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Et si demain, les nanotechnologies révolutionnaient le secteur du BTP ?

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Enjeux et perspectives des techniques et procédés de fabrication du monde de l’infiniment petit pour le secteur de la construction.

nanotechnologies

Les nanotechnologies regroupent les techniques et procédés de fabrication du monde de l’infiniment petit : l’échelle du nanomètre, soit le millionième de millimètre, une taille 50 000 fois plus fine qu’un cheveu. Cette échelle offre un vaste champ d’innovation dans de nombreux secteurs : construction, énergie, informatique, chimie, médecine, alimentation, agriculture. Les applications sont déjà nombreuses dans plusieurs produits de la vie quotidienne : plats préparés, produits d’hygiène et cosmétiques (dentifrice, crème solaire), textiles, médicaments. Si l’on ne mesure pas encore l’ampleur réelle de ce potentiel, une autre inconnue demeure : les risques potentiels pour la santé, qui incitent à appliquer un principe de précaution.
Dioxyde de titane ou de silicium, oxyde de zinc, nanoparticules d’argent ou de cuivre, nanotubes de carbones : les composés nanométriques sont partout, à l’état naturel, mais aussi de plus en plus manufacturés par l’Homme. Le champ des nanotechnologies a pris de l’ampleur dans les années 2000 en raison des nouvelles propriétés qu’offrent ces matériaux microscopiques aux produits qui en contiennent : résistance accrue, plus grande flexibilité et élasticité, durabilité extrême, meilleure conductivité, solubilité, tenue au feu, etc.

Perspectives pour le secteur du BTP : des bâtiments plus résistants et à impact positif sur la santé humain

Dans le secteur du BTP, les nanotechnologies offrent de nouvelles possibilités et interviennent dans la conception de nombreux matériaux de construction : peintures dépolluantes, vitres autonettoyantes, bétons autonettoyants, bois lasuré antivieillissement, revêtements de sols dépolluants et antibactériens, interrupteurs antibactériens, etc.

L’adjonction de nanoparticules dans un béton permet d’envisager des structures de bâtiments plus résistantes et plus légères, tout en offrant une flexibilité supérieure à celle de l’acier et une très grande force de tension et de compression. C’est l’opportunité d’accroître la durabilité des bâtiments et de diminuer les besoins de maintenance.

Les vertus dépolluantes et antibactériennes associées à certaines nanoparticules permettent d’envisager des bâtiments à impact positif sur la santé humaine. A titre d’exemple, le recours à un métal comme l’argent est utile pour lutter contre les maladies nosocomiales et les bactéries dans les établissements de santé. Utilisé dans la fabrication des interrupteurs, des revêtements de sols ou dans les circuits aérauliques, il rend le bâtiment plus sain tout en réduisant les besoins d’entretien.

Incertitudes scientifiques : quel impact sur la santé humaine et l’environnement ?

Si les perspectives sont immenses, de nombreuses incertitudes demeurent quant aux risques liés aux nanoparticules pour la santé humaine et l’environnement. Il est difficile d’évaluer leur toxicité de façon globale, qui dépend de nombreux paramètres tels que leur structure physico-chimique, leur mise en œuvre et leur cycle de vie. Selon Emeric Fréjafon, responsable des activités relatives à la connaissance des dangers et des risques dans le domaine des nanotechnologies à l’Institut National de l’environnement industriel et des risques (Ineris), un béton comprenant des nanoparticules peut par exemple être considéré comme non toxique lors de sa mise en œuvre mais se révéler dangereux lors de sa déconstruction.

Face à ces incertitudes, le principe de précaution prévaut. Dès 2010, l’Agence nationale chargée de la sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES) a préconisé un certain nombre de précautions à adopter dans l’emploi de ces particules. Dans le secteur de la construction, il s’agit de privilégier des techniques générant le moins de poussières possibles ou encore de prévoir des Equipements de Protection Individuelle (EPI) adaptés à la tâche à effectuer (masque filtrant FFP3, combinaison de type 5, gants nitrile, butyle ou vinyle, lunettes avec protection latérale) pour réduire les risques d’exposition lors de la manipulation de matériaux susceptibles de contenir des nanoparticules. En parallèle, le dispositif national EpiNano de surveillance épidémiologique des travailleurs exposés aux nanomatériaux manufacturés a été lancé en 2014 en lien avec Santé publique France pour surveiller et détecter l’apparition d’éventuels effets sur la santé de quatre familles de nanomatériaux manufacturés (nanotubes de carbone, dioxyde de titane, dioxyde de silice et noir de carbone).

D’un point de vue législatif, depuis le 1er janvier 2013, en France, les entreprises et les laboratoires doivent déclarer annuellement les quantités et les usages des nanomatériaux qu’ils produisent, distribuent ou importent sur le territoire français via le site internet R-nano. Avec pour objectifs de mieux connaître ces substances et leurs usages, de disposer d’une traçabilité des filières d’utilisation, d’avoir une meilleure connaissance du marché et de collecter des informations sur les propriétés toxicologiques et écotoxicologiques des nanoparticules.

Études et projets de recherche

Dans le secteur du BTP, les études et projets de recherche se multiplient avec le double objectif d’explorer le potentiel des nanotechnologies et des nano-objets et de mieux connaitre l’impact sanitaire et environnemental lié à leur fabrication et à leur utilisation.

Le projet EnDurCrete (2018-2021) mené dans le cadre du programme de recherche et d’innovation européen Horizon 2020 vise ainsi à concevoir des bétons innovants, « verts » et durables, intégrant des sous-produits industriels et des systèmes hybrides faisant intervenir des nanotechnologies.

D’autres recherches portent sur l’effet à long terme de matériaux nanocomposites dédiés au bâtiment. C’est par exemple le cas du projet EMANE, porté par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) et le Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE) et financé par l’ADEME.

« S’il est avéré que le Bâtiment devient un gros consommateur de nanoparticules, de nanoproduits et de nanotechnologies, il deviendra urgent de progresser sur la connaissance […] » conclut l’OGBTP (Office Général du Bâtiment et des Travaux Publics) dans son dossier spécial consacré aux nanomatériaux.