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Nanodéchets, ou l’avenir des nanotechnologies

/ Monde

Depuis quelques années, l’utilisation de divers nanomatériaux se développe de façon exponentielle et aujourd’hui, de plus en plus de produits contiennent de ces matériaux et les consommateurs en tirent un certain profit. Conséquence directe, ces matériaux font leur apparition dans les flux de déchets. Or, lors l’élimination des nanodéchets, il faut veiller à ce le moins possible de particules dangereuses pour la santé humaine ou l’environnement ne soit libérées. La Suisse a avancé sa réflexion sur le problème.

 

 

Qu’est-ce que les nanotechnologies ?

Il y a une trentaine d’années, un nouvel instrument fut mis au point : le microscope « à effet tunnel ». Cet appareil permit non seulement de former l’image d’atomes individuels, mais aussi, pour la première fois dans l’histoire, de toucher un seul atome à la fois et de le déplacer à volonté. Grâce au microscope à effet tunnel (ou à ses avatars, tels le microscope en champ proche ou le microscope à force atomique), on peut donc édifier, atome après atome, des architectures matérielles inédites.

Imaginons par exemple que nous voulions fabriquer un cube qui soit un million de fois plus petit qu’un grain de sable, c’est-à-dire avec un côté mesurant un milliardième de mètre. Pour le construire, il nous suffira d’assembler, un par un, une soixantaine d’atomes. Grâce au microscope à effet tunnel, un tel tour peut être joué. On a appelé « nanotechnologie » (au singulier) cette méthode ascendante de construction atome par atome.

Par essence, la nanotechnologie est maximalement économe en ressources matérielles. Mais peu à peu, au fil des années, sa définition s’est élargie au point de se brouiller : la nanotechnologie s’est transformée en « nanotechnologies » (au pluriel) un peu « fourre-tout », il faut bien le dire. En effet, les nanotechnologies ne concernent plus seulement la manipulation de la matière atome par atome, mais englobent également toutes les techniques permettant de fabriquer de petits objets avec une précision de l’ordre du milliardième de mètre, y compris lorsque celles-ci mettent en jeu non plus seulement quelques atomes, mais des milliards… L’idée de départ s’est donc dispersée, au point de recouvrir désormais un spectre très large d’activités fort différentes, qui vont de l’électronique dernier cri aux nouvelles biotechnologies en passant par la conception de matériaux dits « intelligents » ou la production de poudres ultrafines.

En matière de nanotechnologies et nanomatériaux, les pistes explorées  sont innombrables : elles vont du gadget le plus futile aux développements les plus utiles, allant des verres de lunettes résistant aux rayures jusqu’aux vélos ultra-légers, des batteries et cellules solaires à haute capacité aux peintures anti-graffiti. On peut aussi envisager d’améliorer les dispositifs d’éclairage, de mieux stocker l’hydrogène, d’optimiser la combustion des moteurs, de produire des matériaux peut-être aussi résistants que l’acier et aussi légers que le plastique, qui permettraient de réduire la consommation d’énergie, notamment dans l’aéronautique.

La nanotechnologie est donc un domaine de recherche et de développement en pleine expansion, revêtant une importance croissante pour l’économie, la recherche et la société. Il apparaît donc fondamental d’examiner à temps et de façon globale, non seulement les chances qu’elle offre, mais également les risques éventuels qu’elle présente et, le cas échéant, de prendre des mesures pour protéger l’homme et l’environnement. La Suisse a déjà un plan d’action “Nanomatériaux” dont fait partie le sujet nanodéchets.

Le plan nanodéchets en Suisse

L’utilisation croissante de la nanotechnologie entraîne l’apparition de déchets contenant des nanomatériaux synthétiques. Lors de leur élimination, il faut veiller à ce le moins possible de particules dangereuses pour la santé humaine ou l’environnement ne soit libérées. L’utilisation de nanomatériaux synthétiques dans les matières plastiques ou les métaux ne doit pas non plus perturber le recyclage des déchets.

Aujourd’hui, on trouve des nanomatériaux dans les cosmétiques (anti-UV), les peintures (anti-corrosion), les textiles et les matières plastiques (hydrofuge, antibactérien). A l’avenir, les nanotechnologies et les nanomatériaux seront également employés dans d’autres domaines tels que la médecine, la construction de véhicules, les techniques de l’énergie et de l’environnement.

Les nanomatériaux synthétiques sont constitués de particules dont une ou plusieurs dimensions externes se situent entre 1 et 100 nanomètres. Parmi les matériaux les plus courants, on trouve des dérivés du carbone, comme les nanotubes de carbone (NTC), des oxydes comme le dioxyde de silicium ou l’oxyde de titane, des métaux comme l’argent et l’or, des matériaux semi-conducteurs, des polymères organiques ou des «bio-inspired nanomaterials» comme les micelles, les liposomes et les protéines.

 

Appréciation écologique

En raison de leurs petites dimensions et de leur structures spéciales, les nanomatériaux peuvent avoir des propriétés physico-chimiques différentes de celles de la forme non nanotechnologique du même matériau. Par exemple, lorsqu’un matériau est utilisé sous sa forme nanotechnologique, sa conductibilité électrique ou sa capacité de réaction chimique peuvent changer. La nanotechnologie permet ainsi de développer de nouveaux procédés et produits. En parallèle, elle peut augmenter la toxicité ou entraîner une plus grande biodisponibilité du matériau concerné.

On ne connait pas encore dans toute leur ampleur les propriétés physico-chimiques et les effets de nombreux nanomatériaux sur la santé humaine et l’environnement, à fortiori leur comportement dans l’environnement. Le risque dépend également de l’hydrosolubilité et de l’état d’agglomération du nanomatériau. Il ne faut donc pas en déduire que tous les nanomatériaux sont dangereux.

Lors de l’élimination, il convient de faire particulièrement attention à ce qu’aucun nanomatériau susceptible de menacer la santé humaine ou l’environnement ne soit libéré. Le recyclage ne doit pas être perturbé non plus. S’il y a un risque que des matières plastiques ou des métaux contenant des nanomatériaux diminuent la qualité d’un procédé ou d’un produit, ils ne doivent pas être intégrés aux processus de recyclage existants.

Elimination et recyclage

Il est plus risqué de manipuler des nanomatériaux libres ou susceptibles d’être libérés sous forme pure ou concentrée. Les déchets issus de tels matériaux sont en particulier produits lors de la fabrication ou de la transformation industrielle ou artisanale de ces derniers. L’OFEV a établi, en collaboration avec un groupe de travail composé de représentants des autorités compétentes et du secteur industriel, un document de travail concernant l’élimination sûre et respectueuse de l’environnement de ces déchets. Ce document décrit les mesures nécessaires à prendre lors de la manipulation des nanodéchets ainsi que les principes de base de leur élimination selon l’état actuel des connaissances dans ce domaine et conformément aux prescriptions en vigueur. Le processus d’élimination doit garantir que le nanodéchet est débarrassé de ses propriétés dangereuses. En fonction du type de déchet, on peut se poser la question d’un traitement thermique ou physico-chimique.

Mesures nécessaires

La législation sur les produits chimiques précise que les fabricants doivent effectuer des contrôles autonomes avant la mise en circulation de leurs produits. Les fabricants de nanomatériaux doivent aussi vérifier que les substances, préparations ou objets qu’ils produisent ne représentent aucun danger pour la santé et pour l’environnement lors de leur élimination. Le produit n’est autorisé dans le commerce que s’il ne présente aucun risque ou si ces effets peuvent être minimisés grâce à des mesures de protection. Pour l’instant, on essaie de déterminer des procédures de contrôle adaptées aux nanomatériaux.

 

 

 

 

 

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