FIBRES MINÉRALES ARTIFICIELLES (FMA)

 

 

Introduction :

 

Les fibres minérales artificielles (FMA) sont une classe de matières isolantes employées extensivement en milieu résidentiel et industriel; elles sont faites principalement à partir du verre, de la roche, du laitier ou de l'argile. Les trois catégories générales sont la fibre de verre, la laine minérale, et les fibres céramiques réfractaires.

Dans certaines situations, les matériaux en FMA peuvent libérer dans l'air de très fines particules de poussière , dont certaines sont assez petites pour être respirables. Ainsi, des ouvriers peuvent être exposés aux FMA par contact cutané et/ou par inhalation.

Les particules fibreuses ayant une géométrie longue et mince présente un problème spécial au système respiratoire; parce que les fibres étant minces, elles peuvent pénétrer dans la partie profonde du poumon et, parce qu'elles sont longues, les cellules mobiles du poumon peuvent avoir de la difficulté en les enlever.

 

 

Les trois catégories générales peuvent être divisées de la façon suivante :

 

A-Fibre de Verre :

1-Laine de Verre,

2-Filament Continu

 

B-Laine Minérale :

1-Laine de Roche,

2-Laine de Laitier.

 

C-Fibres Céramiques Réfractaires :

1-Oxydes Purs,

2-Kaolin.

 

Les FMA peuvent aider à contrôler les pertes de chaleur, à absorber l'énergie acoustique, à filtrer les impuretés dans les gaz et les liquides; et avec un coupe-vapeur, à contrôler la condensation.

 

Un attribut important de ces fibres est qu'elles ne se scindent pas longitudinalement comme les fibres d'amiante. Puisque les fibres d'amiante tendent à se dédoubler longitudinalement avec le temps dans le poumon, le nombre de fibres minces d'amiante peut réellement augmenter, ayant pour résultat une irritation pulmonaire croissante, même après que l'exposition à l'amiante

eut cessé.

En revanche, les FMA tendent à se briser tranversalement en segments plus courts, dont le poumon peut se débarrasser plus facilement que pour les fibres longues.

 

 

Fibres Minérales Artificielles :

 

A-Fibre de Verre :

 

La fibre de verre est produite sous deux formes, fibres de laine et fibres de textile.

 

1-Fibres de laine de verre :

Les principales utilisations actuelles sont l'isolation thermique en milieu résidentiel et commercial, la fabrication de produits pour le contrôle du bruit (acoustique), le revêtement des conduits d'air, l'isolation de la tuyauterie, les filtres à air, l'isolation des toitures; l'isolation des voitures, avions, maisons mobiles, refrigérateurs, cuisinières domestiques, et une grande variété d'autres

appareils et équipements.

Les fibres sub-microniques de laine de verre, aussi connues comme microfibres de verre, sont généralement utilisées dans les produits de haute technologie, tel les filtres à particules de haute efficacité, dans les papier-filtres spéciaux, comme composantes de batteries, et dans l'isolation en aérospatiale.

 

2-Fibres de verre de textile :

Aussi appelées filaments continus, elles sont utilisées dans les rideaux et draperies, le revêtement des fils électriques, le papier de toiture, les bardeaux, et les tissus industriels et comme renfort pour les plastiques, les papiers, le caoutchouc, et d'autres matériaux.

 

B-Laine Minérale :

 

Les laines minérales incluent les laines de roche ou de pierre et les laines de laitier.

Après formation, ces matériaux sont pulvérisés avec des huiles lubrifiantes et des liants pour réduire la production de poussière (les laines minérales contiennent généralement un taux très élevé de particules non fibreuses), et la rupture de ces fibres.

Les utilisations de la laine minérale sont très semblables à celles de l'isolation par la laine de fibre de verre, y compris la protection contre les incendies, et l'isolation acoustique.

Une grande partie de la laine minérale produite est utilisée pour souffler de l'isolation dans les greniers et des murs latéraux. Une autre utilisation populaire de la laine minérale est la fabrication de tuiles décoratives et acoustiques de plafond pour les bâtiments commerciaux.

 

C-Fibre Céramique Réfractaire :

 

La fibre en céramique réfractaire (FCR) est formulée pour aider le contrôle des pertes de chaleur dans les procédés industriels à hautes températures. Toutes les FCR sont des mélanges d'alumine et de silice et d'autres oxydes réfractaires.

 

Les trois catégories générales de FCR sont :

 

1-Produits à base de kaolin, pour lesquels l'argile est obtenu par exploitation minière.

2-Mélanges d'alumine, de silice et d'oxydes réfractaires ( e.g.oxyde chromeux et oxydes de zirconium)

3-Produits de haute pureté qui sont des mélanges d'alumine purifiée, de silice et d'autres matériaux.

 

Les applications pour les FRC varient, mais toutes sont utilisées dans des environnements industriels à haute température. Les nappes de FCR sont utilisées comme recouvrement intérieur des fours et fournaises, comme isolation supplémentaire (back-up) à la brique réfractaire, comme couverts de puits de trempage, et pour le recuit des soudures. Les FCR lâches sont utilisées comme remplissage dans les vides et dans les joints de dilatation.

Des formes en FCR moulées sur mesure sont beaucoup utilisées pour couler le métal, dans les convertisseurs catalytiques, et en tant que recouvrement intérieur de chambre de combustion dans les chaudières industrielles.

 

 

Effets sur la Santé

 

A-Irritation Cutanée :

 

Les FMA peuvent irriter la peau de certains ouvriers qui sont engagés dans la fabrication ou l'installation de ces produits. Cette irritation est une réaction mécanique due aux extrémités pointues et cassées des fibres qui frottent la peau ou deviennent encastrées dans la couche externe de cette dernière, et ne semble pas être une réponse allergique. Typiquement, l'irritation

ne persiste pas et peut être soulagée en lavant la peau exposée doucement avec de l'eau chaude et du savon doux.

 

 

B-Irritation des Voies Respiratoires Supérieures :

 

Si de grandes quantités de fibre fine aéroportée sont libérées pendant la fabrication ou la manutention des FMA, et si de mauvaises méthodes de travail causent l'inhalation de ces fibres, certains ouvriers peuvent éprouver de l'irritation respiratoire supérieure temporaire.

L'irritation consiste en un état respiratoire non spécifique et temporaire, qui se manifeste habituellement par de la toux ou du wheezing (sifflement thoracique). Elle est mécaniquement induite par les fibres pointues et ne semble pas être une réaction allergique. Elle diminue peu après que le travailleur ait été retiré de l'exposition et ne devrait pas avoir aucun impact

supplémentaire sur sa santé et son bien-être.

 

C-Mesures de Précaution :

 

Les professionnels de la santé occupationnelle recommandent trois niveaux de précautions pour protéger les personnes qui fabriquent ou manipulent des produits à base de FMA.

 

1-Lorsque possible, les produits à base de FMA devraient être conçus et fabriqués de façon à limiter le relâchement de poussière en suspension dans l'air.

 

2-Des procédés et contrôles de fabrication devraient être employés pour réduire au minimum les poussières en suspension dans l'air de l'environnement de travail.

 

3-Les gens devraient porter des équipements de protection respiratoire approuvée, et les vêtements devraient couvrir le plus de peau possible lorsqu'ils manipulent ou installent des FMA. Ces précautions réduisent effectivement l'exposition aérienne

aux FMA et empêchent l'irritation de la peau et des voies respiratoires supérieures.

 

Études Épidemiologiques :

 

A-Études de Mortalité chez les Travailleurs de la Laine de Fibre de Verre et de la Laine Minérale :

 

Deux études majeures de mortalité ont été entreprises sur d'importants groupes d'ouvriers impliqués dans la production de laine minérale et de verre, une en Europe et une aux États-Unis. Un troisième, plus limitée, a été conduite au Canada chez des ouvriers fabricant de la fibre de verre.

 

1-Étude Européenne :

 

Les chercheurs ont trouvé un excès global de mortalité parmi les ouvriers produisant des FMA, avec un excès particulièrement évident parmi les ouvriers ayant travaillé moins d'un an. Parmi les causes de mort les plus fréquentes il y avait les néoplasmes

malins, les troubles mentaux, les maladies cardiovasculaires, les maladies respiratoires, les maladies digestives, et des causes externes.

 

a-Travailleurs de la Laine de Roche-Laine de Laitier :

Simonato et al. ont rapporté en 1987 un "excès de cancer du poumon parmi les ouvriers de la laine de roche-laine de laitier employés pendant une phase technologique passée avant l'introduction des agents suppresseurs de poussière", et ont conclu " que l'exposition aux fibres, seule ou en combinaison avec d'autres expositions, a pu avoir contribué à l'élévation du risque."

Dans leur dernière mise à jour, ils ont conclu que " l'ensemble de ces résultats n'est pas suffisant pour conclure que le risque accru de cancer de poumon est lié spécifiquement aux FMA; cependant, comme les fibres respirables étaient une composante significative de la pollution ambiante de l'environnement de travail, elles ont pu avoir contribué à l'élévation du risque."

 

b-Travailleurs de la Laine de Verre :

Pour ces ouvriers le rapport a conclu que les résultats " indiquent un certain excès de cancer du poumon, clairement réduit une fois que des facteurs d'ajustement local sont appliqués aux taux nationaux de mortalité, et sans relation avec la durée de

l'emploi ni avec le temps depuis le premier emploi ". Aucune anomalie n'a été trouvée chez les ouvriers de verre en filament continu.

 

c-Mésotheliome :

Cinq mésothéliomes ont été identifiés par certificat de décès, un dans la sous-cohorte de la laine de verre et quatre dans la sous-cohorte de la laine de roche-laine de laitier.

Aucun risque acccru clair de mésothéliome n'a été identifié, quoique les chercheurs ont conclu que " la possibilité d'une telle augmentation est suggérée par les résultats "

 

2-Étude Américaine :

 

Comme pour l'étude Européenne, l'étude des États-Unis a trouvé un taux plus élevé pour la mortalité générale parmi des ouvriers des FMA par rapport à la mortalité locale et nationale.

Pour les décès dûs au cancer ou aux maladies respiratoires non-cancéreuses, l'étude a montré qu'une preuve positive existait pour les ouvriers fabricant des microfibres de verre et de la laine minérale. Cependant, les chercheurs précisent que les données ne sont pas compatibles avec un lien causal parce que les excès de décès chez les travailleurs de microfibres de verre et de laine minérale n'étaient pas directement liés à la durée de l'exposition.

Le nombre de décès dûs au mésothéliome dans la cohorte étudiée est considéré comme étant dans les limites prévues pour la population générale. Dans la mise à jour de 1985, un petit excès statistiquement significatif pour les décès dûs aux cancers respiratoires a été rapporté chez les employés des usines de laine de verre et de laine minérale mais, les chercheurs ont

conclu que la preuve d'une association a semblée " en quelque sorte plus faible " que dans la mise à jour de 1982.

Dans la mise à jour de 1989, pour les ouvriers de la laine de roche et de la laine de laitier, la présentation des résultats était généralement en accord avec les résultats observés dans les mises à jour précédentes; aucune preuve confirmée ne demeure d'une association entre le cancer de poumon ou les maladies respiratoires non-malignes et n'importe laquelle des mesures de fibres respirables considérée.

 

3- Étude Canadienne :

 

C'est une étude plus limitée de mortalité. Les auteurs ont enregistré un excès statistiquement significatif pour la mortalité due au cancer du poumon parmi des ouvriers de production de la fibre de verre. Ils ont conclu que l'interprétation de cette trouvaille était difficile parce qu'aucun rapport n'existait entre l'excès de cancer de poumon et la durée du temps depuis la première

exposition à l'environnement de la production de fibre de verre.

 

Les chercheurs ont conclu que la relation entre le travail et la santé dans l'industrie des FMA devrait continuer à être explorée par d'autres recherches.

 

 

B-Études de Morbidité pour la Laine de Fibre de Verre et la Laine Minérale :

 

Dans l'étude de morbidité la plus citée sur les FMA, Weil et al. (1983-1984) ont rapporté que les populations étudiées étaient généralement en bonne santé, sans symptômes respiratoires et sans atteintes fonctionnelles pulmonaires défavorables en relation

avec l'exposition aux fibres.

On a observé une basse incidence de petites opacités pulmonaires sur les radiographies du thorax (zones opaques parfois observées dans les poumons des ouvriers de métiers potentiellement poussiéreux). En récapitulant leurs résultats ils ont noté que, en général, " l'évidence minimale d'effets respiratoires détectée dans cette recherche, qui ne peut pas actuellement être considérée comme médicalement significative, est encourageante au sujet de la question des effets potentiels sur la santé suite à

l'exposition aux FMA. "

Cette étude fut mise à jour et agrandie à la fin des années 80 et les auteurs ont conclu que les " résultats n'indiquent aucun signe clinique, fonctionnel, ou radiologique défavorable en tant qu'effets d'exposition aux FMA chez ces ouvriers ".

 

 

C-Étude de Morbidité pour la Fibre Céramique Réfractaire :

 

Il n'y qu'un seul rapport de publié dans la littérature médicale traitant des effets sur la santé de l'exposition professionnelle aux FCR. Les chercheurs ont rapporté une association entre les expositions aux FCR et la présence de plaques pleurales, qui sont habituellement provoquées par l'exposition aux fibres d'amiante. On a aussi démontré que l'association observée n'était pas due à l'exposition à des fibres d'amiante.

En outre, parmi les ouvriers de la FCR , aucune augmentation significative de changements parenchymareux compatible avec de la fibrose interstitielle n'a été détectée.

 

 

Études Toxicologique chez l'Animal :

 

 

A-Études chez l'Animal par Implantation :

 

Les études d'implantation injectent artificiellement des fibres dans les cavités du corps des animaux de laboratoire: dans la cavité pleurale (le thorax) ou la cavité péritonéale (abdominale) ou par instillation dans la trachée. Les expériences

d'implantation sont basées sur l'introduction de grandes quantités de fibres dans les animaux par des moyens artificiels qui contournent les défenses normales de l'organisme.

Les circonstances de l'exposition réelle sont totalement différentes chez l'homme.

Pour ces raisons, et parce que la toxicologie induite par l'implantation des fibres chez les rongeurs n'est pas en parallèle avec les résultats des études d'inhalation, les études d'implantation ne sont pas valides pour évaluer le risque ou pour conclure n'importe quoi au sujet du danger pour la santé de l'humain associé à l'inhalation des FMA en suspension dans l'air.

D' autre part, les études d'implantation ont fourni des informations utiles sur les mécanismes de toxicité des fibres. Par exemple, les fibres longues (plus longues que 10 à 20 µm ) sont les plus actives par implantation tout comme dans les études de culture de cellules, ainsi les scientifiques ont présumé que l'activité biologique est directement associée à la longueur des fibres.

 

 

B-Études par Inhalation chez l'Animal :

 

Le modèle animal par inhalation est actuellement la seule méthode de laboratoire valide pour évaluer le risque chez l'humain de l'exposition aux FMA en suspension dans l'air.Dans des études chroniques récentes, des tests avec FMA ayant des dimensions semblables mais différentes compositions ont induit des effets biologiques différents.Les effets biologiques étaient approximativent en parallèle avec la persistance biologique des fibres dans le poumon.

Les fibres qui sont plus bio-persistantes dans le poumon s'accumuleraient pendant l'exposition chronique et persisteraient plus longtemps après l'arrêt de l'exposition et causeraient, donc, plus d'irritation du poumon que les compositions qui se dissolvent ou se fragmentent transversalement en segments plus courts.

Des différences dans des effets biologiques ont pu également être liées à la réactivité de surface des fibres.

 

1-Fibre de Verre :

 

Dans les années 70 et les années 80, sept études différentes par inhalation chez les rongeurs n'ont indiqué aucune tumorigénèse pour plusieurs formes de fibre de verre.

Dans une étude récente chez les rats, la fibre de verre n'a pas induit de fibrose ou de tumeur, tandis que l'amiante crocidolite a induit ces deux types d'affections pulmonaires.

 

Dans une autre étude (résultats préliminaires) chez des hamsters conduite récemment, comparant l'amiante amosite, la laine isolante 901 et le verre durable 475 a démontré comme dans d'autres études qu'aucun changement permanent du poumon n'a été causé par la laine 901. Le verre 475 a induit un peu de fibrose pulmonaire et une tumeur, un mésothéliome.

L'amiante amosite a induit également de la fibrose, mais plus tôt et plus sévèrement que le verre 475, et une incidence basse à modérée de mésothéliomes. Des différences entre cette étude-ci et les études antérieures, en ce qui concerne les laines de verre, semblent être liées aux différences de conditions expérimentales.

Dans cette étude, la toxicité est en parallèle en quelque sorte avec la persistance biologique pulmonaire des fibres.

Après 12 mois d'exposition, le nombre par poumon de fibres plus longues que 20 µm était sept fois à huit fois plus élevé pour l'amosite à haute dose que pour le verre 475, qui était trois à quatre fois plus élevé que le verre 901.

En accord avec les résultats précédents, ces données joignent de nouveau la longueur de la de fibre et la persistance biologique avec la toxicité.

 

2-Laine Minérale :

 

Avant 1990, trois études par inhalation n'ont pas décrit de fibrose ni tumeur comme résultat de l'exposition chronique à la laine minérale. Une autre étude récente a démontré que des rats exposés à de la laine de roche ont présenté une fibrose minime tard dans la période d'inhalation.

 

3-Fibres Céramiques Réfractaires :

 

Deux études d'inhalation de FCR ont été publiées avant 1990, avec des résultats contradictoires. La première étude (Davis et al, 1984) a rapporté 5% de fibrose pulmonaire et 17% les tumeurs pulmonaires chez les rats après 8 mois d'inhalation.

La deuxième étude (Smith et al, 1987) a rapporté chez le rat de la fibrose pulmonaire associée aux FCR mais aucune tumeur; aucune fibrose et seulement un mésothéliome chez les hamsters.

Dans des études plus récentes chez les rats exposés aux FCR on a rencontré de la fibrose pulmonaire, des tumeurs pulmonaires (13% dans le groupe exposé aux FCR fabriquées avec du kaolin) et un mésothéliome pleural.

Des hamsters exposés aux FCR (exposés seulement aux FCR fabriquées à partir du kaolin) ont developpé de la fibrose pulmonaire mais aucun cancer du poumon, cependant 42 de 112 animaux ont développé des mésothéliomes. Cette étude présente une différence frappante entre les réponses du rat et les réponses du hamster au même essai de fibre, ce qui pose des questions sur les différences liées à l'espèce et aussi, à savoir quelle espèce est la plus représentative de l'humain.

 

 

C-Études sur Culture de Cellules :

 

Un certain nombre d'études in vitro ont prouvé que la toxicité des fibres pour les cellules cultivées était liée directement à la longueur de la fibre et peut-être indirectement au diamètre de la fibre. Les études in vitro ont également contribué beaucoup à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires du dommage induit par la fibre.

Les fibres induisent une réponse inflammatoire de la part du poumon et les cellules inflammatoires activées, afin d'essayer de détruire les envahisseurs étrangers, libèrent des agents biologiquement destructifs qui blessent également le tissu pulmonaire.

Les réponses de réparation et de prolifération cellulaire au dommage s'ensuivent.

Si les fibres qui initient la réaction sont biologiquement persistantes, la cascade continue et augmente et pourrait avoir comme conséquence du dommage pulmonaire croissant, une augmentation de l'action des mécanismes de réparation, et probablement,

du dommage pulmonaire permanent tel que la fibrose ou même des tumeurs.

 

 

Persistance Biologique et Biotransformation des Fibres :

 

 

A-Études In Vivo :

 

La persistance biologique des fibres est la capacité des fibres de demeurer dans le poumon après qu'elles aient été inhalées.

La biotransformation est n'importe quel changement de dimension, de composition, ou de morphologie de surface qui se produit chez une fibre pendant son séjour dans le poumon.

Les chercheurs ont commencé tout récemment à scruter les mécanismes de la bio-persistance et de la bio-transformation des fibres et leurs rôles dans les atteintes du poumon. Dans le passé, le modèle simple offert était que les fibres qui entrent dans le poumon et qui se dissolvent rapidement sont inofensives, celles qui ne se dissolvent pas rapidement sont pathogènes.

Maintenant, la situation semble plus complexe que ceci selon des études expérimentales récentes sur les fibres de verre E, 475, 901 et les fibres de laine de roche.

 

 

B-Études In Vitro :

 

Les études in vitro ont démontré des taux de dissolution considérablement variables pour différentes compositions de fibre. Ces études ont identifié deux types différents de dissolution:

Les fibres peuvent se dissoudre de façon congruente (c.-à-d., toutes les composantes se dissolvent à la même vitesse) ou incongruente (c.-à-d., certaines composantes se dissolvent plus rapidement que d'autres, laissant un résidu pauvre en fibre; également appelé lixiviation).

Alors que la dissolution congruente peut mener à la dissolution complète et disparition des fibres fines, la lixiviation noncongruent peut affaiblir l'infrastructure de la fibre et déclencher de ce fait la fragmentation transversale, ayant pour résultat des segments courts de fibre qui sont biologiquement moins actifs et plus aisément éliminés du poumon par les cellules phagocytaires.

Les changements dans la chimie de la fibre par la lixiviation ont pu également avoir un impact sur la réactivité biologique de la surface des fibres.

Ainsi, les fibres qui subissent une bio-transformation rapide peuvent être moins toxiques et causer moins de tumeurs du poumon parce que leurs dimensions ou chimie modifiées augmentent leur élimination et peuvent également diminuer leur réactivité biologique.

 

 

Mécanismes d'Induction de la Pathogénicité de la Fibre :

 

 

A-Déposition Pulmonaire :

 

La taille et la forme déterminent si une fibre est respirable. Ces deux facteurs plus la gravité spécifique (densité) déterminent où dans le poumon la fibre se déposera. Le diamètre aérodynamique est un concept qui combine chacun de ces trois caractéristiques.

Les fibres plus longues que 5 µm et moins de 1,5 µm de diamètre ont le plus grand potentiel pour atteindre les zones cibles du poumon et les plèvres. Les fibres plus longues que 20 µm peuvent être trop longues pour être éliminées du poumon par les macrophages alvéolaires.

Quoique le diamètre aérodynamique de la fibre contrôle l'entrée et le site final du dépôt dans le poumon, la longévité (durabilité) de la fibre sert de base critique à l'accumulation d'une charge pulmonaire en fibres. D'autres facteurs qui peuvent affecter le destin des fibres sont leur rigidité, leurs propriétés de surface, et l'architecture de leurs extrémités (lisse, bords en forme de spicule, etc.).

 

 

B-Réponse Inflammatoire :

 

La réponse initiale au dépôt de corps étrangers, y compris les fibres, dans la région bronchio-alvéolaire est une inflammation (alvéolite), qui est amorcée par les macrophages du poumon (une des fonctions exécutées par ce type de cellule est la phagocytose ou " ingestion " de matière particulaire).

Les macrophages activés migrent vers le site du dépôt des fibres et phagocytent (ingérent) les fibres. Individuellement, les macrophages semblent engloutir complètement les fibres courtes, mais plusieurs macrophages peuvent se fusionner pour engloutir les fibres les plus longues.

Les fibres très longues peuvent ne pas être ingérées complètement, ayant pour résultat la production d'une variété de messagers cellulaires, d'espèces d'oxygène réactif, et de protéases provenant des macrophages.

Les messagers cellulaires signalent l'afflux et l'activation de plus de macrophages et d'autres cellules inflammatoires.

 

 

C-Fibrose :

 

Les agents biologiquement destructifs qui sont libérés par les cellules du poumon pendant l'inflammation attaquent les parois pulmonaires, ayant pour résultat de la nécrose tissulaire.

Le dommage tissulaire stimule les processus de réparation tissulaire, y compris la prolifération de cellules et le dépôt de collagène par les fibroblastes à l'intérieur de la paroi du poumon. Pendant les processus prolongés de réparation tissulaire,

la morphologie normale du poumon est détruite et remplacée par du tissu cicatriciel qui se caractérise par une accumulation de collagène dans l'interstitium du poumon.

Cette cicatisation pulmonaire s'appelle "fibrose pulmonaire".

 

La cicatisation fibrotique peut également se produire dans les membranes mésothéliales (plèvres) qui entourent les poumons et couvrent la cavité thoracique. Les lésions fibrotiques du poumon et des membranes mésothéliales réduisent l'efficacité de l'échange des gaz, laissant l'individu avec un excès de dioxyde de carbone et un déficit en oxygène.

 

 

D-Réponse Néoplasique Tissulaire :

 

Il y a peu de temps, des études par inhalation chez les rongeurs ont démontré pour la première fois que l'inhalation chronique de certaines FMA durables (FCR, microfibres de verre E) à une dose 300 fois plus élevée que le niveau d'exposition

typique des travailleurs pourrait être associée à de la fibrose pulmonaire et des cancers de la sphère thoracique. Les microfibres de verre durable 475 peuvent également induire des mésothéliomes chez les hamsters pour un même niveau

d'exposition.

 

 

E-Cancer du Poumon :

 

Le cancer du poumon pourrait se développer comme sous-produit de la fibrose chronique qui résulte de l'irritation chronique du poumon causée par les fibres durables.

Ce mécanisme exigerait que la fibre soit biologiquement très persistante dans le poumon.

Il est suggéré que la fumée de tabac soit un facteur crucial dans le développement des cancers liés à l'exposition aux fibres. Un deuxième mécanisme possible est que les fibres inorganiques peuvent agir par action génotoxique directe pour induire des néoplasmes.

 

 

F-Mésotheliome :

 

Le mésothéliome malin est un cancer des membranes mésotheliales qui couvrent les organes internes et les surfaces intérieures des cavités abdominales et thoraciques. Suite à l'inhalation chronique de concentrations élevées de FCR, 42% des hamsters mais seulement 1-3% des rats ont développé des mésothéliomes thoraciques.

Comme pour le cancer du poumon, les mécanismes d'induction du mésothéliome par les fibres ne sont pas bien compris. Après inhalation et déposition des fibres, la prochaine étape dans le développement du mésothéliome associé aux fibres peut être

la translocation des fibres au travers de la paroi pulmonaire dans les membranes pleurales.

Les étapes ultérieures peuvent comporter le développement et l'augmentation de la fibrose pleurale de la même manière que la fibrose du poumon est en théorie réputée être un mécanisme dans le développement du cancer du poumon.

Comme avec les mécanismes du cancer du poumon, un deuxième mécanisme potentiel du développement de mésothéliome serait la génotoxicité directe des fibres dans l'espace pleural.

 

 

G-Sommaire des Mécanismes :

 

Quoique pas complètement compris, les mécanismes des effets biologiques induits par les fibres sont censés inclure ce qui suit:

 

1-Les fibres inhalées entrent profondément dans le poumon..

2-Les fibres résistent à des mécanismes d'élimination et de dégradation de la part du poumon.

3-Les fibres sont transférées dans l'interstitium du poumon et, probablement, aussi dans les membranes pleurales.

4-Les fibres stimulent le relâchement cellulaire de médiateurs inflammatoires.

5-Les médiateurs initient la fibrose et la prolifération de cellules épithéliales.

 

En outre, les fibres peuvent également induire des changements néoplasiques directement dans le matériel génétique de la cellule. Affectant également la pathogénie potentielle, il y a d'autres facteurs qui compromettent la santé pulmoniare :

la(les) maladie(s) antérieure(s) ou actuelle(s), l'exposition à des cofacteurs toxiques comme la fumée de cigarette, les autres poussières ou fumées industrielles.

 

Il est important de noter que les mécanismes de défense du poumon peuvent être débordés par des concentrations expérimentales extrêmes d'exposition, ayant pour résultat du dommage pulmonaire qui n'est pas spécifique du type de particule.

Ainsi, aux concentrations de surcharge, des lésions pulmonaires peuvent être induites par des poussières inoffensives qui, aux niveaux d'exposition normaux, seraient éliminées du poumon avant qu'elles ne puissent s'accumuler suffisamment pour infliger

des lésions.

Beaucoup d'études récentes chez les rongeurs ont été entreprises à des niveaux d'exposition 300 fois plus élevés que les aérosols de fibre auxquels sont soumis les travailleurs des FMA (Research and Consulting Co. Suisse).

 

 

Exposition Professionnelle aux Fibres en Suspension dans l 'Air :

 

A-Études d'Hygiène Industrielle :

 

Tous les ans, les hygiénistes industriels analysent plus de 1,000 échantillons d'exposition professionnelle dans au moins 20 usines fabricant des FMA en Amérique du Nord et en Europe. Des échantillons d'air sont également pris pendant l'installation d'isolation et, dans des bâtiments où des produits d'isolation et de filtration d'air en FMA sont en service.

La méthode 7400 de NIOSH et la méthode de référence de l'OMS ont établi les procédures pour déterminer au microscope le nombre de fibres respirables par centimètre cube d'air.

 

 

B-Niveaux d'Exposition aux Fibres Minérales Artificielles :

 

En général, l'exposition aux FMA pendant la fabrication, l'installation et l'utilisation finale a été très basse ou indétectable. Dans les lieux de travail où sont fabriquées les FMA, les niveaux d'exposition aux fibres en suspension dans l'air ont typiquement été inférieurs à 0,2 fibre par centimètre cube, alors que les poussières totales étaient inférieurs à 1,0 mg/m3.

 

Pendant l'installation de fibre de verre, les niveaux d'exposition aux fibres étaient en moyenne inférieurs à 0,5 fibre par centimètre cube, avec un intervalle variant de 0 à 20 fibres par centimètre cube, et les poussières totales se chiffraient en moyenne en bas de 4,2 mg/m3, avec un intervalle de 0,04 à 114,00 mg/m3.

Des échantillons d'air ont été analysés dans un certain nombre de bâtiments publics dans lesquels des filtres à air en fibre de verre étaient en service ou dans lesquels de l'isolation en fibre de verre avait été installée; ces analyses n'ont démontré aucune

exposition significative au fibre de verre chez les occupants des bâtiments.

 

Aux États-Unis, les concentrations de poussières et de fibres en suspension dans l'air dans les usines de laine minérale sont généralement plus élevées que dans les usines de laine de verre. Les niveaux d'exposition pendant l'application ou l'installation sont également typiquement plus élevés pour les produits de laine minérale que pour les produits semblables en laine de verre.

 

Les données obtenues de façon régulière à partir des études d'hygiène industrielle réalisées aux emplacements où sont produits les FMA nous indiquent que les niveaux d'exposition sont généralement inférieurs à 1,0 fibre par centimètre cube et souvent

inférieurs à 0,2 fibre par centimètre cube.

Pendant l'installation de produits en FMA, les niveaux d'exposition peuvent varier de 1 à 5 fibres par centimètre cube ou être plus élevés si les contrôles d'ingénierie et les bonnes méthodes de travail ne sont pas appliqués.

 

 

C-Limites d'Exposition Professionnelle :

 

Une fibre peut être définie comme particule allongée dont le rapport longueur/diamètre est égal ou plus grand que 3. Afin d'atteindre la région alvéolaire du poumon chez l'homme, une fibre doit avoir un diamètre aérodynamique de moins de 10 µm.

 

Lors des études d'exposition professionnelle aux fibres minérales artificielles, seules les fibres considérées dangereuses pour les travailleurs vu leurs propriétés granulométriques, sont considérées :

1-Longueur supérieure à 5 µm

2-Diamètre inférieur à 3 µm

3-Rapport longueur/diamètre >3

 

 

 

LIMITES D'EXPOSITION AU QUEBEC
Substance	VEMP	Notations et remarques
1-Fibre de laine isolante, laine de laitier	1 fibre/cm³	C2, EM
2-Fibre de laine isolante, laine de roche	1 fibre/cm³	C2, EM
3-Fibre de laine isolante, laine de verre	2 fibres/cm³	C3
4-Fibres de verre en filament continu	10mg/m³	Pt.
5-Fibres réfractaires (céramique ou autres)	1 fibre/cm³	C3
6-Microfibres de verre	1 fibre/cm³	-

 

C2 : un effet cancérogène soupçonné chez l'humain.

C3 : un effet cancérogène démontré chez l'animal.

EM : une substance dont l'exposition doit être réduite au minimum.

Pt : poussière totale.

 

 

D-Exposition Professionnelle à d'Autres Composés :

 

Pour exactement évaluer le potentiel toxicologique d'une substance dans le milieu de travail, toutes les autres substances présentes dans l'environnement doivent être considérées. Beaucoup de produits chimiques peuvent être présents dans les fibres synthétiques, ce qui n'est pas le cas pour des fibres d'amiante.

Pendant le processus de fabrication beaucoup de produits chimiques peuvent être ajoutés et peuvent compter jusqu'à 25 % du poids de ces fibres.

 

Les produits chimiques ajoutés peuvent être :

1-Agents antistatiques

2-Agents antifongiques

3-Agents hydrophobes

4-Agents anti-poussière (Huiles minérales, propylène glycol)

5-Liants (Urée-formaldehyde et résines époxydes, bitume)

La présence de ces additifs peut rendre la recherche sur la toxicologie de ces fibres plus compliquée.

 

Les effets cumulatifs potentiels de l'exposition à tous ces matériaux doivent être considérés dans toute démarche pour développer un plan adéquat pour les employés et la santé/sécurité au travail.

 

 

Évaluation des Fibres Minérales Artificielles :

 

A- Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC) :

 

En 1971, le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC), Lyon, France, a inité un programme pour évaluer les données concernant le risque cancérigène des produits chimiques chez l'humain. En 1987, le CIRC a formé un groupe de travail de 20 scientifiques pour évaluer le risque cancérigène de l'exposition aux FMA.

 

Classification du CIRC :

 

Groupe 1 : substance cancérigène pour l'être humain

Groupe 2A : substance probablement cancérigène pour l'être humain

Groupe 2B : substance possiblement cancérigène pour l'être humain

Groupe 3 : substance non classifiable comme cancérigène chez l'humain

Groupe 4 : substance vraisemblement non cancérigène chez l'humain

 

La laine de verre a été classée dans le groupe 2B.

Le filament continu (textile de verre) a été classé dans le groupe 3.

La laine de roche a été classée dans le groupe 2B.

La laine de laitier a été classée dans le groupe 2B.

La FCR (fibre céramique réfractaire) a été classée dans le groupe 2B.

 

 

B- Programme International sur l'Évaluation de la Sécurité Chimique(IPCS) :

 

L'IPCS est un programme conjoint des Nations Unis (Programme Environnemental), de l'Organisation Mondiale du Travail et de l'OMS.

 

Leur rapport de1988 , " Man-made Mineral Fibres", conclue ce qui suit :

1-Possibilité d'effets passagers sur la peau et d'irritation respiratoire supérieure.

2-Considérant tous les résultats des études chez l'animal, ils concluent qu'un risque accru de cancer du poumon dans certains secteurs de l'industrie des FMA est biologiquement plausible.

 

Ils ont également recommandé le port d'équipements de protection pour prévenir une potentielle élévation du risque de cancer du poumon chez les travailleurs impliqués dans des activités où des niveaux élevés d'exposition aux fibres en suspension dans l'air sont possibles.

Pour les FMA en général l'IPCS a conclue que, " l'image globale indique que le risque possible de cancer du poumon parmi le grand public est très bas, s' il y en a un, et ne devrait pas être un sujet d'inquiétude si les niveaux d'exposition actuellement bas

persistent".

 

Considérations en Santé Occupationelle :

 

A-Prévention et Protection :

 

Toutes les fois qu'il existe un potentiel pour que des employés soient exposés à des substsnces qui sont réputées être nocives ou pour n'avoir pas été complètement évaluées, la première étape est de réduire au minimum l'exposition au niveau le plus bas practicable.

Dans les endroits de travail où se rencontrent les FMA, des modifications à la conception des produits peuvent parfois réduire la quantité de poussière libérée pendant la fabrication ou l'installation.

La ventilation peut extraire les poussières à leurs points d'origine.

Des méthodes de travail appropriées peuvent également limiter la quantité de poussière produite; par exemple, le nettoyage par aspirateur est meilleur que le balayage à sec ou avec de l'air comprimé.

Les ouvriers des FMA peuvent se protéger davantage en portant des verres de sécurité ou des lunettes pour empêcher le contact oculaire, des chemises à manches longues et des pantalons longs pour réduire au minimum le contact cutané, et la protection respiratoire pour réduire au minimum l'inhalation de poussière.

Une évaluation soigneuse du milieu de travail devrait être effectuée pour déterminer les dispositifs appropriés à utiliser dans une situation particulière.

 

 

B-Surveillance de l'Exposition et Surveillance Médicale :

 

Toutes les fois que des employés sont exposés à des substances potentiellement nocives, un programme devrait être établi pour surveiller leurs niveaux d'exposition et de santé de façon régulière. D'abord, des intervalles et moyennes d'exposition devraient être déterminés pour chaque opération ou tâche.

Ensuite, le type approprié de matériel de protection personnel devrait être déterminé pour chaque tâche.

Un programme de surveillance médicale devrait être établi, y compris un examen de santé générale, anamnèse professionnelle, examen physique, examens sanguins, épreuves de fonction pulmonaire, radiographie pulmonaire de départ, et tout autre

test qui serait indiqué par l'anamnèse professionnelle.

Pour les travailleurs des FMA, l'attention devrait être portée sur la santé respiratoire et dermatologique. L'exposition et la surveillance de la santé devrait se faire de façon régulière (par exemple, annuellement) ou toutes les fois que les procédés ou produits changent. Les résultats de ces examens devraient être passés en revue régulièrement, pour les individus et pour les groupes.

 

 

Sommaire des Effets sur la Santé :

 

 

 

Le bannissement de l'amiante a conduit à utiliser de plus en plus largement des matériaux de substitution dans de nombreuses utilisations industrielles et notamment les fibres minérales artificielles (FMA).

 

Chez les rongeurs, des études par inhalation ont démontré que les laines d'isolation en verre et la laine de laitier n'ont pas produit aucun dommage permanent, même après 2 ans d'exposition à des concentrations élevées (au moins 300 fois les

concentrations auxquelles les travailleurs des FMA sont typiquement exposés).

Dans des études plus récentes par inhalation chez les rongeurs, deux FMA de composition durable ont été associées à du dommage pulmonaire permanent :

la laine de roche (MMVF21) a induit de la fibrose tard dans l'étude, et les FCR ont induit de la fibrose et des tumeurs.

D'autres fibres durables sont pathogènes pour les animaux: la microfibre de verre E peut également induire de la fibrose et des tumeurs chez le rat, la fibre de verre 475 induit de la fibrose et probablement des mésothéliomes chez les hamsters mais pas chez les rats.

 

 

Chez l'homme, l'essentiel des effets connus sur la santé provient des données recueillies chez des travailleurs de l'industrie de production de ces fibres, où les niveaux d'exposition ont été faibles, inférieurs à ceux rencontrés dans de nombreuses situations professionnelles par les utilisateurs du produit fini.

Même si la relation avec l'exposition aux fibres de laine de roche/laine de laitier n'est pas clairement établie, l'observation d'un excès de cancer broncho-pulmonaire chez les ouvriers de production de ces fibres doit inciter à la vigilance et à une maîtrise des niveaux d'exposition à ces fibres en milieu de travail. Les SMR pour le cancer broncho-pulmonaire sont moins élevés chez les ouvriers de production de laine de verre que chez les ouvriers de production de laine de roche/laine de laitier.

Compte tenu des données observés expérimentalement (excès de tumeurs) et des informations préliminaires obtenus chez l'homme (suspicion d'un excès de pathologies pleurales bénignes et d'un retentissement fonctionnel respiratoire de type obstructif), une attitude encore plus prudente s'impose vis-à-vis des fibres céramiques réfractaires.

Ces fibres ont été classées en catégorie 2 (substances assimilées à des substances cancérigènes pour l'homme) par les Communautés Européennes.

Rien ne permet actuellement d'affirmer qu'un risque de pathologie respiratoire non maligne existe chez l'homme avec les fibres de verre, roche et laitier.

Néanmoins, les données expérimentales ont démontré un réel effet pathogène pour les niveaux d'exposition de l'ordre de ceux qui entraînent les mêmes effets avec l'amiante.

Certaines fibres comme certaines de verres paraissent suffisamment solubles pour ne pas avoir d'effets irréversibles. D'autres comme les fibres de céramique sont plus suspectes.

 

L'absence de recul suffisant doit nous inciter à la poursuite d'études épidémiologiques et expérimentales, et à la mise en place d'une politique de prévention efficace.

 

 

 

 

 

 

 

 

Edouard Bastarache M.D. (Médecin du Travail et de l'Environnement)

Auteur de " Substitutions de Matériaux Céramiques Complexes "

edouardb@sorel-tracy.qc.ca

http://www.sorel-tracy.qc.ca/~edouardb/

Sorel-Tracy

Québec

Canada

 

 

Références :

 

1-Clinical Environmental Health and Toxic Exposures, Sullivan J.B. & Krieger G.R., 2001

2-Effets sur la santé des fibres minérales artificielles;Toxicologie, Pathologie Professionnelle, De Vuyst P., Brochard P., Poiron J.C., Encyclopédie Médico-Chirurgicale, Paris, 2000.

3-Les maladies respiratoires d'origine professionnelle, Martinet, Antoine et Petiet, Paris, 1999.

4-Règlement sur la santé et la sécurité du travail, décret 885-2001, Province de Québec.