Revue AE&S vol.5, n°2, 15

Innovations agricoles : quelle place pour l’agronomie et les agronomes ?

Quelles conséquences sur les concepts et les modes d’intervention des agronomes et sur l’agronomie ?

Nanomatériaux et nanotechnologies en agriculture / Questions pour l’agronomie

 

 

 

Danielle Lanquetuit*

 

*agronome, agricultrice, membre de l’Association française d’agronomie (Afa) et de l’Association de Veille et d'Information Civique sur les Enjeux des Nanosciences et des Nanotechnologies (AVICENN), danielle.lanquetuit@free.fr

 

Avec la contribution de Mathilde Detcheverry, rédactrice de veillenanos.fr édité par AVICENN, et de relecteurs de nos réseaux.


Introduction

 

En 2011, l’Europe et la France ont adopté des définitions des nanomatériaux [1], puis la France a été le premier pays à engager en 2013 un registre de déclaration annuelle obligatoire des "substances à l’état nanoparticulaire", R-Nano [2]. Le bilan 2013 indique que 3,8% des usages déclarés ont trait à notre alimentation (2,6% pour la fabrication de produits alimentaires + 1,2% pour l'agriculture, la sylviculture et la pêche), puis le bilan 2014 montre une forte augmentation du nombre de déclarations d’usage en agriculture, de nombreux acteurs découvrant le sujet à cette occasion [3].

Lorsqu’on parle de nanomatériaux et de nanotechnologie, l’agriculture est rarement citée. Pourtant, les nanoparticules (NP) ont bien pénétré le secteur et sont présentes dans des produits fabriqués en grandes quantités :

- nanoparticules de dioxyde de silice (SiO2 : E550/551) utilisées pour fixer l'humidité et empêcher l'agglomération des grains de sel ou de sucre, des épices, du cacao et des autres denrées en poudre.

- nanoparticules de dioxyde de titane (additif alimentaire E171) pour modification des arômes, saveurs, couleurs et textures des aliments.

Il est donc utile de proposer une réflexion sur ce sujet.

Ce texte rappelle le contexte général, présente le registre R-Nano et pose des questions plus particulièrement dans le champ de l’agronomie, en sélectionnant les débats avec des points de vue d’acteurs intervenant aux différentes étapes technico-économiques (conception, transformation, distribution, usages, recyclage de produits contenant des nanomatériaux), et aux différentes étapes de gouvernance (orientation des recherches, aides aux décisions publiques par les scientifiques et la société civile). L’accent est mis sur les points critiques d’articulation entre politiques publiques, stratégies commerciales, recommandations de la société civile et avis scientifiques requis pour appliquer le principe de précaution.

 

Le contexte général des nanotechnologies

 

Les nanotechnologies désignent les procédés de fabrication et/ou de manipulation de structures à l’échelle nanométrique (nm) : « nano » vient du grec et signifie nain ? 1 nanomètre = 10-9 mètre = 0,000 000 001 m = 1 milliardième de mètre.
C’est l’échelle moléculaire et atomique : l’ADN humain est large de 2 nm, un atome de carbone ou d’hydrogène mesure 0,1 nm.

 


Figure 1 : représentation de la nanoparticule

 

Le terme "nanotechnologies" apparaît en 1974. A l’échelle nanométrique, les distinctions faites entre les disciplines de physique, chimie et biologie s’estompent. On parle de convergence. Des nanosystèmes électroniques sont de même taille que des constituants de cellules biologiques et peuvent interagir. On trouve alors les "nanos" sous l'acronyme NBIC qui désigne cette convergence des nanotechnologies (N) avec les biotechnologies (B), les sciences de l'information (I), et les sciences cognitives (C).

Les premiers grands programmes de recherche portant sur les nanotechnologies [4] ont été financés aux USA, portés par une politique espérant maîtriser la matière, réparer et augmenter les capacités des hommes (armement, surveillance, transhumanisme). Inquiets de cette stratégie, les politiques européens ont affiché d’autres priorités, portées par la « société de la connaissance », pour orienter les applications des nanosciences à des technologies jugées utiles pour la santé, l’énergie, l’environnement et les populations fragiles. Mais ce qui a été mis sur le marché est fortement influencé par d’autres stratégies économiques, et ce qui concerne l’armement et la sécurité n’est pas écarté, seulement plus discret.

Dans les années 2000, le terme "nano" a pris son essor comme mot sésame utilisé par les chercheurs pour attirer des financements, puis par les entreprises pour séduire leurs clients. Mais avec l’émergence des préoccupations concernant les risques suscités par les propriétés nouvelles, le mot « nano » est parfois devenu plus un handicap qu’un atout, au point de disparaître de certaines communications commerciales. Les discours ont changé, le vocabulaire ne portant plus sur la taille mais sur des propriétés, un produit devenant par exemple « ultrafin » ou « smart », traduit par « intelligent » ou « actif ».

L’Europe a défini les domaines principaux où sont attendus des bénéfices [5]: nanomédecine, énergie et environnement, électronique et technologie de l’information, agriculture et agroalimentaire, applications industrielles, textiles et sécurité.

Citons ici les principales applications listées dans les documents du débat public organisé en 2009 par la commission nationale du débat public (CNDP) :

-          Des nanoparticules ou des nanofiltres pour la dépollution de l’eau ou des sols

-       Des applications médicales (diagnostic, thérapie, soins contre le cancer plus efficaces, plus personnalisés et avec moins d’effets secondaires négatifs)

-       Des applications vétérinaires concernant donc l’agriculture

-       Des additifs alimentaires (encapsulation)

-       Des applications aux emballages (des matériaux actifs font appel à des nanoparticules d’argent à l’effet antibactérien ; fixateurs-éliminateurs du fer indispensable au métabolisme bactérien) pour limiter la prolifération de bactéries sur l’aliment

-       Des applications au domaine agricole pour la protection végétale, la santé et l’alimentation animale

-       Des applications pour les usages quotidiens : articles de sport, cosmétiques, peintures et vernis plus résistants, textiles « fonctionnalisés » résistants au feu, à l’eau, à l’abrasion

-       Des matériaux plus légers et solides pour le bâtiment, l’automobile et l’aviation

-       Des applications en nanoélectronique pour développer les usages d’objets numériques et la gestion des données (par ex. pour l’agriculture des nanocapteurs indiquant le manque d’eau des végétaux pour piloter l’irrigation)

-       Des solutions énergétiques par l’amélioration des performances de cellules photovoltaïques, de batteries,

-       Des solutions pour les capacités des drones dont un des usages est testé en agriculture pour l’observation des cultures [6].

Des nanomatériaux ont ainsi été introduits dans des produits sans que cela soit indiqué.

La difficulté à établir une définition reconnue par l’ensemble des acteurs et des pays a été et reste un frein pour le développement des études d’impact :

- L'Organisation internationale de normalisation (ISO) définit un nanomatériau comme étant "un matériau comportant toute dimension externe à l’échelle nanométrique ou une structure interne ou en surface à l’échelle nanométrique". L’échelle nanométrique est définie entre 1 nm (pour exclure les atomes et molécules) et 100 nm. Mais cette limite négociée est contestée par des scientifiques car des propriétés spécifiques « nanos » sont observées au-delà.

- La définition d'octobre 2011 de la Commission Européenne (sur laquelle se base le Règlement Biocides) et la définition de la France sont plus restreintes : contrairement à celle de l'ISO, elles excluent les matériaux nano-structurés en interne.

- Le sigle NOAA de plus en plus utilisé désigne les Nano-objets manufacturés, leurs agrégats et agglomérats.

Ces définitions initiales sont des compromis arbitrés entre demandes scientifiques et stratégies économiques. Les études toxicologiques ont progressé et la révision de la définition européenne fait l'objet de travaux depuis 2014 sans que l'on sache encore à quelle échéance ils aboutiront. Une évolution serait que les indicateurs retenus soient d’avantage liés aux propriétés et aux impacts sur la santé et l’environnement.

 

Mises en débats concernant l’agriculture et l’agronomie

 

L’agriculture est particulièrement concernée par les questions liées au cycle de vie et au devenir final des nanomatériaux manufacturés. Il s’agit d’un enjeu important pour les pratiques agricoles, la présence résiduelle de nanomatériaux dans l’environnement pouvant potentiellement s’accompagner d’une pollution des produits agricoles à visée alimentaire. 

Les premières interrogations sur les impacts de l’introduction de nanomatériaux dans les produits pour l’agriculture ont été publiées en 2004 par ETC Group au Canada, lanceur d’alerte déjà actif sur les questions liées aux OGM, dans le dossier « La ferme atomisée, l’impact des nanotechnologies sur l’agriculture et l’alimentation ».

Les questions et arguments portaient sur les enjeux sanitaires, environnementaux et sociaux. Les propriétés nouvelles de matériaux fabriqués à la taille nano ont des impacts le plus souvent indétectables par nos cinq sens. Leurs usages modifient les rapports de l’homme à la nature, peuvent augmenter les risques de « brevetage » du vivant [7], changent les rapports de force entre acteurs avec des producteurs de plus en plus de dépendants de technologies complexes et des intérêts financiers extérieurs pour des prises de décisions « au champ ». (Encadré 1)

 

Encadré 1 : extraits de « La ferme atomisée, l’impact des nanotechnologies sur l’agriculture et l’alimentation » en 2004

 « Ce n’est pas un réquisitoire contre le changement technologique ni un appel au statu quo. C’est plutôt un appel à la réalité : d’importants changements technologiques sont déjà en cours et ils vont affecter l’ensemble de la société. Certaines retombées sont faciles à prévoir, d’autres le sont moins. Par ailleurs, ce rapport n’accepte pas le postulat selon lequel il est inévitable que l’alimentation et l’agriculture subissent une transformation extrême en raison de la nanotechnologie. Il est demandé de tracer ce qui concerne l’alimentation et donc l’agroalimentaire et en agriculture d’interdire la dissémination dans l’environnement des nanopréparations d’intrants agricoles tels que les pesticides, engrais et produits de traitement du sol jusqu’à ce qu’un nouveau régime réglementaire spécialement conçu pour examiner ces produits ait établi leur innocuité ».

Les perspectives d’application en agriculture étaient « des semences miniatures, les nanocides ou pesticides en capsules, l’agriculture de précision ». Les interrogations portaient sur « le commerce des nanoproduits, les risques et une « agriculture de demain » entre nanobiotechnologie et biologie synthétique. Les applications promises en alimentation concernaient des aliments issus de la fabrication moléculaire, l’emballage, l’étiquetage et le contrôle ».

ETC Group dénonçait comme « négligence inadmissible que nulle part au monde, on n’ait pris la peine d’adopter une réglementation pour évaluer les nouveaux nanoproduits avant de les intégrer à la chaîne alimentaire ». La recommandation majeure était :

« - de ne pas attendre 10 ans de commercialisation silencieuse avant de débattre en société comme cela a été le cas pour les OGM ;

- contrairement au précédent débat sur les OGM, ne pas se limiter aux seules questions techniques, mais aborder les questions relatives à la propriété intellectuelle et à d’autres formes de monopoles technologiques. Qui contrôlera ces technologies? Qui en profitera? Qui va décider de la façon dont elles affectent notre avenir ? »

 

En France, le débat public demandé lors du Grenelle de l’Environnement en 2007 a été réalisé en 2009 « sur les options générales en matière de développement et de régulation des nanotechnologies » [8]. Ce débat, peu relayé par les médias nationaux, a été très conflictuel, au point de se poursuivre à mi-parcours sur internet sans réunions publiques.

 

L’agriculture et les nanos dans le débat public de 2009-2010

Le dossier préparant le débat décrit les applications existantes ou attendues en alimentation et agriculture [9] :

-       pour la production végétale, des engrais dont l’épandage serait facilité et la biodisponibilité accrue ou retardée, ce qui permettrait à la fois une limitation de la quantité d’engrais utilisée et une utilisation optimale de la plante en fonction de son cycle de vie. Certains produits phytosanitaires appelés éliciteurs pourraient être développés pour déclencher les mécanismes d’autodéfense de certains végétaux et ainsi limiter l’impact de maladies des plantes. Ces produits devront être autorisés avant de faire l’objet d’une mise sur le marché.

-       pour la santé et l’alimentation animale (médicaments vétérinaires, produits phytosanitaires…)

-       perspectives d’utilisation de films – ou membranes – sélectifs (filtrant notamment les métaux lourds) pour les productions végétales sous abris et le traitement des eaux

-       pour l’agro-alimentaire, dans les aliments par ajout, en tant qu’ingrédients, ou à l’extérieur de l’aliment, pour accroître le contrôle, la conservation et la sécurité sanitaire de l’aliment.

Les conséquences du devenir final des nanomatériaux manufacturés sur l’agriculture sont aussi évoquées dans le dossier. En particulier l’intérêt de l’analyse du cycle de vie des emballages comportant des nanomatériaux est souligné pour évaluer leur impact environnemental, ces emballages actifs pouvant avoir un impact sur l’écologie microbienne, du fait de l’action continue des agents antibactériens qu’ils contiennent.

 

L’avis de l’Afssa en 2009

En mars 2009, l'Agence française de sécurité sanitaire des aliments (Afssa, aujourd'hui ANSES) affirme publiquement que "la prudence s’impose à l’égard de l’utilisation de nanotechnologies et/ou nanoparticules en alimentation humaine et animale". [10].

 

L’avis du comité éthique de l’Inra en 2012

Après le débat CNDP, le Comité consultatif commun d'éthique pour la recherche agronomique CIRAD / INRA, publie en décembre 2012 un « Avis sur les nanosciences et les nanotechnologies » [11] qui décrit quelques applications en agriculture (Encadré 2) et invite au discernement : « Le progrès renvoie à la finalité, l’innovation au hasard heureux ou malheureux. Or, tout progrès constitue une innovation, mais toute innovation n’est pas un progrès. »

En lisant cet avis, on retient que les (agro)chimistes n’assemblent pas (ou peu) molécule par molécule, ils pilotent des conditions de synthèse pour obtenir des populations de molécules aux structures et fonctions recherchées. Les praticiens de la chimie de synthèse, de la chimie des polymères, du génie enzymatique ou de la biologie moléculaire ont l’habitude de travailler à cette échelle, sans utiliser le mot « nano »… car observer le vivant conduit à savoir qu’il y a naturellement des éléments « nanos », utiles et sans problèmes comme la caséine du lait assemblée en micelles d'une taille moyenne d’une centaine de nanomètres [12].

Les nanomatériaux et nanoparticules fabriquées intentionnellement posent question car on constate des propriétés nouvelles : est-ce parce que l’on peut le faire que l’on doit le faire, dans l’incertitude des conséquences ?

L’une des sept recommandations est « d’argumenter l’insertion des nanotechnologies dans des projets de recherche, en qualifiant la pertinence des applications nanotechnologiques dans des contextes concrets, au regard de l’ensemble des options techniques disponibles, traditionnelles ou issues de la recherche agronomique, tenant compte de leurs impacts à long terme. »

 

Encadré 2 : Deux extraits de l’Avis sur les nanosciences et les nanotechnologies Inra Cirad (2012)

 

Quelques applications en production végétale : un petit nombre d’intrants agricoles, engrais et pesticides, exploitent les nanotechnologies pour développer de nouvelles matières actives et formulations, dans le but de mieux cibler l’application, de maîtriser les doses, de favoriser le relargage progressif des substances actives, leur prélèvement par les organismes cibles et leur mobilité dans ceux-ci, afin également de nano-encapsuler des groupes de substances actives et d’en favoriser les synergies. Quelques fertilisants contiendraient des micronutriments nanostructurés (oxydes et carbonates de zinc, calcium, magnésium, molybdène, sulfates de fer, cobalt, aluminium, etc.). Les produits issus de nanotechnologies offrent également des potentialités en vue de la décontamination des sols, au moyen notamment de poudre ultrafine de fer nanostructuré.

L’agriculture dite ”de précision“ a recours à des dispositifs de mesure miniaturisés (nano-capteurs, nano-senseurs), renseignant en temps réel sur l’état des végétaux et du sol, et des systèmes de relargage ciblé et progressif de substances bioactives sur les cultures sont étudiés.

 

Ethique : On peut donc considérer que les développements techniques récents (du nucléaire aux biotechnologies et aux nanotechnologies), loin de confirmer notre volonté d’une maîtrise totale de la nature, l’ont plutôt remise en question : en voulant contrôler la nature, nous nous rendons compte que les techniques que nous avons développées dans ce dessein, nous échappent et peuvent se retourner contre nous. Il nous faut donc reconsidérer les catégories à l’aide desquelles nous pensons notre rapport à la nature et à la matière, et passer de la domination aux interactions entre les hommes et la nature.

 

Avicenn éditeur de veillenanos.fr

Dans la société civile, une initiative de veille citoyenne en préparation depuis 2008 a déployé sa capacité d’information après le débat CNDP.

L’Association de Veille et d’Information Civique sur les Enjeux des Nanosciences et Nanotechnologies produit une information transversale abordée d’un point de vue citoyen et couvrant les enjeux sanitaires, environnementaux, économiques, politiques, sociaux et éthiques. Elle rend compte des points de vue des différents acteurs, analyse les controverses aux niveaux français et européen, voire international. Elle analyse les impacts de recommandations de la société civile dans les décisions publiques. Cette information vérifiée, documentée, indépendante et pluraliste vise à permettre un débat argumenté - libre à chacun ensuite de se forger son opinion et d'agir.

 

Quelles perspectives dans les filières agricoles et agro-alimentaires ?

 

Où sont les perspectives de développement des applications « nanos » en agriculture et leurs alternatives, de l’amont à l’aval, du champ à l’assiette, du nord au sud ?

En 2005, le CGIAR (Consultative Group on International Agricultural Research) souligne que pour que l’agriculture des pays en voie de développement profite des espérances des nanotechnologies [13], il faut que ce ne soit pas contrôlé par des multinationales des pays développés, et constate que l’Argentine, le Chili, la Chine, l’Inde, le Mexique, les Philippines et l’Afrique du Sud ont déjà initié des programmes de recherche dans ce domaine. Des coopérations internationales concernant les applications « nanos » à l’agriculture ont vu le jour entre Afrique du Sud et Algérie [14] et entre Brésil et Chin [15].

En France, l’avis produit par le GRET pour l’AFD entre 2010 et 2012 [16] sur les priorités pour les Pays du Sud, indique l’eau potable comme enjeu principal. (Encadré 3)

 

Encadré 3 : extrait de l’étude du GRET (2010 – 2012)

 

 Les propriétés particulières des nanotechnologies, notamment leur invisibilité et leur capacité à se diffuser sans possibilité de contrôle, ainsi que leurs risques inédits et mal cernés leur confèrent un caractère dit « pervasif ». Un développement responsable oblige à l’édiction de règles et au maintien d’une vigilance s’affranchissant des frontières, autrement dit la mise en place d’une gouvernance à l’échelle mondiale dépassant les intérêts particuliers, privés ou nationaux. Or aujourd’hui, des cadres internationaux pour fixer les définitions et les modes d’évaluation se mettent en place principalement au Nord (aux niveaux de l’OCDE, de l’ISO, de la Commission européenne, du Comité européen de normalisation) sans que les intérêts des pays les plus pauvres ne soient défendus efficacement.

 


Au Canada, en 2008, des agriculteurs biologiques expriment leur refus des nanos [17], et la diversité des applications en recherche ou mises au point est décrite dans un rapport publié en 2012 par la CEST [18], Commission de l'Ethique en Science et en Technologie du Québec. La figure 2 reproduit la liste des intrants consommés par l'agriculture, pour des solutions nouvelles ou en remplacement d'autres pratiques.

 


Figure 2 : application potentielles des nanotechnologies en agriculture et alimentation

 

Pour compléter cette figure 2, citons en amont la récolte ou la production de nanoparticules naturelles :

- nanoargiles (exemple des zéolites, qui peuvent aussi être synthétisées)

- nanocellulose à partir de végétaux.

Et en aval :

- les sous-produits à recycler en l’état ou comme base de transformation en produits dits « biosourcés » (de la chitine des carapaces de crustacés on extrait du chitosan, polymère de sucres utilisable pour des films biodégradables)

- les impacts de rejets de nanoparticules dans les agroécosystèmes.

 

En 2012, une revue bibliographique publiée dans « Journal of Agricultural and Food Chemistry » par des chercheurs suisses [19] conclut que les publications scientifiques et les brevets sur les nanomatériaux utilisés dans la protection des végétaux ou dans des engrais ont fortement augmenté depuis 2000, aux Etats-Unis et en Allemagne (brevets) et dans les pays asiatiques (études). Environ 40% des contributions traitent de nanomatériaux à base de carbone, suivis par le dioxyde de titane, l'argent, la silice et l'alumine. Les formes diverses sont souvent supérieures à 100 nm : particules solides dopées (souvent non persistantes), polymères et composés huile/eau. Les nanomatériaux servent comme additifs (à libération contrôlée) et constituants actifs. L'efficacité du produit étant éventuellement augmentée par la formulation nano, la question de l’impact des rejets dans l’environnement est posée.

Les auteurs concluent que la recherche est dynamique mais qu’il y a encore très peu de commercialisation et que l’évaluation des risques et la législation sont peu engagés.

En avril 2015, une note du CEP du MAAF [20] commente l’article « Nanotechnology in agro-food: From field to plate », étude d'universitaires en Inde [21] : «Une revue de littérature des applications des nanotechnologies dans l’agro-alimentaire, du champ à l’assiette ».

Les applications citées pour l'agriculture concernent :

- au champ pour l’agriculture de précision et des développements prometteurs sur le contrôle des apports au système racinaire et l’utilisation de nano-émulsions pour l’application des produits phytosanitaires

- des transporteurs à l'échelle nanométrique (nanoscale carriers)

- la synthèse de vaisseaux du bois (fabricated xylem vessels)

- des matériaux issus de nanocellulose

- des argiles synthétiques (clay nanotubes)

- la photocatalyse

- la biodégradation de produits pesticides résistants

- des désinfectants.

Par ailleurs, des applications pour la gestion de l'eau sont citées "pour les eaux agricoles" :
- des oligo-éléments métalliques à la taille nano

- la désalinisation.

Selon les auteurs de l’étude :

- Les développements en nanotechnologie dans le domaine de l'agro-alimentaire seraient l'un des domaines à plus forte croissance, selon leur appréciation de l'augmentation du nombre de publications, brevets et droits de propriété intellectuelle dans ce domaine et les tendances récentes de la recherche dans la transformation des aliments, l'emballage, la nutrition très ciblée, le contrôle de la qualité et de la nourriture avec des NP fonctionnalisées.

- Une classification des nanomatériaux est proposée et discutée, de la synthèse aux techniques de caractérisation. Des questions sont discutées sur les applications nanotechnologiques dans les pratiques agricoles, pour une productivité accrue, la gestion agricole de qualité de l'eau, la transformation des produits, le stockage et le contrôle de la qualité avec des nanocapteurs.

- L'évaluation des risques et les préoccupations de sécurité concernant la recherche agro-alimentaire nano sont également abordées. Les études toxicologiques mettent en avant à la fois des risques sérieux pour la santé humaine et un manque de méthodes d’évaluation appropriées.

 

Le registre R-nano en France : objectif et limites

 

"Recenser les nanoparticules issues des nanotechnologies et les filières de production" était en 2006 la première recommandation du Comité de la Prévention et de la Précaution (CPP, rattaché au Ministère de l'Ecologie). Après un long processus incluant une consultation publique, une déclaration obligatoire des "substances à l'état nanoparticulaire" fabriquées, importées ou mises sur le marché en France, est en vigueur depuis le 1er janvier 2013. Elle a été institutionnalisée par la loi Grenelle 1 de 2009 et précisée dans la loi Grenelle 2 de 2010 et dans les décrets n°2012-232 et n° 2012-233 de février 2012, complétés par l'arrêté d'août 2012 [22]. C’est une première mondiale, suivie de quelques initiatives de pays européens (Belgique et Danemark).

Un premier but est d’estimer les quantités commercialisées et de prioriser des études de risques. Le besoin serait d’installer pas à pas une traçabilité permettant une vigilance collective.

 

Figure 3 : site R-nano

 

En 2014 comme en 2013, en dépit des efforts déployés par l'administration pour rendre le document plus lisible, le rapport public reste très délicat à analyser pour l'agriculture... mais aussi pour tous les autres secteurs [23].

Le rapport R-nano situe les différentes catégories de produits chimiques contenant des éléments nanométriques intentionnels (Figure 4). Le pourcentage de catégories de produit chimique est calculé par rapport au nombre total de catégories de produits chimiques déclarés et non pas en fonction du nombre total de déclarations.

 

Figure 4 : extrait du rapport R-nano 2014

 

Ce tableau du rapport R-nano indique les différentes catégories de produits chimiques, (ici un extrait des 10 premières). Le pourcentage est calculé par rapport au nombre total de catégories de produits chimiques déclarés et non pas en fonction du nombre total de déclarations.

Le rapport donne une vue générale du marché des substances à l’état nanoparticulaire en France pour les substances produites et/ou importées en quantités supérieures à 100 tonnes. (Figure 5)

La quantité agrégée de substances à l’état nanoparticulaire produites en France, toutes substances confondues, issue des données déclarées, est de 274 667 tonnes.

La quantité agrégée de substances à l’état nanoparticulaire importées en France, toutes substances confondues, est de 122 464 tonnes.

Figure 5 : extrait du rapport R-nano 2014


Par ailleurs, on note, de 2013 à 2014, une augmentation considérable du nombre de déclarations dans la catégorie "agriculture, sylviculture et pêche" mais ces chiffres ne fournissent en fait aucune indication fiable sur le volume ou la quantité de nanomatériaux utilisés dans l'agriculture. La forte augmentation de ces déclarations s'explique notamment du fait que 99% de ces déclarations ont été remplies par des distributeurs (6 373 sur 6 412), dont ceux du secteur agricole, rodés à la pratique des enregistrements dans le cadre de la base nationale de données sur les ventes PhytoData.

En 2014, une quarantaine de produits vendus en agriculture ont été identifiés par Avicenn dans le registre R-nano. Aucune des 42 fiches de sécurité consultées (disponibles hors de ce registre) ne mentionne cependant d'information sur un ingrédient à la taille nanométrique, bien que certaines aient été mises à jour après publication des définitions réglementaires européenne et française.

Parmi les 44 firmes qui commercialisent des produits pour les cultures en France, 7 se sont senties concernées par la déclaration au R-nano pour des usages en agriculture. Quatre d'entre elles fournissent aussi des produits pour espaces verts et jardins. Mais à cette date, on ne trouvait pas d'information sur des "nanos" sur leurs sites ni sur le site de l’UIPP info-pesticides.org, ce qui est toujours le cas en 2015.

Des sources d’information professionnelles nous permettent de penser que les produits actuels concernés en France contiendraient des formes nano de : dioxyde de silice, calcium, oxyde de calcium, des pigments (dont irgalite), et des formes d’argiles (kaolin, attapulgite). La diversité des produits identifiés est visible sur le schéma ci-dessous (non exhaustif).

 


Figure 6 : principaux usages des nanoproduits en agriculture

 

D’autres sources internationales relatent l’existence de nanoadjuvants et de nanofertilisants : ces sujets restent à documenter.

Dans le groupe de suivi du registre R-nano mis en place par le MEDDE, l’industrie chimique affiche sa contribution dans l’amélioration de l’information tout au long de la chaîne quant à l’utilisation des substances à l’état nanoparticulaire. Elle argumente aussi que le système déclaratif est complexe, rend compte des problèmes techniques associés à la caractérisation même des nanomatériaux et manifeste une forte inquiétude quant à la garantie de la confidentialité dans la gestion des données, notamment au niveau des activités de recherche et développement (voir Encadré 4).

 

Encadré 4 : Inventaire des utilisations de nanomatériaux dans la phytopharmacie européenne : le point de vue d’acteurs de la chimie et de l’agrochimie

 

D’après l’inventaire réalisé par l’ECPA (European Crop Protection Association) [24] en novembre 2013 : « des composés présents dans certains produits phytopharmaceutiques pourraient contenir des particules de taille inférieure à 1 µm ou moins » : « la silice, le kaolin et certains pigments ».

La silice (CAS 112945-52-5) est utilisée comme support pour homogénéiser les formulations (solide et mêmes liquides). La silice, qui constitue le sable, le grès… représente plus de 50% de la croute terrestre.

Le kaolin (CAS 1332-58-7) est également utilisé comme support de formulation. Le kaolin est une argile blanche, friable. Il est à la base de la fabrication de la porcelaine, mais est aussi utilisé dans l'industrie du papier, la médecine et la cosmétique.

L’ECPA n’exclut pas quelques présences éventuelles de pigments dont certaines granulométries peuvent atteindre le niveau nanométrique. Ils servent à colorer les préparations. D’origine naturelle ou non ils peuvent parfois avoir de très faibles dimensions.

 

 L'industrie de la protection des plantes européenne (ECPA) n’utilise pas à ce jour de substances actives à l’échelle nanométrique

Depuis le 1er janvier 2013, tous les opérateurs, fabricants, importateurs ou distributeurs d’une substance à l’état nanoparticulaire doivent se déclarer annuellement : www.r-nano.fr

Ces démarches, à ce jour « franco-françaises » (mais qui risquent d’être globalement similaires demain en Belgique et au Danemark), sont en discussion au niveau européen, pour définir si ce type de procédure ne devrait pas être prise au niveau communautaire et non national.

« L’Union des Industries Chimiques (UIC) souligne la forte mobilisation des industriels de la chimie qui ont surmonté les difficultés d’application du dispositif. Le nombre d’acteurs impliqués (930) ainsi que le nombre de déclarations soumises (3 400) en témoignent. »

« Malgré un système déclaratif complexe, les problèmes techniques associés à la caractérisation même des nanomatériaux et une forte inquiétude quant à la garantie de la confidentialité dans la gestion des données (notamment au niveau des activités de recherche et développement), l’industrie chimique apporte sa contribution dans l’amélioration de l’information tout au long de la chaîne quant à l’utilisation des substances à l’état nanoparticulaire. »

 « L’UIC redoute néanmoins, pour l’industrie chimique en France, les conséquences en termes d’image, de compétitivité et d’innovation d’un dispositif opérant sur le seul territoire national.

« La France est à ce jour le seul pays au monde à avoir instauré une déclaration obligatoire alors que les réglementations relatives aux produits chimiques sont presque exclusivement élaborées au niveau européen a minima » déclare Jean Pelin, Directeur général de l’UIC. « Nous devons donc rester vigilants quant à l’impact de cette initiative sur l’industrie chimique en France » ajoute-t-il. Cet aspect est d’autant plus crucial que les nanomatériaux offrent des possibilités d’innovation importantes et constituent un axe de développement majeur pour notre pays, notamment pour répondre aux défis futurs liés à l’énergie, à la santé et à l’environnement. »

En savoir + www.uic.fr/Activites/Innovation/Nanomateriaux

 

L’association Avicenn, qui participe à ce groupe, rappelle que les informations demandées ne concernent pas les secrets de fabrication, mais seulement la présence de telle substance. Si la société civile, tout comme les organismes publics en charge de la prévention collective sont les premiers demandeurs d’informations pour être covigilants, les acteurs économiques peuvent aussi y gagner des indicateurs de pilotage pour cibler ou borner des marchés afin de prévenir des dommages sanitaires et environnementaux.

 

Questions pour l’agronomie

 

Formulation et application des nanos : enjeux agronomiques et environnementaux

Les produits phytosanitaires utilisés en agriculture peuvent être concernés par la problématique « nano » pour des motifs variés. Il peut s’agir :

- de nouvelles substances actives, dont le grammage est moindre que les anciennes, que cela soit dû à leurs propriétés intrinsèques ou à une éventuelle formulation nanométrique, (ce que le registre R-nano ne documente pas actuellement dans sa partie publique) ou à leur mode d’application (exemple du traitement de semences soit par encapsulation de la matière active dans un « vecteur » nano ou pas, soit par potentialisation avec un adjuvant nano ou pas)

- d’anciennes substances dont le mode de formulation permet de diminuer le grammage et qui passent ainsi à l’échelle nanométrique.

 

Le rapport de 2013 sur les usages de phyto en France [25] interrogeait :
« On observe une hausse du nombre de substances actives concomitante à la baisse des quantités vendues entre 2008 et 2011. Une cause possible de la baisse des quantités vendues, tout en augmentant le nombre de substances, pourrait être due à l’introduction sur le marché de substances à faible grammage. »

La question est la même pour les pesticides contenant des « nanos », autour de dose, formulation, et mode d’application (Encadré 5).

 

Encadré 5 : Questions portées au Comité de Dialogue nano de l’ANSES (2015)

En avril 2015, la question suivante publiée sur le site veillenanos.fr et posée à l’ANSES reste en attente :

En agriculture, les argiles (naturelles ou synthétiques comme des formes de zéolites, aussi nommées nanoclay ou tamis moléculaires) semblent être le principal élément "nano" ajouté pour piéger des molécules de matières actives et provoquer une diffusion lente, ce que l'on nomme "l'effet retard". Mais si le support est nano, alors la matière active "capturée" ou "encapsulée" ne l'est-elle pas ? Cela peut être un bénéfice... ou un risque : car si la quantité de produit actif est plus petite grâce à un ratio surface / volume plus important à l'échelle nanométrique, faut-il pour autant se réjouir de l'efficacité accrue de plus petites quantités ?
Moins de matière active à l'unité sur une surface traitée peut permettre de diminuer l'indicateur IFT (indice de fréquence de traitement). Mais est-ce que cela limite pour autant les impacts environnementaux ? Les outils existent-ils pour aider les agriculteurs à limiter les erreurs d'épandage ? Les gains recherchés en termes d'économie de matière active seront-ils toujours aussi intéressants comparés au prix des outils de précision dont les agriculteurs devraient s'équiper et aux contraintes induites par leur utilisation ? Le débat est ouvert et les inquiétudes sont légitimes.

 

Passer d’un produit chimique très soluble (contenant des ions plus petits que la taille nanométrique) à un support nanométrique pouvant protéger, transporter la matière active peut-il limiter des risques de lessivage par les pluies ? Est-ce dans ce but que des produits sont formulés ? Si oui, a-t-on vérifié que la part gaspillée du produit phytosanitaire est moindre ? Peut-on parler de meilleure « biodisponibilité » c’est-à-dire un ciblage vers les cellules à traiter comme en médecine humaine, avec une réduction des dégâts collatéraux indésirables ?

De façon générale, la diminution du grammage ne semble pas a priori un gage de meilleur respect de l’environnement : si c’est efficace à faible dose sur certaines cibles, n’est-ce pas également toxique à faible dose pour des organismes non ciblés ? C’est en tout cas plus difficile encore de détecter précocement des résidus dans les milieux aquatiques [26].

 

Des effets négatifs sur les cultures ?

Des études sont conduites sur les impacts négatifs de nanoparticules non utilisées en agriculture mais pouvant se retrouver au champ. Deux végétaux sont retenus comme « sentinelles » par les laboratoires : le soja pour observer les impacts sur les bactéries fixatrices d’azote présentes dans les racines des légumineuses et la salade pour suivre l’absorption dans les feuillages.

Les nanomatériaux ou résidus de nanomatériaux peuvent :

- pénétrer et s'accumuler dans différentes espèces bactériennes, végétales, animales, terrestres et ou aquatiques,

- être transférés de génération en génération, et remonter la chaîne alimentaire : le transfert de nanomatériaux a été mis en évidence[27]:

    • des racines vers les feuilles [28]et graines des végétaux (par exemple dans des germes de soja [29])
    • de l'eau de mer vers l'appareil digestif des moules [30], ou des algues au zooplancton puis aux poissons qui s'en nourrissent.

 

Agriculture biologique : avec ou sans nano ? [31]

En 2010, aux USA, face à l’insuffisance de moyens de régulation, les agriculteurs biologiques préfèrent refuser tout usage de nanoparticules manufacturées [32]. En 2011, l’IFOAM argumente le même refus, qui n’inclut pas les particules nanométriques créés lors de la transformation des aliments traditionnels tels que l'homogénéisation, broyage, barattage, et la congélation [33].

En France, l’ITAB a abordé le sujet en 2009 [34] avec la présentation de la position du FiBL Institut de recherche de l'agriculture biologique (Suisse, Allemagne et Autriche) demandant, entre autres conditions préalables à une évaluation positive, que ceux qui fabriquent les produits concernés ou ceux qui les mettent sur le marché démontrent que ces produits sont sans danger. Le guide des intrants utilisables en agriculture biologique [35], révisé en octobre 2014, est une liste positive (ce qui n’y figure pas n’est pas autorisé). Aucune mention « nano » n’y figurant, la position de refus est implicite.

 

Autres questionnements pour les agronomes

 

Comment rendre le registre R-nano (plus) efficace ?

- En valorisant les enregistrements de ventes de produits phytosanitaires sans multiplier les formalités de déclaration pour simplifier ce que fait la filière ?

- En organisant la restitution aux personnes utilisatrices (agriculteurs, agronomes, distributeurs) pour aide aux décisions alors que le décret R-nano limite actuellement le droit de consultation à quelques organismes publics ?

- En faisant évoluer ce registre vers la transparence pour tout public ?

 

Comment préserver la diversité des choix ?

- A titre individuel, chacun a une tolérance à la technologie, qui peut varier au cours de sa vie, et pour choisir, il faut une information claire.

- A titre collectif, pour orienter en amont, réfléchissons aux impacts possibles de technologies qui se généraliseraient :

·         Quelles modifications des degrés d’autonomie de décisions des agriculteurs et/ou de dépendance aux savoirs, aux intrants, aux fournisseurs d’intrants (par ex : l’agriculture de précision avec des capteurs remplaçant nos sens par des bases de données -Big Data- substituant des modèles mathématiques aux décisions personnelles…) ?

·         Quelles possibilités nouvelles de prises de décisions collectives, à l’échelle de territoire ?

·         Quelles stratégies sont prioritaires et en quoi les nanotechnologies répondent à des besoins : Viser une plus grande autonomie locale ? Etablir la résilience des agrosystèmes face aux conflits humains liés aux aléas climatiques ? Acquérir des connaissances pour vendre plus d’intrants artificiels ? Réduire les intrants en composant mieux avec la nature sans la « transmuter » ?

- Comment promouvoir aussi les alternatives concernant les pratiques autonomes ? Par exemple, utiliser des techniques agronomiques pour les économies d’eau [36] autant que la désalinisation pour irriguer d’avantage. Car une tâche de l’agronomie est aussi de mettre en balance et en complémentarité les alternatives "rustiques" et naturelles au regard de technologies complexes et artificielles...

- Comment les agronomes actifs dans l’agro-alimentaire [37] se préoccupent-ils des impacts sanitaires et environnementaux des nanos ?

- Comment adapter aux « nanos » les connaissances acquises par les agronomes pour pronostiquer, localiser, évaluer, modéliser, mesurer des rejets tout au long du cycle allant de l’usage au recyclage, en fonction de l’évolution des modes d’agriculture sur un territoire ?

 

Voilà matière à documenter et à débattre entre adhérents de l’Afa pour contribuer aux décisions cohérentes entre les différents acteurs, en consultant les personnes impactées lorsqu’un vrai choix est encore possible !


Références

1 http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=NanoTechnologies#PlusieursDef

2 http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=DeclarationObligatoireNanoFrance

3 http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=BilanDeclarationObligatoire20132014#InterpretationDifficile

4 Brice Laurent, Les politiques des nanotechnologies, éditions Charles Léopold Mayer, 2010, pp. 105-146. docs.eclm.fr/pdf_livre/345LesPolitiquesDesNanotechnologies.pdf

5 Description des programmes FP6 et FP 7 ici http://ec.europa.eu/research/industrial_technologies/pdf/ec-nanotechnology-research-mapping_en.pdf

Et suite dans le programme Horizon 2020 commentée ici http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=201312OrientationsRecherchesNanoEurope

6 http://www.droneagricole.fr/fr/91/innovagri.html

7 Voir http://www.infogm.org/-OGM-et-brevet-sur-le-vivant-

8 http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=DebatPublicNationalNanoFrance20092010

9 http://cpdp.debatpublic.fr/cpdp-nano/informer/dossier-maitre-ouvrageb729.html?id_document=21&pointer=2

10 Afssa (aujourd'hui ANSES), Nanotechnologies et nanoparticules dans l’alimentation humaine et animale, mars 2009 http://www.afssa.fr/Documents/RCCP-Ra-NanoAlimentation.pdf

11 http://inra.dam.front.pad.brainsonic.com/ressources/afile/223272-fb9e3-resource-comite-d-ethique-inra-cirad-avis-4.html

12 http://www.cnrs.fr/insis/recherche/direct-labos/2008/lait.htm

13 http://www.cgiar.org/www-archive/www.cgiar.org/enews/december2005/scienceforagrdev.pdf

14 http://www.djazairess.com/fr/algerienetwork/12080

15 http://www.ambafrance-cn.org/Accord-de-cooperation-sur-les-nanotechnologies-entre-la-Chine-et-le-Bresil.html

16 http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=NanoInegalitesAmisDeLaTerreAustralie201105/download&file=2012juillet_GRET_nano_et_pays_en_devpt.pdf  

17 http://www.etcgroup.org/content/organic-pioneer-says-no-nano

18 http://veillenanos.fr/collectif/wakka.php?wiki=NanoAgricultureActeurs/download&file=2012_CEST_Canada_nanofood_Avis_Enjeux%20%E9thiques_nanotechnologies_agroalimentaire_VF_pdf.pdf

19 http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jf302154y

20 http://veilleagri.hautetfort.com/archive/2015/04/06/les-applications-des-nanotechnologies-dans-le-systeme-alimen-5604457.html

21 « Nanotechnology in agro-food: From field to plate » Review Article Food Research International, Volume 69, March 2015, Pages 381-400
Nandita Dasgupta, Shivendu Ranjan, Deepa Mundekkad, Chidambaram Ramalingam, Rishi Shanker, Ashutosh Kumar 
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096399691500006X

22 http://www.legifrance.gouv.fr/affichTexte.do?cidTexte=JORFTEXT000026278450&dateTexte=&categorieLien=id

23 http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=BilanDeclarationObligatoire20132014#InterpretationDifficile

24 Une position de l’ECPA est accessible dans ce document, page 22

Proceedings of a workshop on “Nanotechnology for the agricultural sector: from research to the field”

 https://ec.europa.eu/jrc/sites/default/files/ipts_jrc_89736_(online)__final.pdf

25 Le Gall. A-C., Chavane L., Chatelier J-Y (2013). Analyse des données de la BNV-D sur la période 2008-2011 - Rapport d’études interne. INERIS, DRC-12-126848-13383A, 93p. Résumé ici http://www.eaufrance.fr/IMG/pdf/ventesphytosanitaires_2008-2011_201404-2.pdf

26 http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=NanoEau

27 Evidence for Biomagnification of Gold Nanoparticles within a Terrestrial Food Chain, Judy. J et al., Environ. Sci. Technol., 45 (2), 776–781 (2011), et Food Chain Transport of Nanoparticles Affects Behaviour and Fat Metabolism in Fish, Cedervall T. et al., PLoS ONE, 7(2): e32254 (2012).

28 Accumulation et impact des nanoparticules dans les végétaux, Marie Carrière (CEA, Grenoble), présentation au séminaire "Nanomatériaux dans l’environnement et impacts sur les écosystèmes et la santé humaine" organisé par EnvitéRA, juillet 2012
Voir aussi :

29 Soybean susceptibility to manufactured nanomaterials with evidence for food quality and soil fertility interruption, Priester J.H. et al., PNAS, août 2012 et In Situ Synchrotron X-ray Fluorescence Mapping and Speciation of CeO2 and ZnO Nanoparticles in Soil Cultivated Soybean (Glycine max), Hernandez-Viezcas J.A et al., ACS Nano, 2013

30 Uptake and retention of metallic nanoparticles in the Mediterranean mussel (Mytilus galloprovincialis), Hull MS et al., Aquatic Toxicology, mai 2013

Nanoparticules : une méthode pour étudier les faibles doses, CEA, 16 avril 2015 : deux équipes du CEA Saclay (DSM-Iramis et DSV-IBITECS) sont parvenues à suivre le parcours de nanoparticules de dioxyde de titane à des doses environnementales dans des moules de rivière.

31 Depuis 2013, AVICENN fait le point dans un article Bio avec ou sans nano ? http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=BioAvecOuSansNano

32 http://www.iatp.org/blog/2010/10/nanotech-organic

33 http://www.ifoam.bio/en/position-use-nanotechnologies-and-nanomaterials

34 http://www.itab.asso.fr/downloads/actes/actes-semences2009.pdf et diaporama ici http://www.itab.asso.fr/downloads/diapo-semences09/wilbois_fibl-ecopb.pdf

35 http://www.itab.asso.fr/downloads/com-intrants/guide-protection-plantes6.pdf

36 http://www.accessagriculture.org/fr/category/147/Barrières de dévers transversales : Pratiques de façonnage de relief du sol en surface pour capter l’eau

37 http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=EnjeuxAlimentation


 

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