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Nanotech Safety Study Established at Duke :: Federal agencies, universities partner in Duke-led $14.4 million effort (Thursday, September 18, 2008)

'Buckyballs' have high potential to accumulate in living tissue (Purdue university, September 18, 2008)

Nanomatériaux et sécurité au travail (Afsset, 23 juillet 2008)


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Dossier

28 février 2011

Enjeux des nanotechnologies et des
nanoparticules dans le secteur de l'eau




Richard Varrault
Journaliste indépendant
Directeur de la publication



Sommaire






Veolia environnement[1]
M. Hervé Suty, Directeur général des Centres de recherche de Veolia Environnement nous explique les points de vue de Veolia environnement
Interview réalisée le 22 novembre 2010


Quels sont les aspects qui vous paraissent intéressants au sujet des nanos (terme générique englobant nanoparticules et nanotechnologies) ?

Deux aspects peuvent être mis en avant. Le premier concerne l'utilisation des nanoparticules et des nanotechnologies dans les domaines du traitement de l'eau et de la dépollution.
Le second a trait à l'occurrence et à la problématique des risques de santé et d'environnement.
Dans nos différents programmes et nos différentes expertises, certains de nos intervenants s'intéressent aux risques sanitaires et environnementaux. D'autres travaillent davantage sur tout ce qui est le développement de technologies plus performantes ou à caractère plus intensif par rapport à des objectifs d'efficacité et de traitement que nous pouvons avoir.


Quels sont les risques sanitaires et environnementaux ?

L'usage des nanoparticules se développe dans de nombreux produits industriels (cosmétiques, emballages, produits finis divers...) et nous pouvons être confrontés à la présence de particules de différente nature aussi bien dans les eaux usées que dans nos activités de collecte, tri et valorisation des déchets. Les risques sanitaires et environnementaux doivent par conséquent être évalués en tenant compte des différentes matrices dans lesquels on peut les retrouver (eau, air, sol) mais également des opérations de traitement que nous réalisons sur ces substrats en intégrant bien sur l'évolution de ces nanoparticules au cours de leur cycle de vie.
Le point clé, reste toutefois la mesure. Or nous sommes encore loin de savoir bien mesurer dans les différents milieux l'ensemble des types de nanoparticules. Il est nécessaire de savoir quelle est la nature de la nanoparticule pour évaluer les risques particuliers. Chez Veolia nous travaillons déjà sur ces aspects là plus spécifiquement au travers de projets collaboratifs à financement nationaux et internationaux. Les consortiums regroupent souvent des partenaires industriels et du domaine public.


Quels sont les usages des nanoparticules ?

Il faut revenir un instant sur les propriétés intrinsèques des nanoparticules : leur très faible dimension offre des surfaces d'échange très importantes avec un nombre de sites actifs potentiellement très élevé. On va ainsi pouvoir développer des propriétés catalytiques pour activer des réactions ou de très fortes capacités d'interaction avec les sites actifs pour, par exemple, modifier les comportements de matériaux ou favoriser des interactions avec différentes espèces d'un milieu. Dans les domaines qui nous concernent, on ne peut bien entendu pas démarrer un projet sur les nanoparticules sans se poser la question de leur devenir et des risques potentiels associés car on est en effet directement en contact avec l'eau, avec l'environnement.
Notre première application, sur les membranes, est réalisée en partenariat avec la société américaine NanoH2O[2] Elle concerne des membranes d'osmose inverse qui sont modifiées par des nanoparticules pour améliorer la perméabilité, donc favoriser le passage de l'eau. Le principe consiste à introduire dans la membrane filtrante qui fait quelques dizaine de micromètres d'épaisseur des nanoparticules hydrophiles (de l'ordre de quelques %). Cette "charge" dispersée de façon homogène qui va faciliter le passage de l'eau, permettra de réduire les pressions et donc de diminuer les consommations énergétiques d'un procédé qui est relativement énergivore au départ. Les nanoparticules sont dans la matrice, c'est comme si on chargeait un polymère par des particules qui resteront dans la masse où elles sont immobilisées et ceci peut être réalisé sans changement majeur de la production classique des membranes.
Ce type de produit qui arrive sur le marché maintenant est en cours d'évaluation à l'échelle industrielle par nos équipes de R&D et nous avons un partenariat pour la commercialisation de ces nouvelles membranes sur le marché du dessalement. Veolia est généralement ce que l'on qualifie d'un "end-user" qui sélectionne les membranes en fonction de leurs performances intrinsèques pour une application donnée. Dans le cas du dessalement par osmose inverse, il est clair que cette nouvelle approche peut conduire à une nouvelle génération de membranes plus performantes ; les résultats d'évaluation des performances sont attendus dans le courant du premier trimestre 2011 et les premières utilisations pour le dessalement d'eau de mer courant 2011.
Dans les membranes, d'autres études sont en cours sur le développement de matériaux nanostructurés mais les développements sont en cours et les applications sont attendues pour plus tard, d'ici 5 à 10 ans.
Veolia étudie par ailleurs l'intérêt de nanoparticules pour la catalyse de type oxydante ou réductrice afin d'éliminer des polluants dans l'eau ou dans les gaz. On peut également utiliser des nanopoudres deTiO2 (libres ou fixées), pour la photocatalyse et l'élimination de polluants mais aussi des nanopoudres adsorbantes (charbon actif ou autres), qui vont permettre des éliminations sélectives de certains polluants par transfert et non plus par dégradation.
Nous travaillons là encore avec des laboratoires du domaine public mais aussi des fabricants industriels pour mettre au point de nouvelles technologies et arriver à des procédés intensifs de traitement. Ces procédés doivent répondre à un certain nombre de critères de performance sur des considérations technico-économiques mais ils doivent également s'inscrire dans une démarche de développement durable et apporter un plus par rapport aux technologies actuelles sur ces aspects. Le devenir des polluants éliminés avec la formation de sous produits par exemple mais aussi celui des nanoparticules dans leur mise en œuvre sont deux aspects critiques de ces recherches.
Typiquement dans le domaine de l'oxydation qui a été très étudié dans les 30 dernières années avec un développement industriel tout relatif, les nanotechnologies peuvent être de nature à repositionner certains procédés de façon favorable en levant des verrous jusqu'à lors rédhibitoires.


Des entreprises se lancent-elles dans des fabrications à base de nanoparticules ?

Comme pour toutes les nouvelles technologies il y a un engouement extraordinaire en R&D avec de nombreuses tentatives de développement industriel mais les vraies applications dans nos domaines de l'environnement ne sont pas encore mâtures. Certains phénomènes et verrous technologiques restent à préciser et à lever sans oublier la démonstration de la maîtrise des risques associés.
Pour les matériaux nanostructurés le gain, le rapport coût/bénéfice, n'est pas encore atteint. Par contre pour les matériaux incorporant des nanoparticules, comme les membranes pour lesquelles une poudre est dispersée dans une matrice polymèrique, c'est justifié et ceci d'autant plus si la durée de vie des produits est améliorée. La durée de vie des membranes est en générale de l'ordre de 5 ans, si on peut les faire durer 10 ou 15ans cela devient vraiment très intéressant.
Finalement il est clair que les bénéfices doivent compenser les surcoûts et ce n'est qu'à cette condition que ces les nanotechnologies apparaitront dans les cahiers des charges, notamment pour les appels d'offres internationaux.
On a très peu évoqué l'analyse mais c'est très probablement dans ce domaine que l'on verra prochainement une industrialisation de nanotechnologies pour l'échantillonnage et l'indentification spécifique aussi bien en analyse chimique que microbiologique.


Les industriels fabricants de nanoparticules communiquent-ils ?

La communication autour des nanoparticules est un sujet très intéressant. Les nanoparticules ont à la fois une image positive de haute technologie mais également une image controversée sur le risque sanitaire associé. L'utilisation de nanoparticules dans des produits industriels ne date pas d'hier mais aujourd'hui les industriels qui mettent ces produits sur le marché commencent à être beaucoup plus sensibles à l'image controversée et communiquent différemment et plus prudemment. Au final, l'approche doit rester la même que pour toute substance chimique en ce qui concerne la mise sur le marché (directive REACH) et permettre une communication dénuée de doutes.


Avez-vous des demandes de la part de vos clients ?

Nous n'avons pas de sollicitations particulières de la part des collectivités locales en ce qui concerne les nanotechnologies que ce soit vis-à-vis de la mise en œuvre de procédés ou sur les risques associées aux nanoparticules. Dans ce dernier cas, il est clair que la pression médiatique peut engendrer des questionnements ponctuels. En ce qui nous concerne, nous menons en parallèle développements technologiques et connaissances des éventuels risques associés aux nanoparticules en lien étroit avec la profession et les instances sanitaires ou environnementales.


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1- Veolia environnement : www.veolia.com/fr/

2- Nanoh2o, "Founded in 2005 by proven entrepreneurs, engineers and scientists, NanoH2O is committed to developing a new generation of advanced membrane technology to maintain an economically viable and sustainable freshwater supply. Based on pioneering nanotechnology research at the University of California, Los Angeles (UCLA), NanoH2O focuses on synthesis of new membrane materials for desalination and water reuse." Jeff Green, www.nanoh2o.com




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