Silice cristalline dans les absorbants minéraux. Quels dangers ? Comment s’en prémunir ?

La silice cristalline est un matériau cancérigène présent dans tous les absorbants minéraux classiques tels que la terre de diatomée. Une exposition répétée à des poussières de silice cristalline peut entraîner la silicose, une maladie professionnelle pouvant être mortelle.

Travailleur utilisant de la terre de diatomée contenant de la silice cristalline en tant qu'absorbant

Qu’est-ce que la silice cristalline ?

La silice cristalline (ou dioxyde de silicium cristallin, SiO2) est un minéral naturellement présent dans la croûte terrestre dont les trois principales formes sont le quartz, la cristobalite et la tridymite. La silice cristalline, et notamment le quartz, est présente dans de nombreuses roches (grès, granite, sable, etc.) à des concentrations variables. Le sable est constitué quasi exclusivement de quartz et est donc une source de silice cristalline.
Cette forme particulière de silice présente une structure en 3 dimensions qui forme des domaines cristallins, cela signifie qu’à l’échelle microscopique, on peut observer la présence de cristaux.

Quelle différence avec la silice amorphe ou les silicates ?

La silice amorphe est également un composé de formule SiO2 mais dont l’agencement des atomes entre eux est fait de façon plus chaotique : A l’échelle microscopique, ceux-ci ne forment pas une structure bien agencée et n’ont pas d’ordre particulier.

Figure 1 : Model representing crystalline silica on the left and amorphous silica on the right.
Figure 1 : Modèle représentant de la silice cristalline à gauche et de la silice amorphe à droite.

Cette différence de structure va avoir un impact fort sur la toxicité de la silice. Il est donc important de bien vérifier le type de silice utilisée. Les différents types de silice sont présentés dans le tableau 2.
Les silicates (silicates de sodium, de calcium, de magnésium, de potassium…) sont des dérivés de silice. Les groupes SiO2 sont liés à d’autres atomes : Al, Ca, Mg, K,… Ils ne représentent donc pas la même entité chimique et leur toxicité est donc différente.

Le cas particulier des terres de diatomées :

Les diatomées sont des algues aquatiques microscopiques dont le squelette externe est composé de silice poreuse qu’elles absorbent de leur environnement. La terre de diatomées – également connue sous le nom de diatomite et de kieselguhr – est un minéral composé des restes squelettiques de ces diatomées.

Squelette externe de diatomées
Squelette externe de différentes diatomées

La terre de diatomées produite naturellement est composée principalement de silice amorphe mais peut contenir de la silice cristalline. Il existe différents grades de terres de diatomées qui contiennent plus ou moins de silice cristalline en fonction du traitement qu’elles ont subi :

Grade naturel : Les produits de qualité naturelle sont séchés à des températures relativement basses. Ces produits de qualité naturelle se composent principalement de silice amorphe, mais peuvent contenir jusqu’à 3% de forme cristalline naturelle 1.
Grade calciné : Les produits calcinés sont séchés à des températures plus élevées, généralement autour de 1000°C. Sous l’effet de cette chaleur, une partie de la silice amorphe peut subir une transformation cristallographique pour former de la silice cristalline, principalement sous forme de cristobalite. En conséquence, la diatomite calcinée peut contenir jusqu’à 70% de forme cristalline. 2

Malgré leur aspect très esthétique et leur origine naturelle, il faut donc se méfier des terres de diatomées qui peuvent être une source importante de silice cristalline.

Ou trouve-t-on de la silice cristalline ?

Le tableau ci-dessous3, présente les différents types de silice amorphe et cristalline qui existent. La dénomination silice ou diatomite portant souvent à confusion, le numéro CAS est un bon moyen d’identifier si on se trouve en présence de silice amorphe ou cristalline.

Source Silice Amorphe Silice Cristaline
Naturelle Minerale / Quartz α
/ Quartz (CAS 14808-60-7)
/ Cristobalite (CAS 14464-46-1)
/ Tridymite (CAS 15468-32-3)
Biogénique Diatomite (Kieselguhr, CAS 61790-53-2)
Teneur en silice cristalline <3%
Diatomite calcinée (CAS 91053-39-3)
Teneur en silice cristalline 0-40%
Diatomite calcinée par flux (CAS 68855-54-9)
Teneur en silice cristalline jusqu’a 70%
Synthétique Synthèse Silice pyrogénée (CAS 112945-52-5) /
Gel de silice (CAS 112926-00-8) /
Silice précipitée (CAS 112926-00-8) /
Silice colloïdales /
Silice fondue / Silice à l’arc /
Sous produit Fumées de silice (CAS 69012-64-2) : transformation partielle en cristobalite
Silice fondue (CAS 60676-86-0)
Tableau 2 : Source des différentes formes de silices (sources INRS, 2007)

Quels impacts sur la santé ?

L’exposition à la silice cristalline se fait principalement par inhalation. Pour être utilisée en tant qu’absorbant, granulats ou charge dans les matériaux du BTP, la silice doit d’abord être broyée ou concassée. C’est lors de cette étape que sont formées des particules fines.
Ces particules fines pourront alors être facilement inhalées et engendrer certaines maladies ou dysfonctionnement de l’organisme dont les plus importantes sont la silicose et le cancer broncho-pulmonaire.
La silicose chronique est une pathologie pulmonaire fibreuse, progressive et potentiellement fatale dont les symptômes sont insuffisance respiratoire, essoufflement, fatigue et douleur thoracique. La silicose résulte spécifiquement de l’inhalation de silice sous forme cristalline. Le seul traitement existant à l’heure actuelle est la transplantation pulmonaire. La silicose peut être reconnue en tant que maladie professionnelle.
Une fois la silicose diagnostiquée, la progression de la pathologie se poursuit, même en l’absence d’exposition additionnelle.

De nombreuses études en population professionnelle mettent en évidence un lien entre l’inhalation de silice cristalline et le cancer broncho-pulmonaire. Le CIRC a conclu que les preuves de cancérogénicité étaient suffisantes chez l’Homme et l’animal pour classer depuis 1997 la silice cristalline comme cancérogène certain pour l’Homme (groupe 1). 4
Le mécanisme de cancérogénicité des particules de dioxyde de silicium cristallin n’est pas établi avec certitudes à l’heure actuelle. D’après le CIRC, l’hypothèse privilégiée quant au mode d’action est une génotoxicité indirecte induite par la diminution de la capacité des alvéoles pulmonaires à se débarrasser des particules de silice cristalline ce qui engendre une inflammation pulmonaire persistante.

Autres pathologies respiratoires :
De nombreuses études indiquent que l’exposition professionnelle à cette forme de silice est associée à des pathologies respiratoires non malignes autres que la silicose. Selon l’OSHA, l’exposition à la silice cristalline alvéolaire augmente notamment le risque de bronchite chronique et d’altération des fonctions respiratoires.

Le point Règlementaire :

carte France En France : Des valeurs limites d’exposition professionnelle réglementaires sur 8h (VLEP 8h) sont fixées par le Code du travail Français 5 pour les trois formes de silice cristalline : pour le quartz à 0,1 mg.m-3, pour la cristobalite et la tridymite à 0,05 mg.m-3.
Dans son avis d’Avril 2019, L’ANSES indique que la VLEP-8h de 0,1 mg.m-3 n’est pas suffisamment protectrice et conseille de réviser ces VLEP pour les silices cristallines compte tenu des risques sanitaires. Une diminution de ces VLEP est donc à prévoir dans un futur proche.

Drapaux de l'union Européenne Au niveau Européen : A ce jour, selon le règlement CLP 6, la silice cristalline ne dispose pas d’une classification ou d’un étiquetage harmonisé. En effet, il a été jugé que les travaux sur cette classification n’étaient pas nécessaires à l’heure actuelle, la directive 2017/2398 du Parlement européen et du Conseil du 12 décembre 2017 ayant déjà classé les « Travaux exposant à la poussière de silice cristalline alvéolaire issue de procédés de travail » comme cancérigènes 7.

Les travaux menés par les entreprises productrices de terre de diatomées ont montré qu’un étiquetage est souhaitable lorsque des particules fines de silice cristalline sont présentes dans un produit8 pour refléter le danger lié à la silicose :

Pourcentage de particules fines de silice cristalline Étiquetage Danger
Supérieur ou égal à 10% GHS silhouette STOT RE 1 : Toxicité spécifique pour les poumons à la suite d’une exposition prolongée
Entre 1 et 10% GHS silhouette STOT RE 2 : Toxicité spécifique pour les poumons à la suite d’une exposition prolongée
Inférieure à 1% Aucun Aucun

Une valeur limite pour la « poussière de silice cristalline alvéolaire » à 0,1 mg.m-3 sur 8h a été définie quel que soit le polymorphe de cette silice.

USA : L’OSHA (Occupational Safety and Health Administration) a établi en 2016 une VLEP-8h de 0,05 mg.m-3 pour la silice cristalline alvéolaire et proposé la valeur de 0,025 mg.m-3 comme valeur d’action.

Comment s’en prémunir dans la gestion des déversements ?

Poussières de silice émises lors de l'utilisation d'un absorbant sur route

La majorité des absorbants utilisés classiquement pour nettoyer des déversements ou fuites de produits industriels dangereux sont des absorbants minéraux comme la terre de diatomée ou la sépiolite. A ce titre, ils contiennent une proportion de silice cristalline qui peut être inhalée par les opérateurs lors de la mise en œuvre de l’absorbant ou lors de son ramassage.Afin de limiter les risques d’exposition des travailleurs à des poussières de silice cancérigène, l’utilisation d’absorbant ne contenant pas de silice cristalline est recommandée. C’est pourquoi tous les absorbants développés par le laboratoire PREVOR sont exempt de silice cristalline.

Absorbant polycaptor
Pour gérer des déversements de liquides usuels tels que huiles, hydrocarbures, solvants, liquides aqueux peu dangereux, nous recommandons l’utilisation de l’absorbant asséchant Polycaptor®.
Absorbant pour produits chimiques
Pour gérer des déversements de produits chimiques corrosifs tels que des acides ou des bases fortes, nous recommandons l’usage d’un absorbant neutralisant permettant de supprimer le danger chimique tel que l’absorbant neutralisant Trivorex®.

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