I. Dangers liés aux nanotechnologies :
Toxicité des nanoparticules sur l’homme et sur l’environnement :
Actuellement, on ne sait pratiquement rien de la toxicité des nanoparticules sur l’homme et l’environnement. Ces « particules ultrafines » ne sont pas réellement nouvelles dans le monde du travail. Elles sont des résidus de l’activité humaine depuis plus de 50 ans, on les trouve par exemple dans les fumées de cigarettes, la minoterie etc.… Mais elles proviennent également, et ça depuis toujours, de processus naturels : rejetées par les volcans et les incendies par exemple.
Le réel danger que les spécialistes étudient est que ces nanoparticules peuvent avoir les mêmes dimensions que certaines molécules biologiques et peuvent interagir avec celles-ci. Après inhalation de nanoparticules, celles-ci peuvent se déplacer dans le corps humain. Le plus effrayent, est que, par l’intermédiaire du sang, elles peuvent atteindre des organes du corps comme le cerveau, le foie, les reins etc. Chez les femmes enceintes, il est peut-être même possible qu’elles atteignent le fœtus. Ces nanoparticules peuvent pénétrer dans les cellules humaines, et pourraient modifier le comportement cellulaire, modifier pourquoi pas l’ADN et entraîner des cancers. Les nanoparticules après inhalation pourraient également causer des inflammations respiratoires et généralisées. D’après une expérience, les nanoparticules insolubles sont davantage préoccupantes pour la santé parce qu’elles peuvent rester dans le corps pendant de longues périodes.
Schéma des effets après inhalation de nanoparticules :
Expérience sur les nanoparticules :
Günter Oberdörster, professeur de toxicologie a étudié les effets de ces nanoparticules sur notre santé. Il a placé des rats en laboratoire en présence de particules de polytetrafluroroethylene (PTFE) pendant 15 minutes.
- La grande majorité des rats sont morts après quelques heures de dommages sévères aux poumons. Quand les vapeurs étaient moins fraîches et que les nanoparticules s’étaient agglomérées en particules de 130 nm, les effets étaient beaucoup moins toxiques.
On peut donc conclure, d’après cette expérience, que les particules ultrafines sont plus susceptibles d’entraîner des dommages inflammatoires aux poumons que les plus grosses, les modifications de leurs propriétés chimiques de surface étant également du à cette baisse de toxicité.
Attention : La taille des nanoparticules n’est pas le seul élément qui détermine leur toxicité. Beaucoup de données comme les réactions d’oxydation ou de réduction en surface modifient leur toxicité (c’est ce qui rend difficiles les études).
Quant aux effets des nanoparticules manufacturées par l’homme sur l’environnement, ils restent très peu connus. Cependant, de nombreuses conclusions tirées d’études portant sur l’être humain peuvent sûrement être appliquées à d’autres espèces ; on sait également, d’après plusieurs études, que les nanoparticules sont capables de franchir de grandes distances avant de se re-déposer à terre. Mais des recherches sont encore nécessaires.
Risque d’explosion des nanomatériaux en poudre (oxydation) :
Les nanomatériaux en poudre d’origine minérale ou organique sont susceptibles de s’oxyder rapidement et de provoquer ainsi des explosions si la concentration de particules est très élevée. Le processus est identique à celui des explosions causées par des poussières traditionnelles de diamètre plus important, dès lors que les nanoparticules peuvent brûler dans l’air. Il est même probable que la diminution de la taille des particules induit une augmentation de la sensibilité à l’inflammation par étincelle. Il faut donc les conserver dans un gaz inerte, ou en les enrobant d'une couche protectrice constituée de polymères ou de sels. Mais ces sels doivent être filtrés avant l’utilisation des nanoparticules.
Nanotubes de carbone :
Les nanotubes de carbone, découverts en 1991, sont une forme allotropique du carbone. De nos jours ce sont les matériaux les plus résistants et durs du marché, ils sont aussi, normalement, très conducteur et devraient « être les fils conducteur des années 2010 – 2015 ». ce sont les premiers produits industriels issus des nanotechnologies. Ils sont formés d'une ou plusieurs parois concentriques où les atomes de carbone sont organisés en réseaux d'hexagone. Leurs dimensions vont de quelques microns à quelques dizaines de microns de longueur et leur diamètre est inférieur à quelques nanomètres.
Modélisation d’un nanotube de carbone en 3D :
Leur production est très importante partout dans le monde : elle atteint plusieurs centaines de tonnes par an. Etant très résistant et assez léger ils sont fortement présents dans l’industrie automobile mais aussi dans les écrans plats, des articles de sport… Malgré cette grande utilisation dans l’industrie, l’étude des effets sur l’Homme et sur l’environnement n’en est qu’aux débuts.
Expérience sur des nanotubes :
David B. Wahreit et son équipe ont mené une étude sur la toxicité des nanotubes qu’ils ont introduits dans la trachée de rats. Ils ont également inséré des particules de quartz à d’autres rats pour permettre une comparaison.
- Après 24h, 15% des rats ayant reçu de fortes doses de nanotubes sont morts, par cause d’agglomération des nanotubes, ce qui a bouché les voies respiratoires et entraîné leur étouffement. Ceux qui ont survécu montraient des inflammations passagères des poumons et des dommages cellulaires résultant principalement de l’encombrement des vois respiratoires.
- Dans la dernière analyse (après trois mois), l’équipe de Wahreit a rapporté que les sujets exposés aux nanotubes ne montraient pas de réponse inflammatoire persistante. Par contre les rats exposés au quartz ont révélé une réponse inflammatoire soutenue et dépendante de la dose administrée, accompagnée d’une toxicité cellulaire.
Ces résultats en partie contradictoires encouragent à la réalisation d’autres études plus poussées en laboratoire sur l’impact de l’inhalation des nanotubes de carbone sur le système respiratoire.