Introduction de la nanotechnologie
Imaginez : vous ouvrez le réfrigérateur en tendant la main vers le lait et vous remarquez que la brique a changé de couleur : elle était bleu vif quand vous l'avez ramenée du magasin, mais maintenant elle est marron foncé. Cela ne peut signifier qu'une chose : le lait est gâté et il n'est pas sûr à boire. Vous n'essayez même pas de le goûter pour en être sûr : vous savez que l'indication du niveau de fraîcheur par un code couleur n'est pas un gadget marketing, elle est basée sur des paramètres réels comme la température, l'humidité et l'activité biologique à l'intérieur de ce carton particulier. Découvrez comment les nanotechnologies changent le monde.
La surveillance en temps réel est rendue possible grâce à des nanocapteurs biodégradables dans le lait. Ce ne serait qu'une des nombreuses façons dont la nanobiotechnologie pourrait être appliquée à l'alimentation dans un avenir proche.
Mais comment l'industrie alimentaire utilise-t-elle les nanomatériaux aujourd'hui, et sont-ils sûrs ? Dans cet article, nous allons essayer d'apporter un peu de clarté.
La gamme macro, micro et nano
Pour commencer : quelle est la taille exacte des nanomatériaux ? Imaginez trois gammes.
La macro est celle que nous pouvons voir à l'œil nu, et elle est mesurée en mètres, centimètres et millimètres.
Vient ensuite le micro : prenez un millimètre et divisez-le en 1 000 parties et vous obtiendrez un micromètre. A cette échelle, on trouve des bactéries, des virus et des cellules.
À l'échelle nanométrique, les choses sont mesurées en nanomètres, ce qui correspond à un millième de micromètre, ou un milliardième de mètre. Un cheveu est peut-être ce qui se rapproche le plus d'un nanomètre sans l'aide d'un microscope : il fait environ un dixième de millimètre de large et il est composé de 100 000 nanomètres. À l'échelle nanométrique, nous pouvons trouver des membranes cellulaires (10 nanomètres) et des molécules de sucre (1 nm).
Il n'y a pas que la taille qui change
Les nanoparticules ne sont pas seulement des versions beaucoup plus petites de microparticules. Lorsqu'elle est réduite à l'échelle nanométrique, une substance donnée peut également modifier son comportement et ses propriétés. L'une d'entre elles est l'augmentation du rapport surface/volume. Mais surtout, il y a une modification de l'activité biologique.
Comment les nanotechnologies changent-elles le monde ? Les nanoparticules peuvent voyager à travers les membranes cellulaires et atteindre des endroits qu'elles ne pourraient pas atteindre si elles appartenaient au macro monde. C'est particulièrement important car la structure cellulaire des organismes vivants se situe dans la micro-dimension, mais les processus biologiques se déroulent à l'échelle nanométrique.
L'utilisation des nanotechnologies dans l'industrie alimentaire
Ces propriétés peuvent avoir un grand potentiel dans de nombreux domaines, et l'alimentation est l'un d'entre eux. En fait, du champ à la cuisine, les nanotechnologies peuvent être appliquées à n'importe quelle étape de la chaîne alimentaire :
- surveiller l'état des cultures ;
- de fournir des pesticides plus efficacement ;
- réduire la quantité de certains ingrédients sans changer la texture (pensez à des glaces moins grasses mais aussi crémeuses, ou à des frites cuites avec moins d'huile mais aussi croquantes) ;
- améliorer la saveur des aliments ;
- rendre certains nutriments plus facilement absorbables par l'organisme ;
- détecter les dégradations ;
- tuer les bactéries ;
- augmenter la durée de conservation.
Si de nombreuses applications des nanotechnologies n'en sont encore qu'à leurs débuts, certaines d'entre elles sont déjà des pratiques courantes. Comment les nanotechnologies changent-elles le monde ? Voici deux exemples d'utilisation courante :
Augmentation des capacités d'écoulement des poudres sèches. Les poudres sèches ne sont pas toujours totalement sèches. En fait, elles ont tendance à former des grumeaux ou "ponts" qui interrompent l'écoulement dans les équipements de transformation des aliments ou qui collent aux parois des silos où une pression est appliquée. Une solution traditionnelle consiste à frapper les parties obstruées avec un marteau en caoutchouc. Les grandes citernes peuvent même être équipées d'un système de marteaux pour faire tomber des grumeaux de poudre sur les parois. Mais depuis longtemps, l'industrie alimentaire utilise des nanoparticules de silicium ou de dioxyde de titane, qui empêchent la poudre de coller et éliminent les obstructions. C'est comme si l'on mélangeait de gros cailloux avec des plus petits, de sorte que ces derniers puissent agir comme une sorte de lubrifiant sec.
Fonction antibactérienne. Comme les nanoparticules pénètrent les membranes cellulaires, elles peuvent avoir des propriétés antibactériennes. Un exemple est le nanoargent, qui tue les bactéries grâce à sa structure en aiguille perçante. Le nanoargent est utilisé depuis plusieurs années dans l'industrie alimentaire, notamment pour les surfaces en contact avec les aliments.
Les nanomatériaux sont-ils sûrs à utiliser ?
Cela dépend. L'accord scientifique est que les nanomatériaux ne sont pas intrinsèquement bons ou mauvais, donc chacun doit être évalué séparément. Bien qu'il n'y ait pas de toxicité prouvée pour ceux qui sont actuellement utilisés comme ingrédients alimentaires ou dans les surfaces en contact avec les aliments, il n'y a pas encore assez de recherches disponibles sur leurs effets à long terme. Nous ne savons pas encore comment les nanotechnologies changent le monde.
La préoccupation des organismes de réglementation et des associations de consommateurs est que les mêmes propriétés qui les rendent si utiles (comme leur capacité à pénétrer les membranes cellulaires), pourraient également être nuisibles pour les consommateurs et les travailleurs de l'industrie.
En raison de leur plus petite échelle, les propriétés et le comportement des nanomatériaux peuvent être différents de leurs macro-versions. Parfois, ces changements sont entièrement prévisibles (par exemple, l'augmentation du rapport surface/masse/volume peut être calculée à l'avance). Certains changements sont cependant imprévisibles (un matériau chimiquement inerte comme l'or, par exemple, devient catalytique lorsqu'il est réduit à l'échelle nanométrique) et peuvent avoir des conséquences imprévues.
Plusieurs définitions (légèrement différentes) des nanomatériaux
Toute évaluation des risques est avant tout un problème de définitions. Comme ce Etude comparative 2015 montre (tableau 2), celles-ci ne sont pas cohérentes entre les différentes législations. Elles ont toutes en commun la taille : un nanomatériau est communément défini comme se situant dans la gamme 1nm - 100nm.
Toutefois, comme on peut le voir dans la définition des nanomatériaux adoptée par l'UE, d'autres facteurs sont inclus, tels que l'origine (naturelle, fortuite ou manufacturée), l'état (non consolidé, agrégat ou agglomérat), la concentration (distribution de la taille du nombre) :
Matière naturelle, fortuite ou manufacturée contenant des particules, à l'état non lié ou sous forme d'agrégat ou d'agglomérat et dans laquelle, pour 50 % ou plus des particules dans la répartition de la taille en nombre, une ou plusieurs dimensions extérieures se situent dans la plage de taille de 1 nm à 100 nm.
D'autres attributs comme la solubilité et les propriétés nouvelles ne font pas partie de la définition officielle, bien qu'ils puissent être inclus par d'autres pays.
De plus, il est généralement reconnu que les matériaux peuvent présenter des propriétés nanométriques même lorsqu'ils ne se situent pas dans les seuils et les fourchettes de taille officiels, de sorte qu'une approche au cas par cas est souvent nécessaire.
Comment les nanotechnologies sont-elles réglementées ?
Les nanomatériaux posent un problème aux législateurs : comment réglementer quelque chose alors que la recherche scientifique n'a pas encore entièrement déterminé quand il est toxique et quand il ne l'est pas ? Et comment trouver un équilibre entre la protection de la santé des personnes et la nécessité de ne pas étouffer l'innovation ?
Comme nous l'avons dit précédemment, les nanomatériaux ne sont pas considérés comme bons ou mauvais a priori. Cependant, l'exemple de l'amiante est encore très récent : il a été largement utilisé pendant des décennies jusqu'à ce que sa toxicité soit pleinement découverte. L'attitude générale consiste donc à pécher par excès de prudence. Comment les nanotechnologies changent le monde, nous le découvrirons à l'avenir...
À l'heure actuelle, aucun pays n'a adopté de réglementation spécifique pour les nanomatériaux. Selon leur objectif et leur fonction, ils relèvent des cadres législatifs existants, mais en général, une évaluation de la sécurité avant la mise sur le marché est nécessaire.
Cela dit, l'UE et la Suisse sont actuellement les seules régions du monde à avoir des dispositions spécifiques pour les nanomatériaux. Certains pays de l'UE ont également décidé de franchir une étape supplémentaire. En 2013, la France a introduit un système de déclaration obligatoire pour les nanomatériaux. Elle a ensuite été suivie par la Belgique et le Danemark. Pour l'instant, il n'est pas prévu d'adopter un registre à l'échelle de l'UE.
L'étiquetage semble être un point particulièrement vulnérable. Dans l'UE (ainsi que dans d'autres pays), il est obligatoire de spécifier la présence de nanomatériaux dans la liste des ingrédients. Cette règle n'est cependant pas toujours respectée, comme le montre ce cas récent en France.
Pour aider les consommateurs à prendre une décision éclairée, une amélioration pourrait consister à inclure les nanomatériaux dans l'étiquetage de précaution, qui avertit les consommateurs de leur présence possible en raison d'une contamination croisée. Actuellement, l'étiquetage de précaution n'est appliqué qu'aux allergènes.
Conclusion : comment les nanotechnologies changent le monde
L'accent mis actuellement sur les nanomatériaux est bien justifié, compte tenu du grand potentiel qu'ils présentent. Cependant, nous pensons que leur utilisation dans l'industrie alimentaire doit être réduite au minimum et évitée autant que possible.
Si les nanomatériaux constituent une solution efficace pour de nombreux problèmes de traitement, ils ne sont pas toujours les seules solutions. Prenons par exemple leur capacité à augmenter le débit dans les poudres. En travaillant à l'amélioration de leurs mélanges, les producteurs d'aliments pourraient obtenir les mêmes résultats sans utiliser de nano-ingrédients.
D'autre part, cela peut nécessiter une bonne dose d'expérimentation et d'essais et erreurs. Les entreprises alimentaires devraient vraiment approfondir différents aspects de leurs mélanges, comme la conception de nouveaux équipements, le temps de mélange et le rapport entre les grandes et les petites particules, pour n'en citer que quelques-uns.
Toutefois, à long terme, cette approche pourrait s'avérer gagnante. La tendance à l'"étiquette propre" est désormais devenue une norme industrielle, et les marques modifient leurs formulations pour que leurs aliments soient aussi naturels et transformés que possible. Se débarrasser des nano-ingrédients pourrait donc devenir la norme, même s'ils sont en fait autorisés.
Nestlé est l'un des fabricants mondiaux de produits alimentaires qui adopte une position ferme sur l'utilisation des nanomatériaux : "Nous n'utilisons pas les nanotechnologies ou les nanomatériaux dans notre portefeuille de produits alimentaires et de boissons, mais nous continuons à suivre de près les développements dans ce domaine". Nous suggérons vivement aux autres entreprises et aux autorités de sécurité alimentaire d'examiner de plus près les nanomatériaux et de parvenir rapidement à une entente commune.