Soutenance de thèse de CLAIRE DAZON

Ecole Doctorale
Physique et Sciences de la Matière
Spécialité
PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : MATIERE CONDENSEE et NANOSCIENCES
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Poudre,Nanoparticule,Nanomatériaux,Pulvérulence,Aérosol,Surface Spécifique
Keywords
Powder,Nanoparticle,Nanomaterials,Dustiness,Aerosol,Specific surface area
Titre de thèse
Expositions professionnelles aux nanomatériaux lors de la manipulation de poudres : Relations entre les propriétés des poudres et les caractéristiques des aérosols émis
Occupational exposure to Nanomaterials during powder handling : relationships between physical -chemical properties, and characteristics of released aerosols
Date
Jeudi 31 Janvier 2019
Adresse
Institut National de Recherche et de Sécurité 1, Rue du Morvan 54519, Vandoeuvre Cedex
Salle de conférence de l'INRS
Jury
Directeur de these M. Philip LLEWELLYN Université Aix-Marseille
Rapporteur Mme Evelyne GEHIN Université Paris Est Créteil
Rapporteur M. Emmanuel FLAHAUT Université Paul Sabatier
Examinateur M. Olivier DUFAUD Université de Lorraine
Examinateur Mme Delphine BARD HSL: HSE's Health and Safety Laboratory
Examinateur M. François GENSDARMES Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire
Examinateur M. Olivier WITSCHGER Institut National de Recherche et de Sécurité

Résumé de la thèse

Ce travail s’inscrit dans le cadre de l’évaluation des risques professionnels aux nanomatériaux lors de la manipulation de poudres. Cette démarche est aujourd’hui encore contrariée à la fois par l’absence d’une méthodologie de repérage des nanopoudres sur les lieux de travail, opérationnelle et accessible notamment aux hygiénistes, mais également de stratégies robustes de mesurage des expositions. Pourtant, l’essor des nanopoudres est important dans de nombreux secteurs d’activité. La démarche de recherche a mis en œuvre une campagne expérimentale de caractérisation de poudres industrielles choisies pour leurs larges gammes de propriétés et représentatives des matériaux les plus rencontrés en France. La comparaison des méthodes de caractérisation de la taille des particules constituantes des poudres par microscopie électronique et de la mesure de la surface spécifique en volume (VSSA) a montré que cette dernière est un critère fiable pour repérer des nanopoudres selon la définition recommandée par la Commission Européenne. De fait, une proposition de stratégie expérimentale originale, opérationnelle et prudente de caractérisation reposant en grande partie sur la détermination de la VSSA a été proposée. Les aérosols des poudres caractérisées dans la première partie de ce travail ont été générés avec les méthodes de dustiness (pulvérulence) du vortex shaker et du petit tambour rotatif, reconnues comme de plus en plus pertinentes pour l’évaluation qualitative des risques. Il ressort de ces expériences que les indices de dustiness selon la métrique surface sont intéressants pour comparer les poudres en termes de pulvérulence. L’humidité des matériaux influence significativement la pulvérulence dès lors que l’énergie mise en jeu dans les systèmes est réduite. Enfin, la pulvérulence des poudres est d’autant plus importante que la surface spécifique est élevée. Des expériences supplémentaires devront être menées pour approfondir l’ensemble des résultats de cette étude d’après les perspectives soulevées.

Thesis resume

This work integrates a workplace exposure assessment context to nanomaterials related to powder handling. This step is still suffering a lack of a powder characterization strategy, operational and accessible to risk prevention professionals for nanopowder identification, but also recommendations for exposure measurements are required. However, nanomaterial powders are increasingly harnessed in numerous areas. The research carried out lead to an important powder characterization campaign. The studied materials covered a large set of properties and were representative of the most encountered powders in France. The comparison between the constituent particle sizes of powders by electron microscopy method and the volume specific surface area (VSSA) approach demonstrated this latter criterion is reliable for nanopowder identification according to the recommended European Commission definition. So, an original, operational, cautious and accessible powder characterization strategy, putting a stress on the VSSA determination was proposed. Aerosols of the previous characterized powder were generated through the vortex shaker and small rotating drum dustiness methods, more and more recognized as relevant for qualitative workplace exposure assessments. The surface-based dustiness index is highlighted as an interesting metric to classify powders according to their dustiness. The powder moisture content has an impact on the dustiness when the energy involved is reduced. Finally, the more the surface area is, the dustier the powders are. Supplementary experiments in line with the perspectives addressed should be conducted to deepen the whole results of this study.