Workplace exposure to nanomaterials during powder handling : relationships between powder properties and airborne particle characteristics

Ce travail s’inscrit dans le cadre de l’évaluation des risques professionnels aux nanomatériaux lors de la manipulation de poudres. Cette démarche est 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. 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. De fait, une proposition de stratégie expérimentale opérationnelle et prudente de caractérisation reposant en 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 . 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 élevéeThis 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. Further research in line with the perspectives addressed should be conducted to deepen the whole results of this stud