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30/10/2007 1
Séminaire CNRS Chimie et DD
Les pratiques en chimie face aux risques technologiques
Harpet Cyrille, prof.INSA Lyon
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sommaire
La chimie : science, langage, pratique
Perception des risques
Entrevue avec 10 chimistes
Chimie, risques et précaution
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Chimie : Science,langage, pratiques
Chimie face aux risques technologiques
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La chimie comme science
La chimie : une sciencede la structure (état, organisation) de la matièredes réactions de la matièreExpérimentaleune pratique de transformation de la matièreUne science raisonnée
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Science déterministe (pensée classique)Observation répétée des réactionsCertitude des réactionsRéactivité déterminée par la structure des espèces présentes
Or caractère aléatoire de réactions :Soude NaOH et chloroéthane (H3 C-C- CH2 -Cl) = éthanol• réaction prévisible statistiquement
l’échelle macroscopique• incertitude sur « où », « quand »,
« comment »…à l’échelle micro…
La chimie
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Incertitude et prévision
Rendre certain le probableRéactions parfois inobservables à l’échelle microQualifiées d’inexistantes à l’échelle macroRéactions possibles théoriquement mais non réalisées • cas O2 + H2, conditions cinétiques insuffisantes
augmenter les chances de réalisationpar augmentation du nombre de molécules en présencePar taille de l’échantillonstatistique valable si échantillon suffisant
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Un langage scientifique
La chimie et son langage
Tableaux et langages de la chimie
(F.Dagognet)
Langage spécifique
Langage ésotérique
Langage combinatoire
Équations, calculs…
Représentations et modèles
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Un langage scientifique
Mais :Sphère devenue hermétique
Recherche fondamentaleInvestigations sub-moléculairesCulture du « secret », du « discret »
Discipline « carrefour » entrePhysiqueBiologieBiochimie…
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Des pratiques…
Empiriques dans l’histoire alchimique
Un art des manipulations fines
Une découverte des lois fondamentales
de la matière
Un programme de recherche finalisée
• Décomposer (Lavoisier, 1789)
• Substituer (chimie du carbone, 1840)
• Synthétiser (Wöhler 1828, Berthelot 1860)
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Un objet concret/abstrait
Matière à l’échelle moléculaireImperceptible, invisible, impalpable
Perception toujours « médiate »Matière
Ubiquitaire, circulante…Polymorphe (solide, liquide, gaz)
Matière symbolisée (tableau de signes)modélisée
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Un objet concret/abstrait
Profusion naturelle des éléments et composés
Profusion exponentielle des « synthétiques »,
liée aux sciences et techniques
Expression combinatoire de la chimie
Ambivalence des éléments/composés (contre
un manichéisme élémentaire ou un mode
binaire)
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Profusion de la chimiosphère
Cas de la chimie organique12 000 molécules en 1880150 000 en 1910500 000 en 194010 millions en 2000
Composés de synthèse sans équivalents dans la natureNon reconnaissance/ non assimilation des artefacts par les éco-systèmes
Octane C8 H18
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La chimio-organo-sphère
Molécules C à polyvalence élevéeLongues chaînes C facilement modifiables• Additions• Substitutions• Éliminations• Réarrangements
Plasticité des combinaisons atomiquesPlasticité matériologique
• Carburants, peintures, textiles, pesticides, colorants, plastiques, médicaments, explosifs…
méthanol
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La vision moléculaire du chimiste
Investigation microscopique du monde
Matérialité infime et imperceptible
Tableau de signes / protocole expérimental
Combinatoire virtuelle / stratégie réactionnelle
Visée : produit + propriété + fonction
Analyse du processus réactionnel
Occultation des migrations/ dissipations
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La vision moléculaire du chimiste
Complexité affirmée de la matière/processus
Complexité occultée des éco-systèmes
Les nouvelles propriétés naissent des nouvelles combinaisons
Approche combinatoire des éléments /composés (modèle du mécano)
Additions
Soustractions /éliminations
Substitutions et réarrangements
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La vision moléculaire du chimiste
Angle « élémentariste »
« angle mort » : les éco-systèmes
Angle utilitariste
« angle mort » : défaut culture éco-toxicologie
Focalisation sur les produits et procédés
L’avenir de la chimie n’est-il pas dans une vision
des propriétés nouvelles à partir des éléments
existants ?
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Perceptions du risque
Enquête auprès de 10 témoins
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Un sondage
7 questions Chimie et risque
Panel limité à :
10 chimistes praticiens
• Ingénieurs de recherche publique
• Ingénieurs de R&D industrie
• Ingénieurs Environnement
Entre 25 et 70 ans
5 hommes / 5 femmes
Chimie et perception du risque
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Qualités du chimisteRigueur, minutie, précision, précautionPrévision, anticipationPatience, observation, Réflexion, esprit critique, réactivité
Goût de la matière, des expériences
Pédagogie, vulgarisationcommunication
Chimie et perception du risqueQuestion 1
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Risques spécifiques en chimieChimie organique/minérale/ matériaux
Manipulation des produitsProcessus de réaction et produits de réaction
Nature et propriétés des produits (CMR)Exposition continue / ponctuelle (risques aigus, chroniques)
Chimie et perception du risqueQuestions 2-3
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Conditions de réactionTempérature, Pression, Inflammabilité, Pulvérulence…
Risques des appareillagesChamps magnétiques, micro-ondes
Laboratoire / Pilote / unité productionÉtat de la personne
Femmes enceintes, susceptibilité, sensibilité…
Chimie et perception du risqueQuestions 2- 3
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Exposition chronique
à un produit chimique CMR
Voie buccale, nasale, voie dermique.
Exposition accidentelle
(projection, brûlures chimiques et/ou
physiques.
Dommages corporels
(non-contrôle d’une réaction qui s’emballe).
Chimie et perception du risqueQuestions 2-3
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Chimie et perception du risque
Sphères de risqueÉtendue du risque
risque local pour le laboRisque étendu en industrieQuantités de produits // taille du risque• Dans l’absolu, moins de risques pris en laboratoire que
dans l’industrie.
Infrastructures de sécuritéDispositif de sécurité et moyens importants en unités industriellesRestrictions de moyens et ressources en laboratoires publics
Question 4
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Chimie et perception du risque
Sphères de risque
Identification de chaque salle en fonction des
risques potentiels.
Signalétique des différents niveaux de risques de
natures différentes (chimiques, biologiques, industriels)
chaque salle = une sphère de risque particulière
sphères de risque les plus importantes :
salles et bunkers de stockage (les plus contrôlées,
avec accès restreint).
Question 4
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Chimie et perception du risqueSalle blanche (Dapnia CEA Saclay)
Danger électrique Matières dangereuses ou irritantes
Champ magnétique important
Risque biologique
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Chimie et perception du risqueIndications de produits dangereux(IPS, instructions permanentes de sécurité)
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Chimie et perception du risque
Sphères de risqueCompétences des personnels
Qualité de formationPrécautions et culture du risqueconnaissance des produits utilisésPratiques rigoureuses de manipulation
Pratiques collectives (mimétisme)Management du laboratoire/ unité
« le laboratoire est de fait une sphère de risque car c’est le lieu de recherche et donc de découverte de nouveaux produits »
Question 4
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Dispositions face aux risque
On minimise les risques par habitude
On sécurise par des équipements
On sécurise par des procédures
• Analyse obligatoire du risque individuel,
collectif (labo, site et environnement local)
• Analyse préliminaire du risque encadrée par
des procédures strictes et nécessaires pour la
réalisation des actions.
Chimie et perception du risqueQuestion 5
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Formation aux risqueslimitée à la manipulation des produits sans évaluation/appréciation des conséquences au- delà des manipulationsSensibilisé mais pas formé !Pas de documents audio-visuels sur des accidentsPas de mise en situation/simulations d’accidents contrôlés indispensables pour :• apprendre les bons gestes de protection, de secours
Simulations à une petite échelle (porter secours à un collègue)Simulations sur un incident plus large (incendie)
Chimie et perception du risqueQuestion 6
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Seule l’expérience compteMais l’expérience ne se transmet pas
Intérêt des équipes mixtesNe jamais opérer seul !La solitude en labo est la complice du risque !
Pratiques à risques : « on manipulait sans gants, car cela coûtait trop cher ».« nous n’avions pas ou très peu de sensibilisation aux risques encourus ».
Chimie et perception du risqueQuestion 6
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Principe de précautionnombreux produits suspectés CMR mais sans preuve avéréeproduits CMR manipulés comme si ils étaient cancérigènes.mise sur le marché de produits CMR…Milieu du travail parfois plus protégé des produits qu’à domicile• colles à iso-cyanates• produits colorants pour les cheveux….
Chimie et perception du risqueQuestion 7
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Principe de précaution« une toute nouvelle réaction ne sera JAMAIS directement effectuée à l’échelle industrielle mais à la petite échelle d’un laboratoire avec des quantités suffisamment faibles pour que tout danger soit plus facilement maîtrisé »étude dite de développement• montée en échelle (pilote, unité industrielle)• appel à des ingénieurs ayant une connaissance
particulière des risques.
problèmes de toxicité chronique, avec les micro- polluants et des solvants halogénés.
Chimie et perception du risqueQuestion 7
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La vigilance face au risque
« Dans les années 70, l’éveil au risque est
venu de l’extérieur, par la communication,
par les médias, par les catastrophes, par
les accidents rapportés par les collègues
dans l’industrie. »
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niveaux de perceptionMicroscopique : à l’échelle des molécules (état, comportements, réactions)Méso-scopique : du laboratoire et du procédéMacroscopique : de l’installation et du site industrielMégascopique : de l’environnement global
Chimie et perception du risque
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Banalisation du risque
Espace confiné du laboratoire
Milieu appareillé d’instruments de sécurité
Quantités infinitésimales de produits
Réactions microscopiques
Perception « ego-centrée » du risque
Chimie et perception du risqueEn laboratoire
Hotte chimiqueThumn Purair 10 20 30
Hotte chimiqueThumb-Purair 5
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Modèle réduit du procédé
Quantités de produits
Phase expérimentale
Dispositif de prévention
Risque physique de proximité
Perception « alter-ego centrée »
Chimie et perception du risque
En pilote industriel
http://www.salondelachimie.com/magazine/article44.html
plate-forme combinatoire d’automatisation de nouvelles formulations de principes actifs API
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Échelle de l’usine (installation)
Stocks et réacteurs
Quantités industrielles de produits
Phase de production en continu
Dispositif de QHSE
Périmètre étendu du risque
Perception « socio-centrée »
Chimie et perception du risque
En unité industrielle
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Des molécules à usage spécifiquePyralèneDDTPCB…
Une extension des usages hors champUne migration des molécules hors compartimentDes liaisons imprévues
Des produits de la techno-sphère
DDT
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Chimie, risques et précaution
30/10/2007 40
Principe de prévention omniprésent Le principe de précaution
Frein à l’expérimentationFrein à l’innovationFrein à l’exercice combinatoire systématiqueImporte la culture de l’incertitude, de l’irréversible, de l’imprévisible
Chimie, risques et précaution
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Principe de précautionUne limite pour la recherche ?
« le chimiste ne devrait appliquer que ce que les lois lui préconisent.
Or même ces lois se trouvent « transgressées » lorsque des expériences dérivent vers des résultats inattendus, contre toute attente ».
Mais doit-on / peut-on développer systématiquement les résultats des recherches ?
Chimie, risques et précaution
30/10/2007 42
Science artificialiste « contre » NatureProfusion exponentielle des molécules de synthèseDissémination / propagation des artefacts Réactions imprévisibles des artefacts hors de la chimiosphèreConséquences irréversibles sur les organismesSeuils d’irréversibilité sanitaire / écologiqueLogique probabiliste hors champ réactionnel contrôlé
Chimie, risques et précaution
30/10/2007 43
Risques collectifsécologiquesDifférésIncertainsGraves et irréversibles
Chimie, risques et précaution
30/10/2007 44
Des signes alarmants
Érosion de la diversité biologique
Dégradation des écosystèmes
Risques santé - environnement
Propagation de polluants organiques résistants (pops)
Bio-accumulation, bio-concentrations
Effets globauxdéplétion de la couche d’ozone
Changements climatiques
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Une érosion des services écologiques
disparition d’espèces : indicateur de santé des éco-systèmes
disparition d’une espèce végétale = perte de 30 espèces associées
insectes, plantes, espèces supérieures
cf US fish and wildlife service cf US fish and wildlife service
oiseaux disséminateurs des semences végétales (cas du Dodo + disparition arbres + autres oiseaux terrestres et d’eau)
30/10/2007 46
L’affaire Carson
- Parution en 1961- ouvrage scientifique- 500 références scientifiques- Polémique et commission JFK
30/10/2007 47
Une érosion des services écologiques
40% des prescriptions médicales au monde basées sur des substances naturelles
Industrie pharmaceutique (400 milliards de dollars)
Des ressources disponibles :Digitale pourpre : substance « digitaline », extraite, traitement cardiaque
Vincristine, extraite de la pervenche rosée tropicale (traitement anti- leucémique et maladie de Hodgekin)
Substances actives anti-cancéreuses provenant de 3000 plantes (70 tropicales)
5% des végétaux étudiées pour leur application pharmacologique
30/10/2007 48
Directive REACH en vigueur au 1 juin 2007
10 ans de débats
Industries/associations/institutions
Remise en question des procédures
Prouver l’innocuité et non plus la dangerosité
Révision des modes de mise sur le marché
Réduction des « portefeuilles de molécules »
My Terror is REACH
30/10/2007 49
Les nanotechnologies
Nano-monde : Échelle 10-6
Machines, produits, procédésobjets nanoscopiques
Imperceptibilité des éléments, des réactions et des migrations
Diffusion infinitésimale et ubiquitaire
Infiltrations insidieuses
Les batailles des NANO
30/10/2007 50
Une chimiosphère
Expansive et au service des industries
Une chimie « démiurgique »
artefacts, démultiplication des molécules de synthèse
Des manipulations micro aux effets macro
La dérive des produits et sous-produits
disséminations, migrations, bio-accumulations…
Incertitude et complexité
de l’évolution des composés dans les milieux
Approches globale et systémique absentes
Une révolution de la chimie ?
Conclusion
30/10/2007 51
« si la chimie m’était contée » (Paul Arnaud, Belin, 2002)
« la chimie nouvelle » (Pierre Lazlo, Flammarion, 1995)
« Histoire de la chimie » (B.Bensaude- Vincent, I.Stengers, La Découverte, 1995)
« Tableau et langages de la chimie » (F.Dagognet, Champ-Vallon, 2005)
Références
30/10/2007 52
Contacts :Cyrille HarpetProfesseur associé INSA LYONCentre des humanités
Tél 04 72 43 71 21
Courriel : [email protected]
