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Invisibles à l’œil nu, les nanoparticules se mesurent en nanomètre : 1 nanomètre*, par rapport à l’humain, c’est comme une fourmi par rapport à la Terre. Exploitées depuis les années 90, elles sont utilisées dans plusieurs domaines : cosmétique, médical, électronique, agroalimentaire, textile, etc. Leur utilisation a permis des avancées technologiques considérables, ce qui explique les nombreux travaux de recherche dans ce domaine à l’international. Pendant qu’une partie de la communauté scientifique s’interroge sur leurs capacités technologiques, une autre s’intéresse aux impacts environnementaux liés à leur utilisation. 

Lara Leclerc, ingénieure de recherche en biologie, évalue les risques de toxicité de certaines nanoparticules sur la santé humaine. Elle étudie leurs effets sur des cellules vivantes identiques aux cellules humaines présentes dans notre système immunitaire.

Son défi :

Éliminer l’utilisation des nanoparticules qui pourraient représenter un risque pour la santé lors de la création de nouveaux nanomatériaux !

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* 1 nanomètre = 0,000 000 001 mètre

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Reproduire les cellules vivantes

Pour étudier la toxicité de nanoparticules, Lara suit une démarche scientifique rigoureuse. Elle doit d’abord reproduire en grand nombre les cellules vivantes dont elle a besoin pour ses expériences. Elle utilise des boîtes de culture qui servent d’incubateurs aux cellules macrophages qu’elle utilise ; des cellules présentes dans nos globules blancs qui jouent un rôle de défense dans notre système immunitaire. Lara prépare « 96 bancs d’essai » de macrophages auxquels elle ajoute ensuite les nanoparticules à étudier.

L'observation des cellules

L’ingénieure de recherche laisse ensuite son banc d’essai réagir 24 h avant d’observer la morphologie (apparence) de la cellule :
est-elle abîmée ? sa taille est-elle modifiée ? ses membranes sont-elles gonflées, cassées ? Elle vérifie ensuite la présence d’enzymes (protéines) qui renseigne sur l'état de la cellule. Lara effectue ses expériences dans une salle de culture stérile pour éviter d’en fausser les résultats.

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Les nanoparticules

Les nanoparticules sont variées dans leurs formes (liquide, solide), leur composition chimique et leurs propriétés physiques et chimiques. Elles peuvent par exemple rendre les objets ultralégers, hyper résistants, hydrophobes, etc. ; ou encore prolonger la conservation des aliments. Les nanoparticules servent à fabriquer des produits dotés de propriétés nouvelles pour permettre, par exemple, à l’eau de pluie de ruisseler sur les fenêtres, de rendre une crème solaire transparente, ou encore de fabriquer des avions avec des matériaux plus résistants et légers…

Il existe 3 types de nanoparticules 

Naturelles :
on les trouve dans les poussières d’érosion, d’éruption volcanique ou embruns marins ;

Incidentelles :
lorsqu’elles sont produites « involontairement » dans les fumées émanant de moteurs diesel, cheminées d’usine, etc.

Manufacturées : 
quand elles sont produites par l’être humain et intégrées dans divers secteurs industriels.

Quels risques ?

Comme toute activité humaine, l’utilisation de nanoparticules peut présenter des risques sur la santé humaine et la nature. Les nanoparticules pénètrent dans le corps par voies respiratoires, cutanées ou digestives et migrent vers les organes (cerveau, foie, cœur…). Elles peuvent également être une source de pollution : dans les sols avec les pesticides, dans l’eau avec la crème solaire dissoute. Dans l’air avec les émissions des voitures.

Bon nombre d’associations (santé, environnement, consommateurs) et certains scientifiques dans le domaine de la santé et l’environnement alertent la société civile sur ces risques et recommandent des mesures de prévention et le financement d’études épidémiologiques, voire le retrait de certaines substances chimiques. De nouveaux règlements de l'Union européenne imposent aux industriels d’effectuer des études et d’évaluer les risques toxiques de 30. 000 substances chimiques d'ici fin 2018. Après cette première phase, les 70. 000 produits répertoriés restants, ainsi que les nouveaux, devraient faire l'objet d'une procédure similaire.

Les nano-écotoxicologies et nano-épidémiologies sont des filières scientifiques qui offrent de nouvelles opportunités à de jeunes étudiants en pharmacie, biologie ou médecine, mais qui sont aujourd’hui peu représentées en nanosciences et nanotechnologies.


La recherche en nanosciences
en France

Les nanosciences sont un domaine de recherche important en France. Le recensement de 2012 a comptabilisé plus de 300 laboratoires et 560 équipes de recherche, ce qui représente entre 7000 et 8000 chercheur.es. Les laboratoires sont intégrés à des universités ou centres de recherche publics tels que le CNRS, CEA, INSERM, INRA, etc.*

* Données du CNRS
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Ressources vidéos supplémentaires

  • Micro-trottoir du centre de recherche de Gardanne CMP