Mots-clés : Environnement et industrie

La nanotechnologie est parfois volontiers comparée à un tsunami. Aussi longtemps que son arrivée reste lointaine, elle semble insignifiante. Mais au fil des ans, l'importance de son impact va devenir évidente... Les nanotubes de carbone comptent sans aucun doute parmi les plus dignes ambassadeurs de la nanotechnologie. Ils peuvent donner un sérieux coup de pouce au développement durable. Hélas, les dangers qu'ils présentent ne sont pas à sous-estimer...

Un produit remarquable

Un nanotube de carbone peut être comparé à une surface (de graphène), une petite plaque en quelque sorte, enroulée sur elle-même sans jointure pour former un cylindre. Il a un diamètre de 1 à 3 nanomètres, tandis que sa longueur est des dizaines de milliers de fois plus grande. Le premier brevet pour la production de tels nanotubes a été déposé en 1987. Depuis lors, le nombre d'entreprises qui les fabriquent augmente rapidement. Les nanotubes de carbone présentent en effet des propriétés remarquables. Ainsi, ils sont cent fois plus résistants que l'acier et, en même temps, deux fois plus légers que l'aluminium. Ils véhiculent l'électricité mieux que le cuivre, et la chaleur plus rapidement que le diamant. Sans cesse, de nouvelles applications voient le jour. Les nanotubes sont d'ores et déjà utilisés dans les matières plastiques des voitures, à la place de matériaux plus courants comme le noir de carbone. De tels additifs évitent l'apparition d'étincelles à des endroits où le carburant pourrait s'enflammer. En outre, on retrouve les nanotubes dans des produits électroniques comme les galettes de semi-conducteurs, les ICTrays et les lecteurs de codes-barres, à nouveau en raison de leur capacité à éviter les charges électrostatiques. Et leur conductivité thermique phénoménale est à nouveau mise à profit lorsqu'on les mélange à la pâte de refroidissement des processeurs d'ordinateurs et autres applications électroniques. Les nanotubes nouvelle génération sont utilisés dans le matériel sportif, comme les vélos et les battes de baseball, qui en deviennent plus légers et plus solides. Ils servent aussi à la fabrication de pneus de vélos, de nanofiltres, de raquettes de tennis, d'écrans d'ordinateur,...

Une bénédiction pour l'environnement...

Le potentiel sur le plan du développement durable n'est pas à sous-estimer non plus. Les produits que les nanotubes contiennent ont une durée de vie généralement plus longue, ce qui constitue déjà une caractéristique respectueuse de l'environnement. Les nanotubes de carbone rendent les polymères, le métal,... moins nécessaires pour atteindre les propriétés mécaniques souhaitées (comme la résistance), ce qui permet notamment de fabriquer des voitures et des avions plus légers, qui consomment donc moins de carburant. Des éoliennes ont déjà été développées en étant munies de pales dont le matériau contient des nanotubes qui leur confèrent une grande légèreté et une grande solidité. De ce fait, une vitesse de vent très faible suffit déjà à générer de l'électricité. Mais il existe encore d'autres perspectives. Ainsi, des chercheurs ont découvert que les nanotubes constituent quasiment la cellule photovoltaïque idéale, car ils produisent de l'électricité à partir de la lumière incidente, avec un rendement remarquablement élevé et sans perte de chaleur. Et les tubes se composent d'atomes de carbone qui sont beaucoup moins coûteux que le silicium : ils devraient donc à terme générer de l'électricité meilleur marché à partir de l'énergie solaire. En outre, les nanotubes permettent de réaliser des supercondensateurs plus performants (utiles dans les voitures hybrides) et de fabriquer une peinture qui évite, dans une certaine mesure, que des organismes maritimes ne restent attachés à la coque des bateaux, ce qui réduit les frottements et donc la consommation de combustible.

... ou le petit frère de l'amiante ?

Mais les nanotubes ne font pas seulement la une de l'actualité en raison de leurs propriétés exceptionnelles. Ils sont relativement longs et, surtout, extrêmement fins, ce qui rappelle des souvenirs liés à l'amiante. En Belgique, des recherches sont effectuées sur ce sujet par le Prof. Dr. Dominique Lison de l'UCL (Université Catholique de Louvain). Il a étudié les effets sur la santé des nanotubes de carbone fabriqués à l'Université de Namur. Il est apparu que les particules provoquent des inflammations ainsi qu'une fibrose (augmentation excessive de la quantité de tissu conjonctif dans les organes). Une génotoxicité a également été constatée, cette propriété laissant soupçonner que la matière examinée est cancérigène. Ces conclusions ne sont pas isolées : un grand nombre de chercheurs dans le monde ne cessent de souligner les dangers des nanotubes de carbone (Voir ‘Informations complémentaires').
Il importe cependant de faire remarquer ici que ‘le nanotube de carbone' n'existe pas en tant que tel. Car il en existe des milliers de types : à paroi unique, multiparois, d'une longueur et d'un diamètre moyens déterminés, avec des impuretés ou des types de défauts qui leur sont propres... Le Prof. Dr. Lison explique : « Chaque étude publiée concerne une autre variante. Par conséquent, les résultats sont difficilement comparables. Cependant, je constate que toute l'information scientifique disponible à ce jour attire l'attention sur le fait que les nanotubes de carbone doivent être traités de la même façon que l'amiante. Ils sont probablement aussi dangereux. (...). Il est regrettable qu'il y ait déjà actuellement autant de produits contenant des nanotubes sur le marché, alors que l'information toxicologique n'est pas encore établie. Et même à présent que de plus en plus de recherches en démontrent les dangers, l'industrie continue à fabriquer et à utiliser des nanotubes. Attention : ce n'est pas parce qu'un produit est toxique qu'il doit être interdit. Mais avant d'aller plus loin avec ces nanotubes, il faudrait commencer par étudier quelles sont les raisons de leur toxicité, comment celle-ci peut être évitée, quelles mesures de protection sont nécessaires,... Et c'est un aspect que l'industrie perd de vue. »

Un dilemme ?

La réaction des fabricants n'est pas surprenante. Soit ils affirment que les nanotubes de carbone ne sont jamais toxiques, soit ils admettent des modèles dangereux tout en prétendant que ceux qu'ils fabriquent ne présentent aucun danger pour la santé publique. Ils soulignent aussi que ces particules se présentent rarement ou jamais de manière isolée. Au contraire, elles font partie de macroparticules : un enchevêtrement de nombreux nanotubes. Ou bien, elles sont contenues dans un autre support (comme le plastique) et restent en l'état, même si un petit morceau de ce plastique, incluant les nanotubes, se détériore. Et leurs propos sont toujours étayés par un certain nombre de scientifiques. En conclusion : donner une réponse définitive n'est pas simple. Le principe de précaution semble donc être de mise : « Si une action peut être préjudiciable pour la société ou l'environnement, et s'il n'existe pas de consensus scientifique pour déterminer si cette action est dangereuse ou non, la charge de la preuve de sa nocivité incombe à ses partisans. »

Koen Vandepopuliere

Sources :
• Liste continuellement actualisée des nouveaux nanomatériaux :
http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/
• Revue scientifique ‘Science' au sujet d'une éventuelle application des nanotubes de carbone dans les cellules photovoltaïques
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/325/5946/1367
• L'Université de Wisconsin-Madison voit elle aussi un potentiel pour le produit dans les panneaux solaires, comme il ressort de : http://www.engr.wisc.edu/news/headlines/2009/Oct19.html
• Le lien http://lees.mit.edu/lees/battery_001.htm donne des informations issues d'un laboratoire lié au MIT (Massachusetts Institute of Technology) au sujet d'une découverte sur l'utilité des nanotubes dans les supercondensateurs
• Une interview de Francis Massin, CEO de Nanocyl, pour le Control & Automation Magazine est disponible à l'adresse http://www.engineeringnet.be/belgie/detailarchief_belgie.asp?Id=1929&jaa...
• Ce que la version en anglais de Wikipedia sait au sujet des nanotubes de carbone :
http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_nanotubes
• Wikipedia au sujet du principe de précaution :
http://en.wikipedia.org/wiki/Precautionary_principle
• Un compte rendu complet de l'interview du Prof. Dr. Dominique Lison, Université Catholique de Louvain, est disponible sur
http://www.engineeringnet.be/belgie/detailarchief_belgie.asp?Id=2837&jaa... .
• Entre autres, http://www.molecular-bionics.com/magazin/thema/00148/index.html?lang=en&..., un texte du centre de compétence Biotechnology and Life Sciences du Bade-Wurtemberg traite de la nature toxique ou non des nanotubes
• Une brève interview du Dr. Uwe Vohrer, expert de l'institut réputé et indépendant Fraunhofer Institute en matière de caractérisation et d'enquête de sûreté sur les nanotubes de carbone, est disponible à l'adresse
http://www.research.bayer.com/edition-21/21_nanotubes.pdfx

Informations complémentaires :
Articles scientifiques concernant la toxicité éventuelle des nanotubes de carbone :
• http://www.nature.com/nnano/journal/v3/n7/abs/nnano.2008.111.html
• http://www.nature.com/nnano/journal/v2/n11/abs/nnano.2007.347.html
• http://www.springerlink.com/content/k476qq3t01gj6029/
• http://www.cdc.gov/niosh/docs/2009-125/
• http://informahealthcare.com/doi/abs/10.1080/10408440600570233
Autres :
• Une présentation de diapositives du Prof. Dr. Dominique Lison sur le sujet : http://ihcp.jrc.ec.europa.eu/docs/nbs_enpra/inhalation_lison.pdf
• http://www.nanopodium.nl/, un site de Nanopodium, créé le 31 mars 2009 par la Commission pour un dialogue social autour des nanotechnologies, afin de stimuler une prise de position sociale à l'égard de la nanotechnologie
• Sur http://www.samenlevingentechnologie.be/ists/nl/pdf/dossiers/special_nano..., on peut trouver une publication de l'Institut flamand de recherche sur les questions scientifiques et technologiques (viWTA - Vlaams Instituut voor Wetenschappelijk en Technologisch Aspectenonderzoek).