Textile, automobile, équipement sportif, produits cosmétiques ou alimentaires ont presque tous un point commun : les nanoparticules. Déclinés sous plusieurs formes, ces nanomatériaux sont censés améliorer l’aspect et les performances. Une réglementation encadre leur production et leur utilisation industrielle. Mais en fin de vie, peu d’expertise et de recul sur leur devenir dans les procédés de traitement et leur libération dans l’environnement. Une étude du bureau d’expertise environnementale Ecogeos, commandée par le réseau Record, dévoile les avancées et les lacunes juridiques et techniques.

Elles mesurent moins de 100 nanomètres, soit 50 000 fois moins que l’épaisseur d’un cheveu humain. Quelques exemples de nanoparticules parmi les plus connues, le dioxyde de titane, pigment blanc, augmente la blancheur et la brillance de la matière et permet de l’opacifier. Il est utilisé dans l’alimentaire mais aussi plus récemment dans les flacons en PET pour les produits laitiers. La silice, au pouvoir anti-agglomérant, est utilisée dans l’alimentaire et dans les poudres de maquillage. Le noir de carbone est présent dans les mascaras et les pneumatiques. Le nano-argent est employé pour ses propriétés antibactériennes dans certains textiles et dans des produits d’hygiène (déodorants, sparadraps…). Les nanotubes de carbone améliorent la résistance de certains équipements de sport. Outre leur utilisation intensive dans l’alimentaire, les nanoparticules sont finalement présentes à tous les stades du cycle de vie des produits : dans les laboratoires de formulation, dans les installations de transformation industrielle, et enfin en bout de chaîne dans les filières de traitement et valorisation des produits en fin de vie. Leur présence est diffuse, explique l’étude Ecogeos. On les retrouve dans les effluents liquides, mais aussi gazeux, dans le sol ou sur des matières solides.

L’Europe cherche à clarifier la loi

Si la réglementation européenne considère les nanomatériaux comme des substances, ils sont alors contraints de respecter les dispositifs juridiques existants prévus dans la réglementation Reach et le règlement CLP (classification Labelling and Packaging). Dans la première, il est prévu une déclaration auprès de l’ECHA des substances chimiques en cas de production ou de distribution de plus d’une tonne. Le second porte sur la classification, l’étiquetage et l’emballage des substances et mélanges de substances. Sauf que selon Ecogeos, les nanomatériaux ne peuvent pas en l’état être enregistrés comme les autres substances car Reach n’est pas adapté. « A ce jour, il existe des difficultés d’identification et de caractérisation des nanomatériaux ainsi qu’un manque d’informations sur le devenir, le comportement et la toxicité, explique Marie-Amelie Marcoux, chef de projets R&D chez Ecogeos et partie prenante de l’étude. Par ailleurs, peu de nanoparticules sont classés dans le règlement CLP en raison d’une information insuffisante sur les risques liés à la forme nano ». Néanmoins la situation évolue progressivement. En avril dernier, la commission européenne a voté la modification des annexes de la réglementation Reach pour mieux prendre en compte les spécificités liées aux nanoparticules. La procédure est en cours. A terme, dans les produits de consommation quotidienne, les nanomatériaux devront être indiqués ainsi qu’une évaluation des risques spécifiques.

Une réglementation française isolée

En France, le recensement des nanomatériaux relève des articles L.523-1 et L.523-3 du Code de l’Environnement, avec l’obligation de déclarer l’identité, les quantités et les usages des substances produites, distribuées ou importées en France. De plus, depuis 2013, les producteurs, les distributeurs, les fabricants et les utilisateurs professionnels français doivent s’identifier et identifier leurs produits contenant des nanoparticules sur la plateforme en ligne R-Nano. Ainsi en 2017, près de 400 000 tonnes de produits ont été déclarées. Nous pouvons constater que le cadre réglementaire français est relativement précurseur, mais que des difficultés persistent, sur la précision des données et leur vérification possible. Les informations concernant la chaîne de distribution reste parcellaire. Seules 40 % des déclarations réalisées par les distributeurs renseignent des quantités. De par sa spécificité, la réglementation française ne permet pas une transmission complète des données. Le problème étant mondial, cette collecte d’informations devrait alors être réalisée à l’échelle mondiale.

De plus, ces informations ne sont pas utilisées jusqu’au bout de la chaîne, puisqu’en fin de vie, la gestion des déchets ne tient pas ou peu compte de la présence des nanomatériaux. En dépit d’une réglementation ambitieuse en Europe et en France, plusieurs obstacles subsistent lors des opérations de traitement des déchets : « nous ne savons toujours pas aujourd’hui quantifier les nanodéchets, les qualifier et encore moins les séparer, indique Marta Matias Mendes, ingénieure chez Ecogeos. Nous nous sommes interrogés dans le cadre de cette étude, sur leur possible transformation et évolution selon le type de procédé de traitement thermique, chimique ou mécanique des déchets ». Résultat : une information disparate d’une filière à l’autre avec quelques informations glanées ici ou là. Pourtant les enjeux sanitaires existent sur certaines substances. L’ Anses (Agence de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) se montre très vigilante sur les risques liés à la présence de ces substances, pour certaines potentiellement cancérigènes. En raison de leurs propriétés physico-chimiques particulières, ces nanomatériaux peuvent avoir des effets biologiques néfastes. En France, les pouvoirs publics ont demandé en 2016 à l’Anses d’évaluer l’usage de l’ensemble des nanomatériaux dans l’alimentation par exemple. L’objectif est donc de savoir où l’on en trouve et qui est exposé, en analysant l’ensemble de la filière, des fabricants jusqu’aux consommateurs. Les résultats arrivent en pointillé et le travail est long pour comprendre ce qu’il se passe en bout de chaîne.

On en sait plus lors du stockage et de l’incinération que sur le recyclage

Lorsque le bureau d’études Ecogeos a entrepris ses premiers travaux sur la présence et le devenir des nanomatériaux dans la filière de valorisation énergétique, en 2013, peu d’informations étaient disponibles, tout simplement parce que les travaux à ce sujet étaient rares. En cinq ans, la littérature scientifique dans ce domaine s’est étoffée et a donné lieu à de nombreuses publications internationales, néanmoins assez dispersées et très spécifiques. Pour obtenir une vision un peu plus globale sur la question, il faudrait donc compiler l’ensemble des travaux pour en faire une synthèse et une analyse. Ce que tente de réaliser Ecogeos. Un travail de fourmi en quelque sorte.

Dans ce fouillis d’études, Ecogeos a malgré tout pu en tirer quelques enseignements. « Si dans le traitement des boues en Step, dans le stockage et l’incinération, nous avons pu récupérer des informations sur les nano-déchets quant à leur devenir et leur transformation, nous n’avons pratiquement rien concernant leur présence et leur gestion dans le recyclage, le compostage et la méthanisation » avance Marie-Amélie Marcoux. Plusieurs travaux ont désormais montré que les lixiviats issus des ISDND contenaient des nanoparticules qui se retrouvaient ensuite transférées vers les stations d’épuration. Autre enseignement liés aux effluents, on sait désormais que le nano-argent utilisé dans le textile est largué différemment lors du lavage selon si son support est en coton ou en polyester.

Aucun moyen de séparation des nanodéchets

Dans la filière incinération, les procédés existants de captage de fumées, grâce aux filtres à manche ont permis d’observer une bonne maîtrise des émissions des nanoparticules dans l’atmosphère. Si les nanodéchets ne sont pas émis dans l’air, où vont-ils ? « A ce jour, la question reste entière et aucune étude ne s’est encore penchée sur les possibles concentrations de nanoparticules dans les cendres et les mâchefers, expliquent les auteurs de l’étude. Dans les filières de recyclage et sur certaines étapes de traitement, la présence de nanoparticules a pu être détectée dans l’air environnant lors du processus de broyage. Pour autant, rien ne prouve que cela est lié à la présence de nanoparticules dans la matrice initiale ». Par ailleurs, plusieurs analyses sont basées sur la modélisation des flux entrant/sortant au sein de la filière, mais qui reposent sur des hypothèses peu vérifiées. Ecogeos donne l’exemple d’une hypothèse non confirmée de transfert des nanoparticules dans les eaux de procédés de recyclage lors du dépulpage du papier-carton, ou lors de lavage de matières issues de DEEE.

Le cas des déchets plastiques est particulier, avance l’étude. En effet, parfois, des ajouts de nanoparticules sont conseillés pour faciliter la recyclabilité. C’est le cas des nano-silicate dans le PET et des nano-argiles dans le PP. Dans ce contexte, quels sont les impacts de ces opérations au cours du traitement et leur devenir ? A l’inverse, les opérations de recyclage sur du PET opaque montrent que le nano-TiO2 (dioxyde de titane) affaiblit les caractéristiques du plastique et accentue son jaunissement. D’autres matériaux comme le verre ou les métaux d’emballages sont par ailleurs très peu examinés. Enfin, il existe un réel problème d’identification des nano-particules à l’entrée des filières de recyclage. Même si les déchets contenant des nanomatériaux nécessitaient un traitement spécifique, aucun moyen actuel n’existe pour les séparer des autres flux de déchets.

Des lacunes dans le recyclage à combler

L’ objectif de ces travaux est double : dresser un bilan des projets de recherche en cours par filière de traitement et proposer des thématiques de recherche. L’étude a d’ores et déjà permis de cerner des états de l’art riches d’informations sur le devenir des nanoparticules dans les filières de valorisation, mais ils présentent encore quelques lacunes. Dans l’incinération, la question porte sur leur présence dans les résidus solides (cendres et refiom). Dans le stockage, quid du traitement des lixiviats et celui des ISDI (Installations de stockage des déchets industriels). Dans le recyclage, de nombreuses zones d’ombres subsistent sur certains matériaux comme le verre, les métaux, les papiers et les cartons.

Toujours en cours, l’étude Ecogeos précisera le devenir et les impacts possibles des nanomatériaux dans les processus de traitement des déchets (recyclage, incinération, mise en décharge et traitement des eaux usées). Elle doit définir par ailleurs les domaines de recherche à investiguer, ainsi que les approches possibles pour soutenir efficacement la gestion durable des nanomatériaux. Quelques pistes d’amélioration sont d’ores et déjà incontournables, comme l’évolution réglementaire ; l’instauration de moyens d’identification dans les flux de déchets ; la mise en œuvre de travaux en métrologie.

En plus :

Le réseau Record est une association regroupant industriels et pouvoirs publics. Il permet de réaliser des études de recherches appliquées sur les grandes thématiques environnementales et sanitaires dans le cadre d’une collaboration entre industriels, scientifiques et pouvoirs publics.

Crédit : CM