Anticiper les émissions accidentelles et chroniques de nanomatériaux manufacturés et leur devenir dans l’environnement : le projet NanoFASE

Bruno Debray (1) , Jean-Marc Lacome (1) , Olivier Aguerre-Chariol (1) , Isaline Fraboulet (1) , Alexis Vignes (1) , Benjamin Truchot (1)

1 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques

The development of the nanomaterials industry leads to putting an increasing number of manufactured nanomaterials on the market. In order to better anticipate future risks on the environment, the European Union is financing the project NanoFASE (http://nanofase.eu/) relative to the study of the environmental fate of nanomaterials in the environment. The project aims at developing an integrated exposure framework that allows all stakeholders to assess the environmental fate of nano releases from industrial nano-enabled products along their lifecycle. Ineris is involved in two work packages dedicated to estimating the emissions of ENM along their life cycle (WP4) and modelling the air dispersion of ENM emitted from different processes (WP6). Ineris develops a catalogue of emission scenarios from industrial activities, both in normal and accidental situations. It also develops a series of models for estimating the consequences in terms of air concentration and ground deposition of such emission scenarios. Ineris also performed a series of measurements around industrial plants to obtain data for checking the consistency of the developed models.

Les nanomatériaux sont des matériaux composés de nano-objets (nanoparticules) de dimension nanométrique (inférieure à 100 nm). Ils peuvent être libres, agrégés, agglomérés, liés à une matrice ou incorporés dans un liquide. Au cours de leur cycle de vie, les nanomatériaux sont susceptibles de relarguer des nano-objets suivant des mécanismes très variés . Dans le cadre du projet européen NanoFASE (http://nanofase.eu/), l’Ineris s’est intéressé aux scénarios d’émission chronique et accidentelle au cours des premières phases du cycle de vie, à savoir la synthèse des nanoparticules et leur incorporation dans des matériaux [1]. Au cours de ces étapes, les nanoparticules existent généralement sous forme de poudre, forme la plus émissive. C’est durant ces étapes que les flux d’émission localisés sont potentiellement les plus importants et susceptibles de conduire localement aux concentrations les plus élevées dans l’air et les milieux. D’un point de vue environnemental, il est donc essentiel de pouvoir qualifier et quantifier ces émissions. Les résultats obtenus par d’autres partenaires [2] tendent toutefois à montrer que la contribution des émissions au cours des premières étapes du cycle de vie ne représente qu’une très faible part due au flux global de nanomatériaux dans l’environnement, qui sera principalement issu des émissions diffuses au cours des étapes d’utilisation des matériaux et pendant leur fin de vie. Un premier inventaire des procédés de synthèse de nanoparticules a été effectué, ainsi qu’une analyse générique des risques sur des configurations typiques de procédés de production de nanoparticules courantes : dioxyde de titane, noir de carbone et silice nanométrique. Il en ressort que les risques d’émission accidentelle sont principalement concentrés sur les phases de transfert et manipulation interne qui suivent la synthèse des particules et sont relativement similaires pour ces trois types de nanomatériaux. Parmi les scénarios les plus probables figure la fuite de canalisation de transport. En particulier, le cas d’un transport pneumatique conduit potentiellement aux conséquences les plus importantes en termes de quantité de matière rejetée et de zone impactée par les retombées. Ce scénario s’est déjà produit sur un site industriel mettant en oeuvre du noir de carbone, conduisant à des retombées à plusieurs kilomètres autour du site (ARIA 43049). Dans le cadre d’une évaluation des risques associés aux activités de production et de transformation de nanomatériaux, il serait donc utile, pour un tel scénario, de disposer de modèles permettant d’évaluer les quantités rejetées, les concentrations et la distribution granulométrique des particules en fonction de la distance depuis le point d’émission. Une première étude bibliographique [3] a montré qu’il n’existait pas de modèle adapté permettant de prendre en compte les phénomènes d’agglomération au cours des premiers instants de la dispersion, en aval de la brèche.

Domaines: Ingénierie de l'environnement; Sciences de l'environnement

Bruno Debray, Jean-Marc Lacome, Olivier Aguerre-Chariol, Isaline Fraboulet, Alexis Vignes, et al.. Anticiper les émissions accidentelles et chroniques de nanomatériaux manufacturés et leur devenir dans l’environnement : le projet NanoFASE. Rapport Scientifique INERIS, 2018, 2017-2018, pp.12-13. ⟨ineris-02044854⟩