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Les chercheurs dans un nanomonde encore mystérieux

Les espoirs que suscitent les nanotechnologies s’accompagnent d’autant de doutes. Notamment concernant leur éventuelle toxicité pour l’homme.

dangernano SH

Nanocosmos, ce pourrait être le titre d’un nouveau film. Un voyage extraordinaire au cœur de la matière. De cet univers si petit qu’il est resté longtemps caché, nous avons déjà quelques récits grâce à ses premiers explorateurs, les scientifiques, qui décrivent un monde riche de promesses et de dangers. Nanocosmos : film d’anticipation ou d’épouvante ? C’est une question à laquelle tentent de répondre les chercheurs de l’Institut de l’environnement industriel et des risques, l’Ineris. Philippe Hubert en est le Directeur des risques chroniques. Il prévient : "Les dangers des nanoparticules sont la contrepartie de leurs propriétés extraordinaires." 

dangernano 03© Nandiyanto

Un nanomatériau a une très grande proportion d’atomes en surface, là où surviennent les échanges avec d’autres éléments, avec le milieu extérieur,... Par rapport aux matériaux classiques, il sera donc plus réactif et donnera lieu à davantage de réactions chimiques. Mais aussi à des réactions potentiellement très divergentes des situations classiques. On descend en effet pour certaines surfaces à l’échelle atomique, pour laquelle les propriétés de la matière sont radicalement différentes. C’est ce qu’on appelle “l’effet quantique”. Quelle que soit sa forme, un matériau sera estampillé "nano" dès lors qu’au moins deux de ses dimensions seront inférieures à 100 nanomètres. Pour remettre en perspective, 50 nanomètres représentent typiquement la taille d’une centaine d’atomes.


Les propriétés physiques, chimiques, électriques, magnétiques et mécaniques des nanomatériaux sont aujourd’hui particulièrement recherchées. Les applications foisonnent, depuis l’électronique jusqu’à l’aéronautique en passant par la cosmétique, le sport, le textile et la construction. Mais à propriétés exceptionnelles, risques exceptionnels ! "De la même manière que nous aurons plus de réactions pour une même masse, nous aurons plus de toxicité lorsque ces réactions seront indésirables", détaille Philippe Hubert. Les effets inflammatoires de certaines substances comme le noir de carbone (voir encadré) ou les oxydes de titane (notamment utilisés dans les peintures) sont avérés. On sait que certaines nanoparticules parviennent, en petites quantités, à franchir les barrières plus ou moins poreuses de notre organisme et à rentrer dans les cellules. Cette intrusion peut entraîner parfois la mort cellulaire dans le cas des particules les plus immédiatement toxiques, comme celles de nickel, de zinc, de cuivre ou d’argent. Autre exemple, avec les nanotubes de carbone qui semblent rester longtemps dans les poumons lorsqu’ils sont inhalés. Mais selon certaines études, la moitié disparaîtrait au bout de trois mois. 

dangernano 02© Massimo Brega / LookatSciences

Des recherches sont en cours pour déterminer s’ils sont éliminés naturellement ou s’ils passent dans la circulation sanguine pour finir dans des organes tels que les muscles, le cerveau ou les gonades. Une autre source d’inquiétude concerne l’effet "corona" : certaines particules qui pénètrent assez profondément dans l’organisme entraînent avec elles des éléments indésirables, comme certains polluants présents dans l’atmosphère.

Les progrès pour mieux connaître les dangers des nanoparticules peuvent paraître lents, mais comme le souligne Philippe Hubert, "Chaque fois que la connaissance progresse, la complexité croît". Le feu n’est peut-être pas encore franchement vert pour les nanotechnologies mais il n’est certainement pas rouge. Il est orange clignotant.


Le noir de carbone

Le noir de carbone est principalement produit par la combustion incomplète d’hydrocarbures ou d’huiles végétales. Fabriqué depuis longtemps, et dans des quantités qui ne sont pas confidentielles (plusieurs millions de tonnes chaque année), il est utilisé pour la vulcanisation des pneus et comme pigment pour les encres de Chine ou les toners d’imprimantes. Les nanoparticules ont permis d’avoir un regard neuf sur le noir de carbone, dont les particules les plus fines sont nanométriques. Des études ont montré que certaines particules de noir de carbone rentraient très profondément dans les alvéoles pulmonaires, ce qui a conduit l’Organisation Mondiale de la Santé à classer le noir de carbone comme "agent peut-être cancérigène chez l’homme".

Aujourd’hui, il n’existe pas de loi régissant l’utilisation des nanotechnologies. Mais depuis le 1er janvier 2013, l’ensemble des fabricants, distributeurs ou importateurs doivent déclarer les usages de substances à l’état nanoparticulaire ainsi que les quantités annuelles produites, importées et distribuées sur le territoire français. Un site dédié a été ouvert, www.r-nano.fr.

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