1-Quelques définitions 2- Fabrication industrielle de nanostructures 3- broyeur 4-Voies d'absorption chez l'homme 5- Mesures de protection préventives.

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1 1-Quelques définitions 2- Fabrication industrielle de nanostructures 3- broyeur 4-Voies d'absorption chez l'homme 5- Mesures de protection préventives 6- quelque utilisations des nano 7- questions 1

2 1-Quelques définitions Qu’est-ce que le nanomètre Le préfixe « nano », d’origine grecque, signifie « très petit ». Un nano mètre est une unité de mesure qui correspond au milliardième de mètre ou à un millionième de millimètre. a order « l’échelle nanométrique », revient à évoquer soit des objets dont la taille évolue entre le nanomètre et quelques centaines de nanomètres, ou des effets spécifiques aux dimensions nanométriques. 2

3 Nanomatériaux un nano-objet est un objet dont toutes les dimensions dans l'espace sont de l'ordre du nanomètre (on entend par là comprises entre 1 et 100 nanomètres) 3

4 Nanomatériaux -La dimension nanométrique - Son ordre de grandeur 4

5 Les nanomatériaux sont des matériaux composés ou constitués complètement ou en partie de nano-objets qui leur confèrent des propriétés améliorées ou spécifiques de la dimension nanométrique: 1- une dimension nanométrique : nano feuillet. 2- deux dimensions nanométriques : nanotube. 3- trois dimensions nanométriques : nanoparticule Nanomatériaux 5

6 Nanoparticules (granulaires) Nanoplaques Nano-objets Matériau avec 3 dimensions entre 1 et 100 nm Matériau avec 2 dimensions entre 1 et 100 nm Matériau avec 1 dimension entre 1 et 100 nm Ex.: céroxyde Ex.: nanofibres inorganiques Ex.: nano- particules inorganiques Importance particulière pour la protection au travail Nanomatériaux Matériaux nanostructurés Nano-composites PEx.: nanobarres de chi- tine liées dans du SiO 2 Nanoparticules /nanobarres en matériau composite Aperçu: les nanomatériaux et leur classement (inspiré de la définition ISO, Comité technique 229) Nano-objets fibreux (nanofibres, nanotubes, nanofils) 6

7 Nanoparticules (granulaires) Nano-objets fibreux (nanofibres, nanotubes, nanofils) Nanoplaques N a n o - o b j e t s Matériau avec 3 dimensions entre 1 et 100 nm Matériau avec 2 dimensions entre 1 et 100 nm Matériau avec 1 dimension entre 1 et 100 nm Ex.: céroxyde Ex.: nanofibres inorganiques Ex.: nanoparticules inorganiques Signification particulière pour la protection au travail Nanomatériaux 7

8 En quoi consistent les nanotechnologies? Les nanotechnologies... ... incluent la recherche et le développement technique dans le domaine compris entre 1 et 100 nanomètres (nm) ... génèrent des structures et se servent de structures qui en raison de leur taille présentent des propriétés entièrement nouvelles ... reposent sur la faculté de contrôler et de manipuler à l'échelle de l'atome ... synthétisent ces domaines classiques que sont la chimie, la physique et la biologie 8

9 2-Fabrication industrielle de nanostructures  Nanoparticules d'origine naturelle Éruptions volcaniques Feux de forêts Tempêtes de sable  Nanoparticules engendrées par l'homme Tabagie Circulation (véhicules diesel) Industrie  Fabrication industrielle de nanostructures Top-down (de haut en bas) Bottom-up (de bas en haut) 9

10 de la plantule vers l'arbre Bottom-up «de bas en haut» Formation, souvent auto-organisée (auto-assemblage), de structures complexes composées d'atomes ou de molécules individuel(le)s Procédé:  Procédé sol-gel  Synthèse en phase gazeuse  Séparation chimique en phase gazeuse (chemical vapor deposition, CVD)  Séparation physique en phase gazeuse (physical vaport deposition, PVD) 10

11 de l'arbre à la planche Top-down: «de haut en bas» Génération de structures à l'échelle nanométrique par rapetissement ou par usinage ultraprécis. Procédé  Le broyage mécanique est une technique d’élaboration de poudres à l’état solide. Il engendre des phénomènes répétés de fracture, soudage et resoudage des particules de poudres dans un broyeur haute ou basse énergie. 11

12 3- broyeur Un broyeur planétaire est constitué d’un plateau circulaire, appelé « roue solaire », sur lequel est placé un ou plusieurs bols appelés « planètes ».Lors du broyage, la « roue solaire » tourne dans un sens et chaque « planète », tourne sur son propre axe mais dans le sens opposé. Les billes de broyage sont ainsi soumises à la force centrifuge et de Coriolis 12

13 1- poignée de capot 2- Fermeture à déclic 3- capot 4-panneau de commande 5- Safe-Lock 6- support du bol de broyage 7- verrouillage 8- commutateur rotatif pour la tension 9- fusible 10- interrupteur principal 11- raccordement au secteur 12- plaque d'obturation 13- grille d'aération 1- coté avant coté arrière 13

14 4-panneau de commande Vitesse de rotation. temp. broyage. pause. reverse. Start de broyage. Répétition de opération Stop de broyage. 14

15 Les élément du broyeur 15

16 Les jarres joint les billes de broyage 16

17 Sous-ensemble émetteur et bol de broyage Le récepteur 17

18 Raccordement électrique pour chargement le émetteur Installation du logiciel et traitement de information 18

19 Safe-Lock Safe-Lock + tournevis 19

20 Fonctionnement L'échantillon est broyé et concassé dans 2 ou 4 bols de broyage par des billes de broyage a rotation du bol de broyage b force centrifuge c mouvement du disque support 20

21 21

22 4-Voies d'absorption chez l'homme par inhalation*= via les voies respiratoires et les poumons orale*= via l'estomac / l'intestin dermique*= via la peau *plus la/les combinaison(s) des trois voies d'absorption 22

23 Nanoparticules : absorption via les voies respiratoires et les poumons(= voie d'absorption par inhalation)  Les nanoparticules sont principalement absorbées via les voies respiratoires.  Les nanoparticules inhalées ont la capacité de traverser les tissus. De la sorte, elles peuvent pénétrer dans les poumons, traverser les alvéoles pulmonaires, accéder à l'appareil circulatoire et gagner de là des organes cibles secondaires (les reins par exemple).  Les poumons sont l'organe jouant le rôle le plus critique dans l'absorption des nanoparticules par le corps.  L'expérimentation animale a montré que les nanoparticules absorbées via l'épithélium de la muqueuse olfactive pouvaient parvenir jusqu'au cerveau. Cavité nasale Cavité buccale Larynx Grandes bronches Bronches moyennes Bronchioles Trachée artère Plèvre Diaphragme 23

24 Mesures de protection préventives Le «Modèle STOP» Substitution: Remplacer des substances nocives par d'autres moins dangereuses. Technique: (= protection collective): Pour saisir, limiter et évacuer les gaz, vapeurs et poussières dangereux. Organisation: par exemple minimisation des durées d'exposition, restriction d'accès, etc. Protection des personnes: (= protection individuelle): par exemple utilisation d'un équipement de protection personnel 24

25 S ubstitution = Les substances dangereuses pour la santé sont remplacées par d'autres moins dangereuses. Exemples: Remplacement des préparations pulvérulentes contenant des nanoparticules par d'autres préparations contenant des nanoparticules liées rendant un dégagement plus difficile (dispersions, pâtes, granulés, composés, etc.) Remplacement des applications à pulvériser par des procédés pauvres en aérosols (application au pinceau, immersion) 25

26 Technique (= protection collective)  Utilisation d'appareillages et de systèmes de transfert de matière fermés  Aspiration des poussières ou aérosols directement à la source  Prévoir une ventilation du local et un système filtrant l'air sortant (filtre HEPA H14); pas de remise en circulation de l'air sortant  Séparation des zones de travail (locaux séparés) et adaptation de la ventilation des locaux (maintien en légère dépression)  Nettoyage uniquement par aspiration avec des appareils appropriés ou essuyage avec un chiffon humide, pas de nettoyage au jet d'air comprimé 26

27 Organisation Exemples: Minimiser la durée d'exposition Minimiser le nombre de personnes exposées Éviter la génération de poussières ou d'aérosols Restreindre l'accès Enseigner au personnel les risques et mesures de protection (instructions de service) 27

28 Protection des personnes (= protection individuelle) Elles sont nécessaires lorsque la génération d'aérosols et / ou un contact cutané ne peuvent pas être exclus par des mesures techniques: Protection respiratoire filtrant les particules (filtre au moins du type FFP2 selon la Suva) Gants de protection (avec les gants à usage unique, il est recommandé d'enfiler deux paires de gants l'une sur l'autre) Lunettes de protection fermées bien ajustées Tenue de protection avec capuche (matériau non tissé) Mesures d'hygiène au travail (voir les diapos 11 et 12) 28

29 Protection des personnes (1/7) Protection oculaire:  Utiliser au moins une paire de lunettes de protection obturant hermétiquement (par exemple lunettes en forme de panier)  Les masques intégraux offrent une meilleure protection:  ils enveloppent l'ensemble du visage  ils protègent simultanément les yeux  vu que l'étanchéisation est meilleure entre le visage et le masque, le facteur nominal de protection (de la respiration) est meilleur. Mesures de protection préventives 29

30 Protection respiratoire:  Lorsqu'il est impossible d'empêcher la libération de nanoparticules (sous forme de poussière ou d'aérosol), il faut porter un masque de protection respiratoire (au moins un demi-masque, classe de filtre 3; il enveloppe le menton, la bouche et le nez) en plus des mesures techniques prises (voir ces dernières). Les porteurs de barbe doivent particulièrement bien contrôler l'étanchéité du masque. 1- Demi-masque filtrant Destiné à un usage unique 2- Demi-masque Pour filtres interchangeables jusqu'à 300 g 3- Masq Pour filtres interchangeables ue intégral jusqu'à 500 g Protection des personnes (2/7) Mesures de protection préventives 1 2 3 30

31 Protection des personnes (3/7) Gants (protection de la peau) Il est très important d'enfiler et de retirer les gants avec soin, et de veiller à ce qu'ils soient en chevauchement avec la combinaison de protection. En cas de contact direct avec les nanoparticules (solides, liquides ou sous forme de poussière) – enfiler de préférence deux paires de gants l'une sur l'autre, par exemple gants en latex + gants de chimie ou – porter deux paires de gants à usage unique superposées; ce faisant, choisir le matériau des gants en fonction des produits chimiques respectifs. Le maniement correct des gants revêt plus d'importance que la durée de franchissement du matériau des gants par les nanoparticules. Mesures de protection préventives 31

32 Protection des personnes (4/7) Chaussures / Bottes (protection de la peau): Il est très important d'enfiler et retirer avec soin les chaussures / bottes, et de veiller à leur chevauchement avec la combinaison de protection. Mesures de protection préventives 32

33 Combinaison de protection (protection de la peau): Combinaison protectrice à manches longues en matériau membranaire («non-woven» ou non tissé, par exemple Tyvek®) avec capuche; il faut éviter les matériaux tissés. Il est très important d'enfiler et retirer avec soin les gants et de veiller à leur chevauchement avec la combinaison protectrice. Il est tout aussi important d'enfiler et retirer correctement la combinaison protectrice (voir la vidéo: http://www.youtube.com/watch?v=qPWKHhmGqYc) Protection des personnes (5/7) Mesures de protection préventives 33

34 Mesures générales d'hygiène au travail Éviter les conditions de travail préjudiciant à la santé Créer des conditions de travail promotrices de la santé Objet de l'hygiène au travail: Tous les facteurs de pollution au poste de travail (par exemple les substances dangereuses) Protection des personnes (6/7) Mesures de protection préventives 34

35 Protection des personnes (7/7)  mesures techniques et de médecine du travail pour diminuer les pollutions par les substances et moyens de travail  postes de travail, appareils et vêtements de travail propres, rangement à l'abri des vêtements non utilisés dans l'activité professionnelle (= vêtement de ville)  mesures d'hygiène personnelle y compris la protection et les soins de la peau (équipements et produits de lavage appropriés, etc.)  mesures particulières de protection pour les activités impliquant des substances dangereuses Mesures d'hygiène: Mesures de protection préventives 35

36 6- quelque utilisations des nano 36