NANOPARTICULES,

NANOTECHNOLOGIES :

FAUT-IL AVOIR PEUR ?


(ET SI OUI, POURQUOI ?)



Ce texte est basé sur le résumé du livre de Francelyne MARANO : Faut-il avoir peur des nanos ? aux éditions Buchet-Chastel. Il intègre des éléments provenant d'autres ouvrages, comme L'Irrésistible envie de savoir, de Catherine BRECHIGNAC, aux éditions Cherche midi, les apports de France Nature Environnement (FNE), de l'Association de Veille et d'Information Civique sur les Enjeux des Nanosciences et des Nanotechnologies (AVICENN), du documentaire « Colorants, édulcorants, conservateurs : que cachent-ils ? »  de Julie LOTZ (France 5), du dossier de Que Choisir (journal de l'Union Fédérale des Consommateurs) n°566 de février 2018, et bien sûr des apports de notre conférencière...



Pourquoi en parlons-nous ?

Parce que ces technologies, et les produits qui en sont issus, sont développés par l'industrie depuis la fin du 20è siècle, mais explorés par les scientifiques depuis les années 1950. On les retrouve dans l'alimentation, les médicaments, les cosmétiques, les vêtements, etc. Ils transforment le monde, mais nous n'avons pas réfléchi à la transformation que nous voulons, et à ses risques. Des mises en garde sur cette absence d'évaluation des risques émanent d'associations et de scientifiques. Les risques pour la santé et l'environnement sont encore mal connus et mal gérés bien que les alertes soient claires pour certaines nanos retrouvées dans des produits de consommation courante. Des interrogations éthiques se sont fait jour, comme celles découlant de la possibilité de modifier l'être humain, d'en faire un « homme augmenté » selon le concept du courant transhumaniste.


De quoi parlons-nous ?

Le préfixe « nano » vient du mot latin signifiant « nain ». Il s'applique aux unités de mesure, et en particulier au mètre. 1 millimètre (mm), c'est un millième de mètre. 1 micromètre (µm), c'est un millionième de mètre. 1 nanomètre (nm), c'est un milliardième de mètre. Chaque unité est donc mille fois plus petite que la précédente. Dans la suite, nous utiliserons les symboles de ces unités.

Un atome a une taille de l'ordre de 0,1 nm, une molécule (c'est un assemblage d'atomes) une taille de l'ordre de 1 nm, une cellule d'un organisme vivant de l'ordre de 1 µm.

Selon la définition adoptée en 2011 par la Commission européenne, le nanomatériau est « un matériau naturel, formé accidentellement ou manufacturé, contenant des particules libres, sous forme d'agrégats 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 nm et 100 nm ». Il s'agit d'une définition peu contraignante obtenue par les industriels, à l'opposé de ce que soutenaient scientifiques et associations, pour qui ces limites et ce pourcentage sont arbitraires, les propriétés spécifiques de ces matériaux ne disparaissant pas en dehors d'elles.

C'est cependant en application de ce texte européen qu'a été édictée en France en 2012 l'obligation de déclaration « des substances à l'état nanoparticulaire fabriquées, importées et mises sur le marché ». C'est le registre R-nano géré par l'ANSES (Agence Nationale de SEcurité Sanitaire de l'alimentation, du travail et de l'environnement).

Les nanosciences étudient les propriétés spécifiques des particules dont la taille est de l'ordre du nm.

Les nanotechnologies permettent de concevoir, de caractériser, de produire des particules de taille inférieure à 100 nm.

Les polluants atmosphériques de taille inférieure à 100 nm sont appelées « particules ultrafines » pour les distinguer des nanoparticules, produites intentionnellement.

Dans la suite, nous utiliserons le terme « nanos » pour désigner les nanoparticules.


Quelles sont les propriétés extraordinaires des nanos ?

(avec un petit calcul accessible à tout le monde !)

Si un solide est plongé dans un liquide, et que les deux produits sont susceptibles de réagir l'un avec l'autre, la vitesse et l'efficacité de la réaction dépend de la surface de contact, c'est-à-dire de la surface extérieure du solide.

Prenons un solide de forme cubique, d'1 mètre d’arête, de volume 1 m3. La surface d'une de ses faces est donc de 1 m X 1 m = 1 m². Comme tout cube qui se respecte, il a 6 faces, d'où une surface extérieure totale de 6 X 1 m² = 6 m².

Découpons ce cube en 10 couches, en 10 colonnes et en 10 rangées. Nous obtenons donc 10 X 10 X 10 = 1000 petits cubes. Chacun d'entre eux a ses faces de surface 0,1 m X 0,1 m = 0,01 m². Avec 6 faces, chacun a une surface extérieure de 6 X 0,01 m² = 0,06 m². Nous avons maintenant 1000 petits cubes, et s'ils se dissocient dans le liquide, cela nous fait une surface totale de contact de 1000 X 0,06 m² = 60 m². Soit une surface 10 fois plus grande que celle de notre cube de départ !

Pour passer de 1 m à 1 nm, nous avons vu qu'il faut diviser par un milliard (1 000 000 000) ce qui fait que la surface de contact totale de tous ces cubes d'1 nm d'arête sera un milliard de fois celle de notre cube de départ, soit 6 milliards de m² ! Cela fait 6 000 km², soit la surface d'un département comme les Deux-Sèvres. Paris a une surface de 105 km², le Val-de-Marne de 245 km² !

Cela montre que la réactivité d'une nano est bien supérieure à celle d'un solide à notre échelle. C'est essentiellement cette propriété qui est à la base de la production industrielle de nanos, production qui se développe depuis une vingtaine d'années.

On utilise également des propriétés physiques remarquables, telles la plasticité, la viscosité ou la mouillabilité, des propriétés chimiques, comme l'effet catalytique, et des propriétés électriques, en particulier la conductivité beaucoup plus élevée qu'à l'état massif.


Y a-t-il des nanos dans la nature ?

Lors des éruptions volcaniques, une partie des cendres émises l'est sous forme de nanos. Elles étaient utilisées dès l'empire romain pour produire un mortier léger et résistant. L'éruption en 2010 du volcan islandais Eyjafjalljökull (dont personne n'a jamais réussi à prononcer le nom !) a émis 25% de particules ultrafines, essentiellement de silice, dont on connaît l'incidence chez les mineurs.

Les incendies de forêt émettent également de ces particules. Ceux de 2010 à proximité de Moscou seraient à l'origine de 11 000 décès anticipés !

Les vents de sable dans les déserts (comme celui du Sahara) mobilisent des particules dont les plus grosses se déposent rapidement, mais les plus légères, les particules ultrafines, peuvent se déplacer sur des milliers de km. En Europe, le seuil d'alerte sanitaire est de 80 µg/m3 (millionièmes de gramme par mètre cube). Lors de certains épisodes de tempêtes de sable venu du Sahara, la concentration peut atteindre 1 500 µg/m3 !


Combien de nanos sont produites par l'industrie ?

Un institut états-unien recense ces productions. Mais la déclaration n'étant pas obligatoire, ce nombre est vraisemblablement sous-estimé. On passe de 50 produits en 2005 à 1600 en 2013.

En France, l'ANSES en recense moins, mais de façon non exhaustive, et sans en donner la liste. Doit-on voir là la préservation du secret industriel ?

La présence de nanos dans des produits a dans un premier temps été utilisée comme argument publicitaire. Puis, devant la méfiance des consommateurs, les industriels ont fait machine arrière.

400 000 tonnes par an de nanomatériaux sont introduits dans les produits de consommation en France.

Cette méfiance était soutenue par les associations qui ont joué un rôle déterminant pour que des évaluations des risques soient effectuées.


Où trouve-t-on des nanos ?

La réponse est simple : partout !


Quels produits trouve-t-on sous forme nano ?

Il s'agit essentiellement de :


Les nanos sont-elles toxiques ?

La nécessité d'une évaluation bénéfices-risques s'impose, s'agissant de produits courants auxquels nous sommes exposés quotidiennement.

Mais cette évaluation est complexe. Pour ne citer qu'un exemple, il existe plus de 80 sortes de nanoparticules de carbone.

De plus, bon nombre de produits ont obtenu une autorisation de mise sur le marché (AMM) en raison de la présence de particules sous forme micro, mais nous avons vu que les nanos ont des propriétés différentes à leur échelle.

Ce sont les toxicologues qui ont, les premiers, commencé à s'interroger sur les risques pour les travailleurs, les consommateurs et l'environnement.

Le Centre International de Recherche sur le Cancer (agence de l'OMS) a classé en 2006 le dioxyde de titane cancérigène possible par inhalation.

Pour bien comprendre ce problème de toxicité, il faut savoir que tout organisme vivant (considérons au hasard le nôtre) possède 5 barrières de protection : la barrière cutanée, la barrière pulmonaire, la barrière intestinale, qui ont pour fonction d'empêcher la pénétration de particules indésirables dans l'organisme, et, si ces barrières sont cependant franchies, la barrière hémato-encéphalique, protégeant le cerveau, et, pour les femmes enceintes, la barrière placentaire, protégeant le fœtus.

Les expériences réalisées actuellement se font sur des animaux de laboratoire ou sur des cultures de cellules. Elles montrent une pénétration des nanos dans l'organisme de ces animaux. On en retrouve par exemple dans les glandes endocrines, le foie, la rate, le cerveau. Mais les industriels contestent ces résultat, au motif que l'extrapolation à l'homme serait invalide.


Qu'en est-il de la barrière pulmonaire ?

Des évaluations d'exposition professionnelle aux nanos, pour des ouvriers travaillant dans des usines de production de nanos, ont mis en évidence des effets pulmonaires et cardiaques, mais concernent peu d'individus, et ne représentent pas une preuve incontestable. Chez les ouvriers exposés aux fumées de soudage, on a constaté des maladies respiratoires graves : bronchite chronique obstructive, cancer pulmonaire. L'exposition d'animaux de laboratoire à des nanotubes de carbone a provoqué des effets s'apparentant au mésothéliome déclenché par l'amiante. Or, on a retrouvé de tels nanotubes de carbone dans les macrophages (les cellules du système immunitaire que l'on trouve dans les alvéoles pulmonaires) de 69 enfants asthmatiques à Paris ! On trouve de l'ordre de 10 millions de nanoparticules par litre d'air en milieu urbain.

La biologie nous apprend que du mucus se trouve dans le nez, les bronches et les bronchioles. Il protège la barrière bronchique et permet d'évacuer les particules qui y sont piégées. Mais les particules les plus fines, les nanos, peuvent arriver jusqu'aux alvéoles. Là, elles sont prises en charge par les macrophages, qui peuvent digérer des bactéries, mais sont impuissants face aux particules minérales, qui vont s'accumuler dans l'alvéole, pouvant provoquer une fibrose pulmonaire. Au niveau de l'alvéole, la distance entre l'air et le sang est d'environ 1 µm, ce qui permet à une partie de ces particules de passer dans le sang.


Qu'en est-il de la barrière cutanée ?

La peau joue un rôle essentiel de barrière qui nous protège très efficacement contre l'intrusion d'agents extérieurs, tout au moins quand elle n'est pas lésée.

Des études réalisées aux États-Unis ont conclu que les nanos peuvent pénétrer dans l'épiderme, mais ne semblent pas pénétrer dans la couche de cellules sous-jacente, le derme, sauf si la peau est lésée (écorchure, coup de soleil, tatouage). Mais les nanos s'accumulent aussi dans les follicules pileux, à la base des poils, et on ne sait pas si elles sont éliminées.


Qu'en est-il de la barrière intestinale ?

La paroi interne de l'intestin grêle est protégée par un mucus, dans lequel se trouvent des cellules du système immunitaire. Celles-ci sont capables d'absorber les nanos présentes dans l'alimentation. Mais des expériences menées par l'INRA sur des animaux de laboratoire ont montré qu'une partie du dioxyde de titane nano se retrouve dans leurs organes internes. Cela donne à penser que ces nanos ont franchi la barrière intestinale, sans doute par le biais des cellules immunitaires. Cela affecte le système immunitaire de l'intestin, et pourrait être à l'origine de pathologies intestinales dont des cancers colorectaux, sans qu'on en ait la preuve.

Par exemple, le nano-argent, libéré progressivement dans l'intestin, libère des ions argent, très efficaces contre les bactéries, y compris contre les bactéries qui forment notre microbiote et jouent un rôle fondamental dans notre digestion.

Cette question, sans doute la plus préoccupante, est la moins bien étudiée actuellement.


Qu'en est-il de la barrière hémato-encéphalique ?

Cette barrière est très efficace pour ne laisser entrer dans le cerveau que les aliments dont il a besoin, en particulier le sucre.

Mais il semble, comme l'ont montré des études à Mexico, que les particules ultra-fines de l'air pollué peuvent la franchir. Cela induirait la formation de radicaux libres, et un stress oxydant à l'origine de maladies comme Parkinson et Alzheimer. Ce n'est qu'une hypothèse, qui doit être évaluée.


Qu'en est-il de la barrière placentaire ?

Celle-ci est évidemment destinée à empêcher le passage de produits indésirables de la femme enceinte au fœtus.

Des expériences menées sur des animaux de laboratoire ont montré que les particules de nano-argent et de nano-titane franchissent cette barrière, et sont susceptibles d'avoir une action sur le fœtus.


Quelle recherche ?

Les premières alertes dans les journaux scientifiques datent de 2004. La première recherche convaincante, par Oberdörster et autres, a été publiée en 2005 dans la revue Environnemental Health Perspectives.

On connaît aujourd'hui de mieux en mieux les effets néfastes des particules atmosphériques fines. Elles produisent rhinites, bronchites, asthme, troubles cardio-vasculaires, et vraisemblablement Parkinson et Alzheimer. Ceci, notamment chez les personnes les plus vulnérables, bébés, enfants, malades et personnes âgées.

En revanche, sauf quelques cas liés à l'exposition des travailleurs, ces données n'existent pas pour les nanos. Les recherches se développent, mais il reste beaucoup à faire. En particulier, l'accumulation de nanos dans des organes, même à faibles doses, pourrait provoquer des crises sanitaires comme on en a connu avec la silice et l'amiante. Mais un chercheur états-uniens a déclaré : « Il n'y a pas assez d'éprouvettes dans le monde pour procéder à toutes les expériences nécessaires. »

Ces recherches doivent permettre de définir des stratégies réglementaires pour protéger les êtres humains et l'environnement.

Mais le déséquilibre est flagrant entre la recherche destinée à protéger notre santé et l'environnement (8% des publications en 2014, d'après l'ANSES), et celle pour rechercher des applications industrielles (92%).


Nanomédecine : quelle réalité ?

La machinerie cellulaire qui permet à chaque cellule de notre organisme de se nourrir, se diviser, bouger, interagir avec d'autres, se fait à l'échelle nano.

L'idée de la nanomédecine, c'est de mimer les phénomènes biologiques naturels pour diagnostiquer, soigner et réparer. Le scanner et l'IRM utilisent déjà des nanoparticules pour mieux visualiser les organes. La nanomédecine recherche de nouveaux médicaments plus spécifiques, plus ciblés, évitant les effets secondaires. L'idéal semble être le médicament encapsulé dans une nanosphère, associée à des protéines la rendant invisible pour le système immunitaire, mais surtout reconnaissant les cellules malades, permettant ainsi la délivrance du médicaments à ces cellules, et non à tout l'organisme, ce qui est une perte d'efficacité, mais surtout risque d'avoir des effets négatifs sur d'autres organes. On voit le gain espéré, notamment en chimiothérapie cancéreuse. Mais ces nanosphères ne risquent-elles pas d'entraîner des effets sur le long terme ? D'engendrer d'autres problèmes ?

Toujours est-il que quelques réalisations ont déjà vu le jour, comme les nanoparticules d'oxyde de fer, utilisées en thermothérapie et en radiothérapie du cancer. Mais l'essentiel de ces espoirs ne s'est pas encore concrétisé.

Certains mouvements vont plus loin que le diagnostic et la thérapie, en envisageant d'utiliser les nanotechnologies pour améliorer les capacités humaines. C'est le concept de « l'homme augmenté » des transhumanistes : accroître les capacités physiques et mentales, enrayer le processus de vieillissement. L'implantation de nanomachines dans les organismes humains, envisagée dans le projet Calico de Google (en 2013), permettrait le suivi et la surveillance généralisée dont on imagine les conséquences en milieu professionnel. Ces développements, qui doivent être contrôlés, sont un sujet de réflexion des comités d'éthique.


Quel débat sur les nanos ?

Face au développement des nanotechnologies, dès la fin du 20è siècle, les associations sont méfiantes et craignent un bouleversement technologique non maîtrisé. Après les États-Unis, la Communauté européenne organise des forums sur la question, dont s'emparent également les chercheurs en sciences humaines.

En France, le débat commence en 2003 avec la création de l'association Pièces et Main-d’œuvre qui conteste le projet de centre de recherche dédié aux nanosciences. Le comité d'éthique du CNRS est chargé de réfléchir aux conséquences sociétales de ces recherches. A partir de 2004, les ministères concernés organisent des séminaires sur ce thème, et la société civile se mobilise : les associations comme France Nature Environnement (FNE), et des élus comme en Île-de-France. Le Conseil Régional organise fin 2006 une conférence de citoyens qui rédige un avis majoritairement favorable aux nanotechnologies, mais en émettant de fortes réserves recommandant de placer l'éthique avant le profit économique.

Un débat public national est organisé fin 2009. FNE défend plusieurs propositions : un moratoire sur les produits vendus au grand public s'il y a contact avec le corps, un étiquetage des produits déjà sur le marché qui contiennent des nanos, et un espace de concertation entre parties prenantes. La commission nationale du débat public organise des réunions décentralisées, et constate un désintérêt du public. Une opposition radicale s'organise pour empêcher ou perturber les réunions, de sorte que ni le public, ni les associations comme FNE, ni les acteurs sollicités ne peuvent s'exprimer. Faut-il empêcher le débat en espérant ainsi empêcher le développement des nanotechnologies, ou favoriser le débat pour que le plus grand nombre soient instruits de ces questions et que la société puisse ainsi se mobiliser à bon escient ?


Quel est l'état de la réglementation ?

En 2008, la Commission européenne a édicté un code de bonne conduite pour une recherche responsable en nanosciences et nanotechnologie, fixant l'objectif de maîtriser les risques sans entraver le progrès. Mais l'application de ce code est laissée à la bonne volonté des États membres.

En 2011, l'Europe édicte un règlement demandant à l'industrie alimentaire d'étiqueter les nanomatériaux, à partir de 2014, mais ne prévoit pas de sanction.

La France est le premier pays à obliger à déclarer la fabrication et l'importation des nanos, depuis début 2013. L'étiquetage, promis lors de la conférence environnementale de 2014, n'est toujours pas mis en place. Il est vrai qu'à l'heure du marché unique européen, il est difficile de le mettre en place en France seule. Cet étiquetage est une revendication importante de FNE.

Le gouvernement français prévoit de suspendre avant la fin de l'année 2018 l'utilisation des nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2), introduit dans de nombreux produits alimentaires sous le nom de E171. La Commission européenne a été saisie afin d'obtenir la même mesure dans toute l'Union européenne.


Quelle action associative ?

En fonction de ces informations, il est légitime de se demander pourquoi le principe de précaution, pourtant inscrit dans notre constitution, n'est pas mis en application dans le domaine des nanos. Pourquoi est-ce à nous de jouer le rôle d'animaux de laboratoire ?

Corinne LEPAGE (ancienne ministre de l'Environnement) et Dominique BOURG écrivent dans leur ouvrage Le Choix du pire, de la planète aux urnes : « Avec les nouvelles technologies, qu’il s’agisse des OGM ou des nanotechnologies, à un certain seuil, la dissémination rend impossible la recherche des responsabilités. L’objectif des industriels est de faire traîner les choses en longueur jusqu’à ce que ce seuil soit atteint. Or ce stade semble atteint aujourd’hui. Les nanotechnologies sont très largement utilisées sans aucun contrôle. Nous vivons dans un système dans lequel le monde industriel invente les règles de son irresponsabilité. »

Les multinationales de l'agroalimentaire ont mis sur place des lobbys très actifs, notamment au niveau de l'Union européenne, dont le travail est d'instiller le doute : peut-être ces produits sont-ils dangereux, mais peut-être pas, alors pourquoi se priver de leurs avantages ? Il faut faire d'autres études. Et nous voilà repartis pour une décennie...

Face à cette attitude des lobbys industriels, il n'est d'autre solution que la mobilisation citoyenne. Et les associations environnementalistes comme la nôtre au plan local, ou FNE au plan national, sont aux premières lignes de cette mobilisation. Renforçons ces associations, participons à la diffusion des informations pour éclairer le plus grand nombre sur les enjeux, participons aux actions qu'elles proposent, qu'il s'agisse de réunion, de pétition, de rassemblement, d'adresse aux décideurs, etc.

L'action ne paie pas toujours, mais la résignation, jamais !

1ère version, octobre 2018