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17 octobre 2012 3 17 /10 /octobre /2012 18:48

 

17 Octobre 2012

La norme Euro 5, qui s’applique actuellement, impose des limites d’émission de particules aux seuls moteurs Diesel.

Cette limite, de 5 mg/km, impose l’utilisation d’un filtre à particules (FAP).

Les FAP conçus pour satisfaire cette norme retiennent les particules les plus grosses ( les suies) mais laissent passer les particules ultrafines (nanoparticules), dont la masse est très faible mais le nombre très élevé.

Or, ces particules sont très nocives eu égard à leurs faibles dimensions (10 à 500 nanomètres) qui leur permet d’atteindre l’intérieur des organes.

Les moteurs « Euro 5 » ne fument plus mais continuent à émettre des polluants toxiques.

Cette situation n’est pas acceptable. Il est nécessaire de connaître le nombre de nanoparticules émises et d’en limiter le nombre.

Les constructeurs de moteurs du monde entier travaillent depuis plusieurs années sur le problème du contrôle d’émission des nanoparticules. Sont concernés d’abord les moteurs Diesel, mais aussi les moteurs à essence récents à injection directe.

En Europe ces travaux se sont déroulés dans le cadre du «  Particle Measurement Program » regroupant les professionnels européens du secteur, avec la participation des Etats-Unis, du Japon et de la Corée.

9 laboratoires ont travaillé sur quinze modèles de véhicules.

Notons au passage que le véhicule de référence a été la Peugeot 407 Hdi 2L, choisie en raison de l’avance de PSA dans le domaine du FAP, au démarrage du programme.

Ces travaux ont porté sur la recherche de méthodes fiables et reproductibles de caractérisation des nanoparticules émises, sur la mesure des émissions des moteurs de la technologie actuelle, sur l’efficacité des FAP, et sur la recommandation pour une limite acceptable du nombre des nanoparticules émises.

Le rapport final donne une valeur indicative de cette limite:

6 x 10 EXP(11) par kilomètre. ( 600 Milliards)

Cette valeur pourrait être retenue pour la norme Euro 6 qui doit entrer en vigueur en 2014 pour les nouveaux modèles.

Le rapport souligne également la difficulté d’obtenir des mesures fiables, ainsi que la variabilité des résultats en fonction des conditions d’essai et notamment de l’état du filtre à particules relativement à sa régénération.

Il faut noter que la valeur limite proposée correspond non pas à un quelconque seuil de toxicité, mais à ce que peut réaliser la technologie d’aujourd’hui ( ce que savent faire les constructeurs).

On peut légitimement se demander si des taux d’émission de 600 Milliards de nanoparticules par kilomètre et par véhicule ne poseraient pas quelques problèmes résiduels de santé publique !

Un véhicule diesel moyen rejette de l’ordre de 1 m3/km. S’il respecte la future norme Euro 6 il rejettera donc des gaz contenant 600 Milliards de nanoparticules par mètre cube, soit 600 000 par cm3.

C’est 40 fois plus que la concentration moyenne de nanoparticules mesurée par AIRPARIF dans l’air ambiant à la station de Gennevilliers.

Qu’en pense l’OMS ?

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2 octobre 2012 2 02 /10 /octobre /2012 16:07

 

2 Octobre 2012.

Ceci ne concerne pas (pour le moment) les 40% d’automobilistes qui roulent à l’essence et qui ont donc échappé à l’épidémie du diesel, qui sévit pourtant depuis plusieurs dizaines d’années en France.

Leur apparente immunité au gazole les place à l’abri des foudres de Bruxelles, qui met notre pays en demeure de prendre d’urgence des mesures efficaces de prophylaxie à l’encontre des germes diffusés par les orifices d’échappement des véhicules atteints de diéselite.

De même que, dans certains pays, les individus atteints par la grippe ou tout autre maladie respiratoire contagieuse, doivent porter un masque filtrant, les véhicules brûlant du gazole doivent être équipés d’un filtre à particule ( FAP).

Nous ne discuterons pas ici du bien fondé d’une telle mesure, mais seulement de son impact sur le marché automobile.

Rappelons que les constructeurs sont tenus de respecter les normes Européennes ( et même les autres s’ils veulent vendre leurs produits hors de l’Europe).

La norme Euro 5, appliquée à partir de Septembre 2009, ne peut être respectée que si les véhicules diesel sont équipés d’un FAP.

L’application de cette norme a été progressive:

- Les nouveaux modèles ont du être équipés dès Septembre 2009.

- Les véhicules neufs, même d’un modèle ancien, ont dus être équipés à partir du 1er janvier 2011.

Cette norme impose (entre autres) des limites aux émissions de particules. Ces limites sont fixées en masse de résidus à 5 mg/km, mesurés bien sûr selon le cycle normalisé.

La mesure normalisée ne s’intéresse qu’à la masse des particules. Or on sait que la nocivité des particules est liée à leur nombre, et que les particules les plus nocives sont les nanoparticules ( inférieures à 500 nm).

Les particules sont particulièrement nombreuses dans la gamme de 100 nm, et ce sont en même temps les plus nocives.

La norme Euro 5 ne résout donc absolument pas le problème de pollution par les particules ultrafines. Son but est d’éliminer les plus grosses particules, c’est-à-dire la suie.

La prochaine norme européenne, Euro 6, doit entrer en vigueur en 2014, c’est-à-dire demain matin. Elle imposera des seuils de pollution encore plus sévères et, peut-être, un contrôle des particules non plus seulement sur la masse totale, mais aussi sur le nombre (avant d’imposer une limite en nombre de particules il faut pouvoir disposer d’appareils de mesure de ce nombre, ce qui n’est pas évident aujourd’hui).

L’objectif de ces normes est de lutter contre la pollution urbaine qui, en France, dépasse les seuils fixés.

Le FAP est un premier moyen d’action.

Ce filtre ne peut être monté que sur les véhicules spécialement conçus pour en assurer la gestion. Il ne peut donc pas équiper les véhicules anciens.

En 2012, sur 32 millions de véhicules particuliers en France, 60% utilisent le gazole, soit environ 19 millions.

Sur ces 19 millions, seulement 4 millions sont équipés de FAP, soit 20%.

Un des objectifs des ZAPA étaient d’interdire les centres villes aux véhicules diesel non équipés de FAP. Les chiffres ci-dessus montrent que c’est impossible, on ne peut songer à frapper d’ostracisme 80% des possesseurs de véhicule diesel.

Il faut donc attendre que le temps aie fait son œuvre. La durée de vie moyenne d’une voiture est de huit ans. Au bout d’une douzaine d’années, en 2024, le parc de véhicules sans FAP sera réduit de 80%. Il sera alors possible de légiférer sans créer trop de désordre.

L’estimation de cette échéance ne tient évidemment pas compte des éventuelles péripéties qui pourront perturber le marché du diesel dans les prochaines années et accélérer le vieillissement du parc:

On peut penser par exemple à un rééquilibrage de la fiscalité des carburants mettant le gazole au prix de l’essence. On peut également assister à une percée du véhicule électrique donnant un « coup de vieux » au moteur thermique, avec l’aide de mesures fiscales incitatives. Il ne faut pas négliger également la possibilité de mesures fiscales de dissuasion comme une écotaxe appliquées aux véhicules sans FAP.

La Commission interministérielle créée par Delphine Batho sera précisément chargée d’étudier ce problème en l’élargissant à toutes les causes de pollutions urbaines sans s’arrêter à la seule automobile, et en intégrant le cas des nanoparticules qui, aujourd’hui, ne sont pas prises en considération.

Nous entendrons donc reparler des nanoparticules et des filtres chargés de les arrêter.

 

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13 juin 2012 3 13 /06 /juin /2012 11:40

Haro sur le Diesel.

13 Juin 2012

Le communiqué de l’OMS à la Presse sur le classement des émissions Diesel en Groupe 1 a fait du bruit dans Landernau.

Du grain à moudre pour les écologistes et pour la communauté des automobilistes diésélisés, au sein de laquelle les rumeurs les plus fantaisistes ont circulé.

Qu’en est-il exactement ?

En 1958 ( Mille neuf cent cinquante huit) l’OMS publiait le 5è rapport du Comité d’Experts de l’Assainissement. Ce rapport mettait déjà l’accent, entre autres, sur la nocivité des émissions des moteurs Diesel. Ce rapport ne faisait que prendre acte d’une situation que l’usager de l’époque pouvait constater tous les jours.

Depuis les technologies ont progressé, des normes sont venues périodiquement forcer la main des constructeurs afin qu’ils réduisent les émissions polluantes de leurs engins.

Mais, même si les panaches de fumée puante ont pratiquement disparu (pas toujours hélas), la nocivité des gaz est toujours présente malgré son invisibilité.

Aussi l’OMS, toujours soucieuse de notre petite santé, était-elle attentive à examiner ce qui sort de nos tuyaux d’échappement. Les moyens d’analyse étant considérablement perfectionnés depuis 1958, il fut constaté que près de 200 produits indésirables sont crachés par nos moteurs, et ceci dans la plus parfaite clandestinité eu égard à leur taille, les plus vicieux étant les plus petits.

A la suite d’études épidémiologiques assez peu concluantes car pas assez systématiques, l’OMS décida de classer les émissions Diesel dans le groupe 2A, c’est-à-dire « probablement cancérogènes ».

Dans le cadre général de la lutte contre la pollution de l’air ambiant, la Commission Européenne adopta des normes définissant des seuils de pollution par les particules, Euro 5 actuellement, Euro 6 bientôt, etc…

Ces normes, tenant compte des recommandations de l’OMS, ont imposé aux constructeurs d’automobiles des contraintes plus sévères, imposant l’utilisation de filtres à particules ( FAP) , et une gestion plus précises de la combustion.

(Ces mêmes normes imposent également des efforts similaires aux constructeurs d’appareils de chauffage à fuel ou a bois, et à toutes les utilisations susceptibles d’émettre des gaz d’échappement).

L’horizon semblait donc s’éclaircir quelque peu.

Il semble que l’OMS ait cru bon d’enfoncer le clou en rappelant la gravité de la menace représentée par les microparticules émises par les moteurs Diesel.

Ce rappel à l’ordre, décidé à l’occasion d’un colloque d’experts début Juin 2012, a surtout été inspiré par la publication en Mars 2012 d’une étude de l’US National Institute et du National Institute for Occupational Safety and Health. Cette étude porte sur le cancer du poumon chez les mineurs de fond exposés à des taux importants de pollution aux microparticules.

L’intérêt de cette étude est d’apporter la preuve du caractère carcinogénique des microparticules, c’est-à-dire de transformer en certitude ce qui n’était jusque là que probabilité.

Cette subtilité sémantique ne change pas grand-chose au problème, sinon qu’elle confirme la nécessité de continuer la lutte contre la pollution de l’air ambiant, ce que l’on savait déjà.

Le communiqué de Presse de l’OMS mentionne expressément le nom du coupable: le moteur Diesel.

« IARC: Diesel engines exhaust carcinogenic »

On peut donc s’attendre à de nombreuses communications sur ce point. Notamment sur l’efficacité des filtres à particules, sur la validité des tests de conformité aux normes, sur le sort qui sera réservé aux véhicules diesel anciens encore en circulation, et sur la pollution des moteurs à essence de nouvelle génération.

Gageons que l’affaire aura également son volet économique puisque vont se trouver face à face:

Les américains, qui ont une aversion pour le diesel.

Les européens, qui lui font le meilleur accueil.

Dans cette optique, la nouvelle Citroen hybride à moteur diesel peut sembler une véritable provocation.

Nous allons bien nous amuser…

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1 juin 2012 5 01 /06 /juin /2012 19:24
 
1er Juin 2012
Triste anniversaire:
Le 19 Mai 2011 la Commission Européenne a renvoyé la France devant la Cour de justice de l’UE pour
« Non respect des valeurs limites …applicables aux particules en suspension connues sous le nom de PM10 ».
Ce retard de la France dans la prise en compte du risque de santé publique créé par la pollution atmosphérique en milieu urbain est à mettre sur le compte d’une certaine exception culturelle, celle-là même à qui nous devons notre retard en matière d’énergies nouvelles.
Dans les deux cas la compétence de nos chercheurs et ingénieurs n’est pas en cause; ce qui nous fait défaut c’est la courroie de transmission entre les laboratoires et le terrain, la chaîne décisionnaire qui permet de passer d’un prototype à l’application.
Cette chaîne est Politique.
Et la Politique n’est pas le meilleur matériau pour fabriquer une chaîne efficace.
Pourtant, en matière de connaissance de la nature, des sources, et de la mesure de la pollution atmosphérique ainsi que de l’étude de ses effets, nous avons les meilleurs experts.
Citons simplement l’ouvrage exhaustif publié sous l’égide de l’INRS sous la direction de Benoît Hervé-Bazin:
« Les nanoparticules, un enjeu majeur pour la santé au travail »
EDP Sciences, 2007, ISBN 978-2-86883-995-4
Et, pour la mesure de la pollution atmosphérique, nous conseillons au lecteur la synthèse publiée par AIRPARIF.
La plupart de nos données chiffrées sont extraites de ces deux documents.
Il existe des normes européennes fixant des limites à la concentration de particules polluantes dans l’atmosphère.
Aujourd’hui, pour faire simple, la limite en vigueur est de 50 micro gramme par mètre cube pour les PM10.
(Les PM10 sont les particules dont le diamètre équivalent est inférieur à 10 microns).
Cette limite ne doit pas être dépassée pendant plus de 24 Heures, et plus de 35 jours par an, la moyenne annuelle devant rester inférieure à 40 micro gramme par mètre cube.
La France n’a pas respecté ces limites, et se trouve exposée à des sanctions financières.
En pratique, ce sont les particules fines et ultrafines qui sont les plus nocives pour la santé. Ces particules, inférieures à 2,5 microns, pénètrent à l’intérieur des voies respiratoires, s’y déposent, et causent les ravages que l’on imagine.
La lutte contre ces particules est difficile car on imagine aisément que leur taille leur permet de s’insinuer partout.
Par exemple les filtres à particules dont sont équipés les moteurs modernes laissent passer les particules inférieures à 2,5 microns ( PM2,5).
Les PM10 font l’objet de mesures de concentration massique, et les limites sont données en masse par mètre cube.
Cette méthode n’est pas valable pour les PM2,5 car ce n’est pas leur masse qui est importante, mais leur nombre.
La mesure dans ce cas est difficile à mettre en œuvre, longue, et son automatisation pose problème.
La Commission Européenne a pourtant introduit des limites pour la pollution par les PM2,5, qui seront en principe applicables à partir de 2015 .
Les valeurs courantes mesurées pour la pollution atmosphérique par les PM2,5 en concentration massique ne semblent pas alarmantes. On trouve des moyennes de 20 microgrammes par mètre cube.
Mais il est important d’insister sur l’importance du nombre des particules correspondant à ce chiffre.
20 microgrammes de particules dont le diamètre équivalent massique moyen est de 100 nanomètres correspondent à une concentration de 20000 particules par cm3 ( entre 10 000 et 50 000 ).
En 24 heures un individu en milieu urbain inhale donc un volume d’air contenant environ 1000 Milliards de particules polluantes!
Un certain nombre de ces particules se déposent dans les voies respiratoires selon leur grosseur. Voies supérieures, trachée, bronches, et jusqu’aux alvéoles pour les plus petites ( nanoparticules).
La plupart sont évacuées par les mécanismes de défense ( macrophages, clairance pulmonaire) , mais ces mécanismes peuvent être débordés. Dans ce cas apparaissent des problèmes respiratoires chroniques et parfois des cancers.
Il a été établi de manière indiscutable un rapport entre la concentration des particules dans l’atmosphère et la fréquence des maladies respiratoires et des cancers.
D’autre part, il n’a pas été mis en évidence de seuil en-dessous duquel les particules seraient inoffensives.
Nous sommes donc en présence d’un problème majeur de santé publique susceptible de causer des dégâts comparables à ceux de l’amiante.
Les sources anthropiques d’émission de particules sont diverses, comme en témoignent des graphiques ci-dessous:
 
Origine-des-particules.png 
Tous les secteurs d’activité contribuent à la pollution. Les transports sont souvent montrés du doigt mais ils n’apportent pas la plus forte contribution.
Les mesures de dépollution des moteurs de nos automobiles seront insuffisantes si des mesures comparables ne sont pas appliquées aux autres sources, particulièrement le résidentiel/tertiaire pour le chauffage, et l’industrie.
A suivre…
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20 janvier 2011 4 20 /01 /janvier /2011 17:30

20 Janvier 2011


Lorsque l’on évoque les voies de pénétration des nanoparticules dans l’organisme, on privilégie les voies respiratoires et les voies digestives. On ne mentionne la voie cutanée que pour l’écarter en présentant la peau comme une barrière imperméable aux nanoparticules. A la rigueur on admet une possible pénétration par les orifices sudoripares, les voies pilo-sébacées, ou bien sûr une possible lésion cutanée.


Ceci est faux. La couche externe de la peau ( Stratum corneum) n’est pas imperméable.


D’ailleurs l’existence d’une profusion de crèmes, pommades, onguents et gels divers à usages pharmaceutiques et/ou cosmétiques, prouvent s’il en était besoin la perméabilité systématique de l’épiderme.


La pénétration s’effectue en plusieurs temps:


- Diffusion du produit à travers la couche kératinisée, définie par le « coefficient de partage Km».


- Phase de « remplissage » avec une concentration décroissante en fonction de la profondeur.


- Phase d’absorption proprement dite par les couches profondes, avec passage dans les réseaux lymphatique ou capillaires sanguins. On parle de « coefficient de perméabilité Kp».


Les capacités d’absorption de la peau sont fonction de plusieurs facteurs:


- L’épaisseur du stratum corneum. Plus il est mince et plus facile sera la pénétration. Selon la zone ou l’âge de la personne les doses et concentration seront différentes. La peau des bébés est particulièrement vulnérable.


- Le taux de renouvellement du stratum corneum. Plus il est lent et plus l’effet du produit perdurera.


- La taille des molécules. On considère que la peau ne peut pas absorber des molécules de poids supérieur à 100 000 daltons, mais ceci n’est pas démontré.


( 1 Dalton est sensiblement égal à la masse de 1 atome d’Hydrogène. Une nanoparticule de dioxyde de Titane TiO2 de 3 nanomètres représente à peu près une masse de 100 000 Dalton).


- Le Ph de la peau. Suivant que la surface cutanée est acide ou basique, l’ionisation sera plus ou moins favorisée, avec une influence directe sur la pénétration.


- La nature hydrolipidique du stratum corneum.

Le film hydrolipidique est constitué d'un mélange de sueur et se sébum, il recouvre la surface de notre peau. il la protège des bactéries en maintenant sa légère acidité.


La sueur produite par les glandes sudoripares laisse sur la peau un dépôt d'eau, de sels minéraux, et d'acides organiques tels que l'urée. Ce sont nos humectants naturels.


Le sébum produit par les glandes sébacées constitue le gras de la peau. Les corps gras sont donc essentiels au maintien de l'hydratation de la peau.


On les retrouve aussi, et notamment les céramides, dans le ciment intercellulaire liant les cellules de la couche cornée.


L’état de ce milieu superficiel joue un rôle important dans la perméabilité aux agents extérieurs.


La peau pourra absorber des molécules amphiphiles et moyennement lipophiles , capacité définie par l’indice Octanol/eau ( K o/w ).


- La température, par ses effets vasodilatateurs, favorise la pénétration, notamment dans les zones inflammatoires.


- La nature de l’excipent. Un produit appliqué dans un but thérapeutique n’est jamais appliqué seul. Il est accompagné par un véhicule ( excipient) dont le rôle est de préparer la peau au passage de la molécule.


L’absorption de la molécule ( ou d’un toxique) sera fonction de l’excipient, qui peut être :


- Poudre, pommade, lotion, gel, suspension, emulsion, etc…


- Liposomes ( enrobage dans un double membrane lipidique pour obtenir une endocytose sélective).


- Nanoparticules.


- Microémulsions et cristaux liquides.


- Patchs ( systèmes transdermiques).


- Micro et nano capsules.


La voie cutanée est donc une voie possible de pénétration des nanoparticules dans l’organisme. D’ailleurs cette possibilité est mise à profit pour enrober certaines molécules thérapeutiques afin d’en augmenter l’efficacité.


Mais seules les particules de très faibles dimensions pourront traverser la barrière cutanée.


C’est du moins l’information donnée par les laboratoires pharmaceutiques et cosmétologiques.



 


 


 


 


 

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30 décembre 2010 4 30 /12 /décembre /2010 16:12

30 Décembre 2010


Nous avons vu qu’il existe beaucoup de nanoparticules naturelles dans l’atmosphère. Nano poussières, suies, fumées d’incendies naturels, érosion éolienne, éruptions volcaniques, pollens. Il est important de savoir les distinguer des nanoparticules artificielles dans l’hypothèse d’une règlementation sur les émissions.


Le même problème se pose pour l’eau. Le milieu liquide contient également des nanoparticules naturelles qu’il importe de caractériser afin d’évaluer l’état des lieux avant l’intrusion inévitable des nanoparticules artificielles dans les prochaines années.


Ralf Kägi, Directeur du Laboratoire d’Etudes des particules de l’EAWAG, a effectué en 2009 une caractérisation de l’eau potable de l’usine de potabilisation zurichoise de Lengg.


 

 

 

 

http://www.eawag.ch/medien/publ/eanews/news_66/en66f_kaegi_1.pdf   


Les échantillons d’eau potable ont été préalablement traités par une méthode de séparation afin de ne laisser subsister que les nanoparticules:


Une sédimentation de 2 h suivie du prélèvement de la couche supérieure; puis une première centrifugation  de ½ h à 330g, suivie d’une seconde centrifugation de 1h à 2700g, et enfin une ultra centrifugation de 12h à


120 000g.


A la suite de ce traitement, seules les nanoparticules subsistent dans l’eau.


Les échantillons ainsi « purifiés » sont analysés en terme de quantités de résidus, de formes et de dimensions des particules restant en suspension.


Trois méthodes complémentaires ont été mises en œuvre:


- Microscopie électronique à transmission.


- Microscopie à force atomique.


- LIBD ( Laser-Induced Breakdown Detection ).


Ces trois méthodes conjuguées ont permis d’évaluer la population de nanoparticules à un milliard par cm3, avec une taille moyenne de 15 nm.


Cette valeur extraordinaire appelle plusieurs réflexions:


- Une eau potable n’est pas une eau pure. De cela on se serait douté, mais ce type de mesures nous permet de passer du doute à la certitude.


Il serait du plus grand intérêt d’effectuer les mêmes mesures sur des échantillons d’eaux dites « minérales » vendues en bouteilles.


- Ces mesures ne renseignent pas sur la nature des nanoparticules, mais seulement sur leur nombre, leurs formes et leurs dimensions. La nature des particules doit être déterminée par d’autres méthodes , notamment spectroscopiques et chimiques.


- Ce « simple » dosage quantitatif des nanoparticules exige la mise en œuvre de procédés et de matériels de la technologie la plus avancée, utilisés par des personnels hautement qualifiés, en laboratoire. On imagine quelle sera la difficulté lorsqu’il s’agira d’effectuer des analyses de terrain, et non plus seulement de compter, mais d’identifier et de doser séparément les particules présentes dans le liquide.


L’introduction des nanoparticules dans de nombreux produits de consommation courante s’effectue aujourd’hui sans aucun contrôle et en l’absence de connaissances sur leur degré de nocivité.


Au vu de la lenteur de réaction des organismes officiels de santé en présence d’un seul produit ( le Médiator) dont la nocivité était prouvée depuis plusieurs années, on imagine sans peine la catastrophe de santé publique qui pourrait se produire si quelques-unes des centaines de nanoparticules utilisées sans discernement se révélaient toxiques pour les organismes vivants.



 

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13 décembre 2010 1 13 /12 /décembre /2010 11:44

13 Décembre 2010


Les deux entrées essentielles des nanoparticules dans le corps humain sont les voies aériennes et les voies digestives. L’entrée par la voie intradermique est théoriquement possible, bien que fortement contestée dans des conditions normales hors blessure. Nous nous intéressons ici à la voie aérienne.


L’air que nous respirons est « normalement » chargé de particules de toutes sortes. Chaque cm3 inspiré contient entre 10 000 et 100 000 particules dont la taille s’échelonne entre 1 nm et 100 µm, et dont la composition représente un échantillonnage à peu près complet de ce que notre civilisation est capable de produire, sans oublier les particules naturelles bien entendu.


Les voies aériennes bronchiques sont tapissées de muqueuses et de cils vibratiles qui participent à l’élimination de l’essentiel des particules grâce au mécanisme de clairance pulmonaire. Les déchets restants sont expectorés et le reste est éliminé par les macrophages.


La structure fractale de l’arbre bronchique est semblable à celle d’un filtre à particules, mais à l‘envers. Les fibres sont ici remplacées par des tubes recouverts de muqueuse qui « piège » les particules par les mêmes mécanismes d’impact, de gravité et de diffusion, que dans un filtre.  Des mécanismes électrostatiques ne sont pas exclus.


Seule une très petite fraction des  nanoparticules réussissent à se faufiler dans les alvéoles pulmonaires.


Notons qu’il a été signalé une possibilité d’entrée des nanoparticules par l’appareil olfactif, directement en liaison avec le cerveau par le nerf olfactif. Ceci sera évoqué ultérieurement.


Les échanges gazeux se font à travers la membrane alvéolaire, dont la surface totale est comparable à celle d’un cours de tennis.


Le lobule alvéolaire est enrobé de vaisseaux capillaires sanguins en sorte que la distance entre l’intérieur des alvéoles et l’intérieur des capillaires sanguins n’excède pas 200 nanomètres.


Les polluants du monde extérieur ne sont donc séparés de l’intérieur de l’organisme que par une mince et fragile barrière physiologique de 200 nanomètres ! De plus cette barrière est ouverte à de nombreux échanges comme nous allons le voir ci-après.


En toute rigueur l’intérieur de l’organisme commence lors du franchissement de la membrane apicale phospholipidique des cellules épithéliales alvéolaires (pneumocytes de type 1 ) . La barrière serait donc réellement de 7 nm au lieu de 200 !


Une fois franchie cette « barrière » de 7 nm, la particule possède une chance sur deux d’être éjectée de la membrane basale par exocytose et de se retrouver dans la circulation lymphatique. Ou pire encore, si la nanoparticule possède quelque affinité avec une protéine transmembranaire, ou si elle est très petite ( quelques nm ), elle peut passer tranquillement la barrière épithéliale sans avoir à montrer patte blanche.


Un peu comme les molécules de certains gaz ( alcool, anesthésiants, toxiques ) utilisent le même chemin que O2 et CO2 , même si les mécanismes ne sont pas exactement les mêmes ( Diffusion simple à travers la membrane phospholipidique dans un cas , protéines transmembranaires dans l’autre ).


Lorsqu’une particule se dépose sur la paroi d’une alvéole, il peut lui arriver plusieurs choses:


Dans la très grande majorité des cas , elle a affaire aux macrophages. Ce sont des cellules spécialisées dans l’élimination des déchets, il y en a toujours quelques-unes dans chaque alvéole. Le macrophage se déplace en glissant sur la paroi de l’alvéole grâce à des pseudopodes, un peu comme un poulpe. Il absorbe la particule et, selon sa composition, la digère ou la conserve dans son cytoplasme.


Un macrophage peut « s’occuper » de plusieurs parasites ( particules, bactéries, …) avant de mourir. Il est alors lui-même évacué , soit vers l’extérieur, soit à travers la membrane alvéolaire dans l’intersticium, d’où ses composantes rejoignent le réseau lymphatique et les ganglions.


La protection apportée par les macrophages est « saturable ». Au-delà d’un certain seuil de pollution le système est dépassé .


Les particules qui échappent aux macrophages peuvent soit se dissoudre dans le surfactant, soit traverser la barrière alvéolo-capillaire, soit s’amasser dans l’alvéole.


La membrane des cellules épithéliales alvéolaire peut être franchie selon plusieurs procédés selon les dimensions de la particule, sa composition, son état de surface, sa polarité, sa réactivité chimique, sa souplesse, sa surface active, son degré d‘opsonisation. Les voies de passage peuvent être la diffusion simple, la diffusion facilitée, les canaux ioniques, les mécanismes d’endocytose, les clathrines, les cavéoles.


Il apparaît ainsi que le mécanisme de filtrage pulmonaire ne possède pas une efficacité parfaite, et que la barrière alvéolo-capillaire n’est pas une protection infranchissable.


Bien entendu, en cas de lésion pulmonaire, le passage des particules est grandement facilité.


Il est donc inévitable de retrouver dans l’organisme une partie des particules inhalées.


Le problème n’est donc plus de savoir si les nanoparticules entrent dans l’organisme, mais plutôt de savoir ce qu’elles deviennent  dans cet organisme quand elles y sont entrées.



(Ceci est une version réduite , la seule compatible avec Internet Explorer 9 version Béta. Y manquent notamment les liens et les figures.)



 


 

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3 décembre 2010 5 03 /12 /décembre /2010 16:02

 

 

3 Décembre 2010

L’explosion du marché des nanomatériaux a bénéficié d’un vide règlementaire et donc d’une absence à peu près totale de contrôle, en particulier du point de vue sanitaire.

La règlementation existante concernant la dissémination des particules et des poussières et les précautions imposées pour leur manipulation ne convient pas aux nanoparticules. En effet, les propriétés d’un matériau sont complètement différentes selon qu’il est à l’état macroscopique ou à l’état nanoscopique; il s’agit pratiquement d’un nouveau produit , avec des capacités réactives particulières spécialement en raison de la taille des éléments.

Il est donc nécessaire de développer une approche spécifique de ce type de produits, en insistant particulièrement sur les risques sanitaires liés à la pénétration dans l’organisme humain.

La Communauté Européenne a initié un projet ( NANOSAFE 1 ) avec pour mission de faire un état des lieux aussi complet que possible sur les nanomatériaux. Ce projet de deux ans ( 2003- 2004 ) s’est déroulé avec la participation de neuf partenaires européens dans tous les domaines concernés: La fabrication des NP, leur utilisation, la recherche en pneumologie et épidémiologie, la médecine du travail.

L’objectif étant de rassembler l’information sur les risques potentiels des nanomatériaux, évaluer les risques pour les travailleurs et les consommateurs, recommander des mesures de règlementation et des règles d’usage pour préserver la santé des individus.

Le résultat de ces travaux est exposé dans le rapport final de 2004 disponible ici:

 

 

http://www.nanosafe.org/home/liblocal/docs/Nanosafe1_final_report.pdf 

Dans ce rapport le consortium prend acte de l’insuffisance ces connaissances et souligne la nécessité de travaux supplémentaires pour la caractérisation des nanoparticules et l’évaluation des risques potentiels.

Le programme NANOSAFE 1 a été suivi de NANOSAFE 2, toujours soutenu par la Communauté Européenne dans le cadre du 6è Programme Cadre. Sept pays européens y ont participé sous le leadership du CEA, 24 partenaires . Programme démarré en 2005 pour 48 mois.

Il s’agissait essentiellement de mettre en œuvre les recommandations exprimées dans NANOSAFE 1, déclinés en quatre sous-projets:

- Techniques de détection et de caractérisation des nanoparticules.

- Risques sanitaires et toxicologiques.

- Systèmes de production et d’application sécurisés.

- Impact sur la société et l’environnement, aspects légaux.

De nombreux résultats sont disponibles, l’ensemble du projet peut être consulté ici:

 

 

http://www.nanosafe.org/scripts/home/publigen/content/templates/show.asp?L=EN&P=55&vTicker=alleza 

Nous nous proposons d’analyser ces résultats dans de prochains articles.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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2 décembre 2010 4 02 /12 /décembre /2010 19:01

2 Décembre 2010

Nous avons évoqué ( article du 30 Novembre ) le monde des nanoparticules naturelles, avec lesquelles l’Homme a appris à vivre en développant des protections physiologiques au fil de l’évolution.

Les progrès technologiques nous confrontent maintenant à un nouveau type de pollution constitué par des nanoparticules artificielles purement anthropiques.

Ces particules, qu’il faut plutôt appeler « nanomatériaux » ont été créées pour l’intérêt de leurs propriétés particulières liées à leur taille microscopique. Utilisées comme additifs à certains matériaux et produits manufacturés, elles leurs confèrent des qualités supplémentaires très appréciées.

Leur composition est très variable. Le tableau suivant résume l’essentiel des différents types proposés sur le marché par les entreprises spécialisées.

Nanomateriaux-primaires-copie-2.jpg

La législation sur les nanomatériaux est à peu près inexistante, en tous cas sommaire et un peu vague. Ces nouveaux venus se retrouvent donc dans la plupart des produits de grande consommation. Le tableau ci-dessous présente une liste non exhaustive des domaines dans lesquels on peut les trouver ( Trouver n’est le mot qui convient puisqu’ils sont invisibles et indétectables, sauf à utiliser des procédés de laboratoire).

Nanoparticules-artificielles_2-Dec-2010-copie-4.jpg

 

Des travaux sont en cours pour permettre aux industriels et aux consommateurs de s’y retrouver dans cette jungle. Nous tâcherons d’y voir plus clair dans un prochain article.

 

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30 novembre 2010 2 30 /11 /novembre /2010 15:41

30 Novembre 2010

Depuis la nuit des temps l’Homme respire une atmosphère chargée de particules:

Suies de combustion, cendres volcaniques, produits d’érosion éolienne, poussières, microparticules végétales comme les pollens, sables désertiques, ont toujours été présents, et le système respiratoire des mammifères s’est adapté en développant des protections naturelles à base de sécrétions de mucus, de cils vibratiles, de poils filtrants, de macrophages dans les alvéoles pulmonaires, qui sont efficaces contre l’intrusion de ces particules avec l’aide du reflex de la toux, et constituent les mécanismes de clairance.

Les particules naturellement présentes dans l’atmosphère , de par leurs origines très diverses, se présentent sous des aspects variés. Leurs dimensions s’étendent de quelques microns pour les poussières d’érosion des sols, jusqu’à quelques nanomètres pour les suies et les fumées de combustion. On appelle nanoparticules les éléments inférieurs à 100 nanomètres.

Le tableau suivant montre l’échelle des dimensions de ces particules naturelles :

 

La-metrique-des-objets-1.jpg

 

Lorsque des particules atmosphériques naturelles pénètrent dans les voies respiratoires elles sont normalement rejetées par les mécanismes de clairance, si elles ne sont pas en nombre excessif. Mais les particules les plus fines ( nanoparticules ) pénètrent profondément dans les poumons jusqu’à l’intérieur des alvéoles pulmonaires. Si leur nombre est trop élevé, le mécanisme de clairance est saturé et les particules les plus fines peuvent s’amasser dans les alvéoles, voire même passer dans le circuit sanguin.

Le tableau ci-dessous montre que les nanoparticules sont du domaine des dimensions physiologiques les plus faibles, elles sont plus petites qu’un virus HIV, certaines sont d’une taille inférieure à celle d’un protéine, ce qui explique la vulnérabilité de l’organisme à des agresseurs aussi petits, dont certains peuvent franchir la membrane cellulaire.

 

La-metrique-des-objets-2.jpg

 

Le nombre des particules naturelles présentes dans l’atmosphère varie de quelques milliers par cm3 à quelques dizaines de milliers par cm3, voire beaucoup plus, selon l’endroit. Parmi les nanoparticules naturelles nous connaissons les pollens, générateurs de troubles respiratoires, et les suies et fumées de combustion, qui causent de graves troubles pulmonaires dans certaines régions du monde ( voir l‘article du 25 Novembre sur le nuage brun d‘Asie ).

Les programmes de réduction des émissions de nanoparticules de combustion de biomasse ne concernent pas seulement les régions défavorisées comme l’Asie ou l’Afrique, mais aussi les pays développés qui tendent , pour de mauvaises raisons écologiques, à remplacer les combustibles fossiles par le bois.

L’ADEME recommande d’encadrer le développement de la biomasse énergie et de se débarrasser des appareils de combustion anciens.

Aujourd'hui, les grosses chaudières font l'objet de réglementations sévères et du label "Flamme verte". En revanche, la réglementation sur les cheminées ou autres barbecues est inexistante.

Il ne serait pas pertinent de remplacer une pollution par une autre.

 

 

 

 

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