les installations vétustes afin de réduire les dysfonctionnements, les fuites ou les sources d’ignition.
71
6. MESURES DE
PREVENTION
6.2. L’aménagement des laboratoires
Locaux de travail :
Guides INRS ED 950 [21] et ND 2173 [22].
72
Exemple de pictogramme « Risque d’exposition aux nanomatériaux »
IDENTIFICATION ET
SIGNALISATION DES
LABORATOIRES
73
•
Les laboratoires doivent être séparés des zones
« tertiaires »
NB : dépression de 20 Pa / locaux adjacents ; ratio des surfaces ; sas ou zone spécifiquement dédiée
•
Prévoir un accès direct ET restreint aux seuls opérateurs (limiter les expositions, formation) et fermés en dehors des heures de travail.
•
Equipements et instruments dédiés sinon procédure de nettoyage
•
revêtements de sol et muraux et paillasses doivent être lisses, imperméables, non poreux, facilement nettoyables
74
6. MESURES DE
PREVENTION
La prévention des explosions et incendies
75
Conditions simultanées pour qu’une explosion survienne :
Les caractéristiques des particules
(composition chimique, granulométrie, etc.) et les conditions environnementales
(température, humidité, etc.) influencent le domaine d’explosivité.
76
Généralement, trois facteurs doivent être réunis pour qu’un incendie se produise :
• la présence de particules combustibles,
• un comburant
(en général l’oxygène de l’air)
• une source d’énergie.
NB : travaux par point(s) chaud(s)…
77
•
La mise en œuvre sous atmosphère contrôlée
•
Limiter les nanoaérosols
•
Nettoyage régulier
•
Isoler des sources d’ignition
(charges
électrostatiques…)
78
6. MESURES DE
PREVENTION
6.3. La ventilation des laboratoires
6.3.1. Principes généraux
Locaux à pollution spécifique
79
La ventilation locale doit répondre à neuf principes simples [23] :
•
envelopper au maximum la zone de production des nanomatériaux,
•
capter au plus près de la zone d'émission,
•
placer le dispositif de manière que l'opérateur ne soit pas entre celui-ci et la source de pollution,
•
utiliser les mouvements naturels des polluants,
•
induire une vitesse d'air suffisante (0,4 m/s – 0,6 m/s),
•
éviter les courants d'air et les sensations d'inconfort thermiques,
•
rejeter l'air pollué en dehors des zones d'entrée d'air neuf après filtration (HEPA > H13).
La ventilation générale
•
assure une élimination des polluants résiduels, non directement captés à la source, (10 à 20 renouvellements par heure)
80
6. MESURES DE
PREVENTION
6.3.2. Les enceintes ventilées
81
SORBONNE
Norme EN 14175
Filtration > H13
ETRAF
HOTTE A FLUX LAMINAIRE
Norme EN 12469
Filtration > H13
PSM de
type II A
Biblio : [24], [25], [26]
BOITE A GANTS
Manipulation de :
CMR
Métaux facilement oxydables
82
Lors d’équipements trop volumineux qui ne peuvent être placés dans une enceinte ventilée, un dispositif de captage des nanomatériaux disposé au plus proche de leur point d’émission doit être mis en place. hottes de laboratoire, tables aspirantes (plan de travail perforé, dosserets aspirants), buses aspirantes, entonnoirs aspirants, anneaux aspirants, etc.
⇒ Filtration avant rejet (HEPA > H13)
83
Des pictogrammes peuvent être apposés sur les enceintes ventilées indiquant par exemple :
« Risque d’exposition aux nanomatériaux » notamment dans les laboratoires qui ne sont pas spécifiquement dédiés à la manipulation de nanomatériaux.
84
Exemples d’opérations à effectuer :
•
le déconditionnement,
•
la synthèse
•
la pesée,
•
l’échantillonnage,
•
le broyage,
•
la mise en suspension et le mélange,
•
le transvasement,
•
le filtration et le séchage,
•
le changement de filtres sur un aspirateur…
85
6. MESURES DE
PREVENTION
6.4. La filtration de l’air des laboratoires
86
Impaction – Interception / diffusion Brownienne
Dans le domaine des particules nanométriques, le mécanisme de collection est la diffusion.
Collecte des particules par impaction Collecte des particules par diffusion
(> 1 µm) et interception (> 0,1 µm) Brownienne (< 100 nm)
+ forces coulombienne, polarisation (fibres chargées), image (particule chargée)
87
Efficacité d’un filtre à fibres
1
augmentation de l’efficacité des filtres à fibres avec la diminution de la taille des particules [28],
[29].
1
MPPS : Most Penetrating Particule Size
10 100
Diamètre des particules (nm)
1000 10000
Efficacité minimale (MPPS).
Particules trop grosses pour que l’effet de diffusion soit efficace et trop petites pour que les mécanismes d’interception et d’impaction jouent un rôle important.
Méthode normalisée EN 1822-5 [30]
88
Classe de filtre
E 10
E 11
E 12
H13
H14
U15
U16
U17
Valeur intégrale
Efficacité
(%)
85
95
99,5
99,95
99,995
99,9995
99,99995
99,999995
Pénétration
(%)
15
5
0,5
0,05
0,005
0,0005
0,00005
0,000005
Valeur locale
Efficacité
(%)
/
/
97,5
99,75
99,975
99,9975
99,99975
99,9999
Pénétration
(%)
/
/
2,5
0,25
0,025
0,0025
0,00025
0,0001
Classification des filtres EPA (E 10 à E 12), HEPA (H 13 et H 14) et
ULPA (U15 et U17) selon EN 1822-1 [31].
Aspirateurs industriels : Norme EN 60335-2-69 s’applique et
des dispositifs de classe H
89
6. MESURES DE
PREVENTION
6.5. Le nettoyage des
équipements et des locaux
90
Le nettoyage des surfaces, des instruments, des équipements et du mobilier doit être
effectué par les opérateurs.
linges humides et/ou d’un aspirateur (HEPA >
H 13) dédié et signalé.
Déchets contenant des nanomatériaux
Nettoyer l’aspirateur
Utilisation d’EPI adaptés (ne pas mélanger avec les vêtements de ville ; prévenir l’entreprise de nettoyage le cas échéant)
Hygiène du travail
Lavage des mains, avants-bras …
91
6. MESURES DE
PREVENTION
6.6. Le stockage des produits
92
Le stockage dans un local central isolé du laboratoire doit toujours être préféré
[32]
(à proximité immédiate du laboratoire ).
> identifié ex : « Risque d’exposition aux nanomatériaux »
> produits étiquetés
> accès réservé, fermé en dehors des heures ouvrables
> rétention
> ventilation mécanique
> surfaces facilement nettoyables
> produit de nettoyage et de récupération (absorbant…)
> EPI à disposition
Le stockage tampon peut être réalisé en armoire ventilée.
Ne pas stocker sous sorbonne.
93
Le conditionnement, le déconditionnement et le fractionnement des nanomatériaux
(et notamment des nanopoudres) doivent être effectués dans une enceinte
ventilée.
⇒ Postes de pesée ventilés (ex : Safetech,
Skan AG…)
Extraction en dehors des locaux
94
6. MESURES DE
PREVENTION
Le transport
95
En l’absence d’une réglementation spécifique concernant le transport des nanomatériaux, il convient d’appliquer les règles en vigueur relatives au transport des marchandises dangereuses et de se référer aux règlementations ADR [1] (transport par la route), RID [2] (transport par chemin de fer),
IATA [3] (transport par air) et IMDG [4]
(transport par mer).
Le transport par voie postale de nanomatériaux est interdit.
[1] Accord européen relatif au transport international des marchandises dangereuses par route
[2] Règlement concernant le transport international ferroviaire de marchandises dangereuses
[3] International Air Transport Association
[4] International Maritime Transport for Dangerous Goods
96
6. MESURES DE
PREVENTION
6.7. le traitement des déchets
97
Les déchets de nanomatériaux doivent
être traités comme des déchets dangereux.
> poubelles fermées au plus près des
zones de manipulation, dédiées et
identifiées résidus de manipulation, contenants vides souillés, produits et résidus de nettoyage, sac aspirateur, EPI contaminés…
> emballages fermés et identifiés
« Contient des nanomatériaux ».
> entreposage adapté (local dédié..)
98
Les produits liquides :
> conteneurs étanches et étiquetés.
Les produits solides, les filtres, les EPI jetables, etc. :
> sacs en plastique étanches et étiquetés.
Filières d’élimination :
> incinérateur (jusqu’à 1000 °C) ;
> four cimentier (jusqu’à 1850 °C).
99
6. MESURES DE
PREVENTION
6.8. Maintenance - démantèlement
100
L’entretien et la maintenance périodiques des équipements et des installations minimisent les risques d’interruptions non planifiées, de dysfonctionnements et
de dégagements accidentels (fuites).
> programmé
> accès restreint
> information des personnels
Le dépoussiérage et le nettoyage soigneux des équipements et des installations concernés constituent la première étape de l’intervention puis à la fin des opérations.
101
6. MESURES DE
PREVENTION
6.9. Incidents - accidents
102
Des procédures d’intervention lors de dégagements (fuites) et de renversements accidentels doivent être rédigées et diffusées auprès des
opérateurs.
• alerter les services de secours
• identifier les périmètres affectés par
des incidents ou des accidents d’envergures diverses
• mettre en place un contrôle de
l’accès aux locaux contaminés ;
• disposer d’équipements de
protection individuelle adaptés
• Informer des méthodes de nettoyage
103
Un registre des incidents et des accidents doit être tenu à jour. Une analyse rigoureuse de chaque incident et accident doit être conduite afin d’éviter qu’il ne se réitère et de prendre le cas
échéant des mesures de prévention.
Les lieux de travail sont équipés d’un matériel de premiers secours facilement accessible. Des lave-œil et des douches de sécurité seront notamment installés.
104
6. MESURES DE
PREVENTION
6.10.1. Protection respiratoire
Familles d’appareils de protection :
INRS ED 780 (2011)
105
les filtres de classe 1 marqués P1 ou FFP1 arrêtent au moins 80 % des aérosols, les filtres de classe 2 marqués P2 ou FFP2 qui arrêtent au moins 94 % des aérosols les filtres de classe 3 marqués P3 ou FFP3 qui arrêtent au moins 99,95 % des
aérosols.
Nanomatériaux => classe 3
> Etanchéité
106
6. MESURES DE
PREVENTION
6.10.2. Protection cutanée
/ oculaire
107
Il est recommandé de porter des vêtements de protection contre les produits chimiques sous forme de particules) en Tyvek® de type 5 (plus efficace que le coton et le polypropylène vis-à-vis des nanoaérosols [38], [39]) à
usage unique.
NB : manchettes en Tyvek®
Des gants étanches
(nitrile, vinyle, latex ou néoprène) [38], [39], / deux paires de gants
Des lunettes équipées de protection
latérale
108
6. MESURES DE
PREVENTION
6.11. Information - formation
109
S’informer à l’aide des fiches de données de sécurité des matériaux parents.
Les données importantes (granulométrie, la surface spécifique ou encore la morphologie) ne sont pas précisées dans ces fiches.
110
•
donner une représentation la plus juste possible des risques
•
mise en œuvre des EPC
•
l'utilisation des EPI
•
les bonnes pratiques de travail,
•
les procédures de nettoyage et de traitement des déchets,
•
les mesures d'hygiène ;
•
les mesures en cas d'incident / accident.
Une traçabilité doit être réalisée.
111
6. MESURES DE
PREVENTION
Surveillance médicale
112
Il n’existe pas à ce jour de consensus sur le contenu et les modalités de suivi médical des salariés potentiellement exposés aux nanomatériaux [41].
•
détermination de l’aptitude au poste de travail et l’information des salariés sur les risques et les mesures de protection.
•
constituer un bilan de référence à l’embauche
> dossier médical individuel des salariés.
> adaptation en fonction des
connaissances à venir
113
Conclusions
114
•
Des connaissances parcellaires
•
Une réduction de l’exposition au niveau le plus bas possible
•
Evaluation des risques itérative
•
Bonnes pratiques de laboratoires rigoureuses (manipulations + nettoyage)
•
Protections collectives
•
Protections individuelles
•
Formation des personnels renouvelée
•
Maintenance et entretien
•
Gestion des déchets
115
116
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