Lubrifiants

Transcription

Lubrifiants
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Lubrifiants
Risques environnementaux
et pour la santé des utilisateurs
Étude du Groupe de Travail “Lubrifiants d’origine végétale” de ValBiom coordonnée par M.H.
Novak en collaboration avec la Faculté Universitaire des Sciences Agronomiques de Gembloux
Mise à jour octobre 2005
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
1 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Sommaire
Résumé ....................................................................................................................................... 4
Propriétés d’éco-compatibilité des lubrifiants........................................................................ 5
Composition des huiles de base ............................................................................................................ 5
Biodégradabilité ...................................................................................................................................... 7
Définitions ............................................................................................................................................................... 7
Processus de biodégradation............................................................................................................................... 8
Méthodes d’évaluation.......................................................................................................................................... 9
Ecotoxicité.............................................................................................................................................. 13
Définitions ............................................................................................................................................................. 13
Méthodes d’évaluation........................................................................................................................................ 13
Toxicité.................................................................................................................................................... 15
Evaluation de la toxicité...................................................................................................................................... 15
Métaux lourds ........................................................................................................................................ 16
Législation .............................................................................................................................................. 16
Fiches de données de sécurité........................................................................................................................... 16
Etiquetage............................................................................................................................................................. 17
Les huiles de base dérivées du pétrole .................................................................................. 19
Composition des huiles de base dérivées du pétrole ...................................................................... 19
Risques présentés par des huiles de base dérivées du pétrole ...................................................... 20
Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) ............................................................................. 21
Additifs ................................................................................................................................................... 21
Viscosité .................................................................................................................................................. 22
Volatilité.................................................................................................................................................. 22
Métaux lourds ........................................................................................................................................ 22
Biodégradabilité des huiles de base dérivées du pétrole ............................................................... 23
Ecotoxicité des huiles de base dérivées du pétrole ......................................................................... 25
Toxicité des huiles de base dérivées du pétrole ............................................................................... 25
Toxicité aigue des huiles de base dérivées du pétrole................................................................................... 25
Toxicité chronique des huiles de base dérivées du pétrole .......................................................................... 25
Ingestion ................................................................................................................................................................................... 25
Peau........................................................................................................................................................................................... 26
Brouillards ................................................................................................................................................................................. 26
Carcinogenèse .......................................................................................................................................................................... 26
Mutagenèse .............................................................................................................................................................................. 26
Fiches de données de sécurité ............................................................................................................ 27
Etiquetage .............................................................................................................................................. 27
Les « biolubrifiants » ............................................................................................................... 28
Définitions : les lubrifiants éco-compatibles ou biolubrifiants ....................................................... 28
Biodégradabilité des huiles de base d’origine végétale .................................................................. 29
La biodégradabilité des lubrifiants formulés .................................................................................... 30
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
2 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Toxicité des huiles de base d’origine végétale.................................................................................. 32
Toxicité des lubrifiants formulés ........................................................................................................ 32
Additifs ................................................................................................................................................... 33
Métaux .................................................................................................................................................... 33
Évolution de la biodégradabilité et de la toxicité des biolubrifiants lors de l’utilisation ........... 34
Evolution de la biodégradabilité et de la toxicité........................................................................................... 34
Etudes en Belgique .................................................................................................................................................................. 34
Etudes au Royaume Uni........................................................................................................................................................... 34
Etudes en France ..................................................................................................................................................................... 34
Etudes en Finlande .................................................................................................................................................................. 35
Risque d’apparition de mycotoxines................................................................................................................. 36
Huiles usées ........................................................................................................................................................... 36
Analyses de cycles de vie...................................................................................................................... 36
Référence Hollandaise (HOEFNAGELS, 1997) ...................................................................................................... 37
Référence allemande (REINHARDT)..................................................................................................................... 37
Référence britannique (WHIGHTMAN, 1998) ..................................................................................................... 38
Les unités fonctionnelles .................................................................................................................................... 38
Discussion .............................................................................................................................................................. 38
Mesures de promotion de lubrifiants éco-compatibles ........................................................ 40
Potentiel des matières premières renouvelables dans le développement des biolubrifiants .. 40
Potentiel en Europe............................................................................................................................................. 40
Potentiel en Belgique .......................................................................................................................................... 41
Réglementation ..................................................................................................................................... 41
Eaux de surface en Belgique............................................................................................................................... 41
Eaux souterraines ................................................................................................................................................. 41
Normes générales sur l’eau..................................................................................................................................................... 41
Substances dangereuses......................................................................................................................................................... 42
Périmètres de protection des captages ................................................................................................................................ 42
Autres réglementations ...................................................................................................................................... 42
Labels....................................................................................................................................................... 43
Normes.................................................................................................................................................... 46
Spécifications des constructeurs ........................................................................................................ 46
Mesures incitatives ................................................................................................................................ 47
VAMIL ...................................................................................................................................................................... 47
Le programme d’introduction des biolubrifiants sur le marché .................................................................. 47
Classifications et recommandations diverses.................................................................................... 48
Huiles de décoffrage ........................................................................................................................................... 48
Projet européen LLINCWA ................................................................................................................................... 48
Cahiers des charges............................................................................................................................... 48
PEFC : Plan Européen de Certification Forestière. ............................................................................ 49
Action volontariste : ISO 14001 ............................................................................................................ 49
Identification de la présence d’huile végétale dans les lubrifiants..................................... 50
Recommandations ................................................................................................................... 50
Bibliographie............................................................................................................................ 51
Annexes.................................................................................................................................... 53
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
3 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Résumé
De nombreuses substances sont utilisées comme base pour la fabrication des huiles
lubrifiantes. L’origine de ces huiles est fossile (les fractions issues du raffinage du
pétrole brut), renouvelable (les huiles végétales et leurs dérivés) ou encore synthétique
(issues de synthèse chimique mettant en œuvre des dérivés du pétrole et/ou d’huiles
végétales).
Le comportement dans l’environnement de ces huiles de base est fonction ce cette
origine, qui va induire une biodégradabilité plus ou moins rapide et complète. De
même, la toxicité du produit dépend de sa composition et de ses propriétés physicochimiques.
La présence d’additifs apparaît également comme une source de contamination
potentielle, mais qui est souvent négligée étant donnée la faible dose à laquelle ces
produits sont présent dans la composition du produit final.
De nombreuses études démontrent la meilleure éco-compatibilité des lubrifiants à
base d’huiles végétales et de leurs dérivés, par rapport aux huiles minérales qui
présentent une moins bonne biodégradabilité, une toxicité plus élevée et un risque
d’émission de composés hydrocarbures polycycliques, même si ce dernier est assez
faible avec les lubrifiants modernes.
La présente étude montre la complexité et la multiplication des méthodes de
détermination de ces paramètres environnementaux, et plaide pour une
généralisation de l’utilisation de méthodes standardisées et internationalement
reconnues.
Des effets dommageables sur la santé humaine causés par les huiles végétales ou leurs
dérivés ne sont pas répertoriés dans la littérature, par contre, les huiles minérales
représentent une catégorie de substances à risques.
Enfin, une description reprend diverses initiatives prises dans le but d’étendre
l’utilisation des lubrifiants éco-compatibles. D’une réglementation sévère, aux labels et
incitants financiers, nombreux sont les outils qui ont été développés, mais il reste que
le coût plus élevé et l’absence de méthode simple de contrôle sur le terrain sont des
obstacles majeurs au développement du marché des lubrifiants éco-compatibles.
La mise au point d’un test rapide de terrain permettant de distinguer une huile de
chaîne à base végétale d’une huile minérale pourrait apporter un élément en faveur
des produits respectueux de l’environnement et de la santé des utilisateurs. Un tel
outil a été commandé par ValBiom auprès d’un laboratoire privé.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
4 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Propriétés d’éco-compatibilité des lubrifiants
Composition des huiles de base
Un lubrifiant, composé d’une huile de base et d’additifs, peut être considéré comme
« éco-compatible », si il est biodégradable et non toxique, ni pour la flore et la faune,
ni pour l’être humain par contact avec la peau, les yeux, l’ingestion et l’inhalation. Des
exigences supplémentaires favorables à l’environnement peuvent porter sur le
potentiel d’accumulation1, la nature des émissions et/ou des composants et l’aspect
renouvelable des matières.
Les huiles de base entrant dans la composition des différents types de lubrifiants
(huiles moteur, fluides de transmission et hydrauliques, graisses, huiles de travail des
métaux, huiles « blanches » médicinales,…) couvrent une large gamme de produits
dérivés des huiles végétales, des huiles synthétiques, des huiles minérales et des huiles
re-raffinées (figure 1). Leurs propriétés physico-chimiques et leur coût relatifs sont en
général reliés à cette origine (tableau 1).
Les additifs proviennent de différentes classes de composés chimiques.
L’évaluation du risque d’un produit chimique est l’opération qui cherche à
caractériser d’une part la toxicité du produit (DANGER), de l’autre la possibilité
d’exposition à ce produit (EXPOSITION), pour en déduire les impacts potentiels
(RISQUE) sur la santé de l'homme et de l’environnement.
SYNTHESE
OLEOCHIMIE
huile végétale
et animale
huiles végétales
spéciales
acides
gras
PETROCHIMIE
intermédiaires
chimiques
esters
méthyliques
esters
synthétiques
polyglycols
(PPG, PEG, …)
pétrole brut
polyalphaoléfines
(PAO)
esters
pétrochimiques
huiles
minérales
huile de ricin hydrogénée
sels
esters de polyol
polyisobutènes
esters de trimellitates
huiles oléiques
amides
Di- et Mono-esters
polyéthers
phtalates
huiles
blanches
ester d'acide carboxylique
penthaerythriol
esters de TMP
esters d'alkylphénol
Figure 1 : Représentation de différentes huiles de bases lubrifiantes selon leur origine.
Les huiles végétales ne s’accumulent pas dans le sol et ne présentent pas de problèmes de persistance dans
le sol selon HAIGH.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
5 / 66 pages
1
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Tableau 1 : Comparatif des caractéristiques des bases d’origine pétrolière avec les bases d’origine végétale
(Physico chimie des Lubrifiants – J.C. Hipeau – Technip 1997).
Analyse
Densité à 20°C
Index de viscosité
Point d’écoulement
Propriété à froid
Miscibilité à huile
minérale
Solubilité à l’eau
Stabilité à l’oxydation
Stabilité à l’hydrolyse
Coût relatif
Biodégradabilité %
selon OECD 301 B
M : mauvais
Mo : moyen
Ressources
renouvelables
Mixte
Huiles végétales
Esters
synthétiques
Huile minérale
Glycols
PAO
Esters
pétrochimiques
0,940
120 à 250
-20 à +10
Mo
Oui
0,930
130 à 220
-45
B
Oui
0,880
100
-15
B
-
1,100
100 à 200
-65
TB
Non
0,885
140 à 160
-60
TB
Oui
0,930
120 à 220
-60
TB
Oui
Non
Mo
Non
2à3
70-99
Non
B
M
4 à 10
75-95
Non
B
B
1
10-35
Oui
M
2à4
10-90
Non
TB
B
4à5
30-60
Non
TB
M
4 à 20
10-80
B : bon
Pétrochimie
TB : très bon
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
6 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Biodégradabilité
Définitions
La biodégradabilité est l’aptitude d’une matière organique à subir la biodégradation,
c’est à dire la transformation par des microorganismes naturels (bactéries,
champignons, levures) vivant dans le milieu aquatique ou le sol en produits non
dangereux selon :
(Cx Hy Oz) + O2
Inoculum (micro organismes)
Æ
CO2 + métabolites + biomasse2 + H2O
La biodégradation se déroule dans le temps selon une courbe théorique telle que
présentée en figure 2.
On distingue généralement :
ƒ la biodégradation primaire (en anglais « primary »), qui est la modification de la
structure de la ou des molécule(s) et qui s’évalue par la disparition de la substance,
ƒ la biodégradabilité potentielle (biodégradabilité « inhérente » ou « intrinsèque »)
est celle qui serait atteinte dans les meilleures conditions possibles,
ƒ la biodégradation ultime ou totale (en anglais « ready » ou « ultimate »), où les
molécules sont totalement transformées en CO2 (condition aérobie) ou en CH4
(condition anaérobie), en constituant de la biomasse, et en éléments minéraux (par
exemple : minéralisation de l’azote organique en nitrate, en ammonium, …).
2
Dans ce contexte, la biomasse est la masse totale des êtres vivants subsistant en équilibre sur une surface
donnée du sol ou dans un volume donné d’eau.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
7 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Figure 2: Courbe de biodégradation théorique selon ISO 9888-91.
La biodégradation primaire donne des valeurs plus élevées que la biodégradation
totale (figure 3).
Figure 3 : Biodégradation primaire et ultime (J.F. Carpenter – Biodegradability of PAO – 9th Congress 1994).
Processus de biodégradation
Les facteurs influençant positivement la biodégradabilité des lubrifiants dans l’eau
sont :
♦
♦
♦
♦
♦
Hydrocarbures à chaîne droite plutôt que ramifiée.
Hydrocarbures aliphatiques à chaîne courte (mais > à 6 ou 7 atomes de C).
Hydrocarbures saturés.
Hydrocarbures à bas poids moléculaire.
Absence de toxicité vis-à-vis des microorganismes.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
8 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
♦
♦
♦
♦
♦
Composés oxygénés.
Mauvaise résistance à l’hydrolyse.
Conditions ambiantes favorables : température élevée; pression faible; milieu
aqueux favorable contenant les sels nutritifs
Faible tension superficielle avec l’eau.
Efficacité des microorganismes (capacité enzymatique pour la substance à
dégrader, adaptation des microorganismes).
La biodégradation peut ne pas conduire au métabolisme total. Les composés sont
dégradés partiellement en raison de la plus ou moins grande spécificité des enzymes.
Ainsi, en général, une chaîne moléculaire longue (viscosité élevée) et ramifiée réduit la
biodégradabilité et augmente le point de trouble3, Si la dégradation n’est pas totale, il
y a accumulation des sous-produits, éventuellement toxiques. La toxicité du (des) sousproduit(s) peut être supérieure, égale ou inférieure à la toxicité du produit d’origine
(Van Dievoet).
Il existe peu d’informations dans la littérature concernant la toxicité des métabolites
des biolubrifiants à base d’huiles végétales ou de leurs esters (sous produits de la
biodégradation). On peut cependant affirmer que cette toxicité dépendra de la
nature des additifs.
En effet, les huiles végétales et esters oléochimiques ne
présentent pas de toxicité des résidus après biodégradation (D. Morisson – Congrès
international LFE 1991 – Bruxelles).
Dans le cadre d’essais de biodégradabilité selon la méthode CEC L 33-A-93 et OECD 301 B
sur des échantillons d’huiles moteur à l’essai sur banc en laboratoire ou en essai flotte
sur route, les résultats montrent une augmentation de la biodégradabilité au cours du
temps. Ceci semble dû à la meilleure biodégradabilité des produits oxydés (Van
Dievoet).
Méthodes d’évaluation
Diverses méthodes permettent de mesurer la biodégradabilité (tableau 2). Les plus
courantes sont les méthodes OCDE4 (Organisation De Coopération et de
Développement Economiques), CEC (Conseil Européen de Coordination), ISO
(Organisation Internationale de Normalisation) et des normes nationales telles que
l’AFNOR (l'Association française de normalisation et sa marque NF).
Une description plus détaillée des méthodes OCDE et des normes équivalentes est
présentée en annexe 1.
Le principe général est soit la mesure de la disparition de la substance, soit la mesure
de l’apparition du CO2 d’un extrait d’échantillon placé dans des conditions standard,
propices à la biodégradation (figure 4).
3
Température limite d'une huile minérale avant que la paraffine et/ou les autres corps ne se séparent. Cloud
point en anglais.
4
OECD en anglais
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
9 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Figure 4 : Évaluation de la biodégradabilité (Van Dievoet)
Principe des mesures
Disparition de la substance.
Modification de structure
- perte de propriétés;
- disparition du composé et apparition de sous-produits.
Evolution de la demande biochimique en O2 (DBO)
Consommation d’O2
(CxHyOz) + O2
Inoculum
CO2 + métabolites + biomasse + H2O
(micro organismes)
Production de CO2
Évolution d’une composition gazeuse « autour » du
phénomène de biodégradation.
Perte en carbone organique dissous (COD)
La biodégradabilité ultime est évaluée par le test OECD 301 réalisé dans des
conditions normalisées strictes et limitées dans le temps (28 jours). Le produit testé est
considéré comme facilement biodégradable dans ces conditions si il dépasse 60%
(versions B5, C, D, F) ou 70 % (versions A, E).
La biodégradation primaire est souvent évaluée selon la méthode CEC L 33-A-93, l’une
des plus utilisée dans le secteur des lubrifiants. Strictement parlant, elle n’est toutefois
applicable qu’aux huiles moteur deux-temps, pour lesquelles elle avait été établie à
l’origine. Bien que d’autres méthodes aient été mises au point depuis pour les autres
types de lubrifiants, cette méthode est souvent privilégiée par les fournisseurs étant
donné qu’elle donne un résultat qui semble plus favorable (figure 5).
Une biodégradabilité supérieure à 70 % est suffisante (en 21 jours) pour que le
lubrifiant puisse être considéré comme biodégradable.
OECD 301B: appelé généralement “Sturm test modifié »
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
5
10 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Figure 5: Comparaison de résultats de biodégradabilité d’esters synthétiques avec deux méthodes différentes
(d’après Battersby, 2000)
100
90
80
70
60
%
50
40
30
20
10
én
o
l (I
én
o
lph
pr o
p
l ky
te r
s
d’A
OECD 301 B
Biodégradabilité ultime attendue
Es
Es
te r
s
d’A
lph
l ky
eth
ylo
l
Tr i
m
I)
l (I
an
e
)
(II )
(I)
pr o
pa
ne
rio
l
Tr i
m
eth
ylo
l
ryt
h
Pe
nta
e
ryt
h
rio
l
(II)
(I)
ic
(II )
Pe
nta
e
rbo
x yl
ica
aci
de
D
Es
te r
d'
Es
te r
d' a
cid
eD
ica
rbo
xyl
ic (
I)
0
CEC-L-33-A-93
La biodégradabilité inhérente (potentielle) est évaluée par le test OECD 302 réalisé
dans de meilleures conditions (exposition prolongée aux micro organismes; rapport
biomasse / substance plus favorable; sélection de l’inoculum). Si le produit est
biodégradable dans ces conditions, il ne faut toutefois pas préjuger de son
comportement dans l’environnement réel !
Les méthodes recommandées par Van Dievoet à l’heure actuelle pour la mesure de la
biodégradabilité des lubrifiants sont les suivantes :
ƒ ISO 9439
(Qualité de l'eau -- Évaluation de la biodégradabilité aérobie ultime en milieu aqueux des composés
organiques -- Essai de dégagement de dioxyde de
306 = EN 29439 = ASTM D 5864
CO2)
=
Essai Sturm modifié = OECD 301 B NF T 90-
(=Méthode d’évaluation normalisée pour la détermination de la
biodégradation aquatique aérobie des lubrifiants ou de leur composants)
ƒ ISO 7827 :
Qualité de l'eau -- Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie ultime des composés
organiques -- Méthode par analyse du carbone organique dissous (COD) =
OECD 301 F.
ƒ CEC L 33-A-93 : à réserver pour les moteurs 2 temps.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
11 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Tableau 2 : Tableau comparatif des différentes méthodes de mesure de la biodégradabilité
301A
ISO 7827
Diminution
COD
28
301B
ISO 9439
Production
CO2
28
301C
(pas ISO)
Consommat
ion O2
14
301D
ISO 10707
O2
Dissous
28
301E
ISO 7827
Diminution
COD
28
301F
ISO 7827
Consommat
ion O2
28
CEC L 33-A93 (2)*
Dosage HC
par IR
21
40
(C)
Benzoate Na
Aniline
Acétate Na
10-20
(C)
Benzoate
Na Aniline
Acétate Na
100
(S)
Benzoate
Na Aniline
Acétate Na
2-10
(S)
Benzoate
Na Aniline
Acétate Na
5-40
(C)
Benzoate
Na Aniline
Acétate Na
100
(S)
Benzoate
Na Aniline
Acétate Na
30
(S)
DITA
Contrôle
(jour J)
0/317/
14/28
Tous les 3
jours
En continu
0/5/15/
28
0/7/14/21/
27/28
En continu
0/(7)/21
Biodégradable si
Inoculum
≥ 70%
≥ 60%
≥ 60%
≥ 60%
≥ 70%
≥ 60%
≥ 70%
Pseudomon
as
fluorescens
Boues
activées
Boues de
plusieurs
stat. (min
10)
Mél. ou seul
Suspension
*
Aqu.
Terre
Boues
activées
T°
essai
(°C)
Agitation
22
Ambiante
25
20
Mél. ou seul
Effl.nt scd.
Suspension
aqu. t. Eau
surf.
20-25
OUI
OUI/NON
OUI
NON
Exposition
Obscurité
Obscurité
Obscurité
Obscurité
Méthode
analytique
Durée
essais (jrs)
Concentrati
on (mg/l)
Substance
de
référence
302A
ISO 9887
Diminution
COD
+sieurs
mois
20
(C)
Sulfonate 4
Ac.
Benzène
Aniline
Tous
les
jours
302B
ISO 9888
Diminution
COD DCO
28
302C (pas
ISO)
Consommat
ion O2
14-28
NF X 31222
Production
CO2
28
50-400
(C)
-
30
(S)
Benzoate
Na Aniline
Acétate Na
200-300
(C)
Glucose
En continu
Intervalles
réguliers
≥ 70%
3
h
intervalles
réguliers
≥ 70%
≥ 65%
≥ 60%
Boues
activées
filtrées
Boues
activées
Boues
activées
Boues de
+sieurs
stat. (min
10)
Biomasse
du sol
20-25
-
20-25
25
20-24
OUI
Ambiante
Constante
OUI
OUI
Aération
OUI
OUI
NON
Obscurité
-
Obscurité
-
Obscurité
Obscurité
obscurité
C : carbone / S : substance soumise à l’essai.
Mélange de micro organismes aérobies / (2) inoculum haute densité
*La méthode CEC L 33 A 93 est réservée à l’essai des huiles moteurs 2 temps.
Dans le cas de substance peu solubles dans l’eau, appliquer ISO 10634
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
12 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Ecotoxicité
Définitions
La toxicité est le résultat de l'action plus ou moins néfaste pour un organisme vivant
que peuvent exercer des substances chimiques entrant en contact avec celui – ci
(Forum Actualité Sites pollués).
On dit qu'une substance est toxique lorsque, après pénétration dans l'organisme, par
quelque voie que ce soit - à une dose appropriée, en une fois ou en plusieurs fois très
rapprochées, ou par petites doses longtemps répétées - elle provoque, dans l'immédiat
ou après une phase de latence plus ou moins prolongée, de façon passagère ou
durable, des troubles d'une ou plusieurs fonctions de l'organisme pouvant aller jusqu'à
leur suppression complète et entraîner la mort : on parle alors de toxicité létale.
On distingue la toxicité aiguë (causant la mort ou des désordres physiologiques
importants immédiatement ou peu de temps après l'exposition), subaiguë (effets dus à
des doses plus faibles, se produisant à court terme, sur des organes cibles, parfois
réversibles), ou chroniques (causant des effets irréversibles à long terme par une
absorption continue de petites doses de polluants ou des effets cumulatifs).
L’écotoxicité est le caractère toxique d'une substance considérée du point de vue de
son action sur l'équilibre du milieu. Les effets toxiques d’une substance vis-à-vis de
l’environnement sont mesurés au laboratoire par toute une série de tests.
Méthodes d’évaluation
L’évaluation de la toxicité potentielle d’une substance sur le milieu consiste à en
mesurer les effets sur une population d’organismes tels que bactéries, algues, daphnies
ou poissons en conditions standardisées au laboratoire.
On détermine ainsi la dose létale (DL 50) ou la concentration létale (CL 50) : dose ou
concentration supposée provoquer la mort de 50 % de la population.
La
concentration de produit qui est supposée affecter 50 % de la population est appelée
CE 50.
Ces valeurs permettent de définir le niveau de toxicité des substances (tableau 3).
Tableau 3 : définition des seuils de toxicité
Hautement toxique
Modérément toxique
Légèrement toxique
Pratiquement non toxique
inoffensif
CE 50 en mg/l
<1
<10
< 100
< 1000
> 1000
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
13 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
La toxicité aquatique, du sol et envers les bactéries s’évalue selon plusieurs méthodes :
OECD, ISO, EN (European norms) et AFNOR (NF), reprises dans le tableau 4. Ces méthodes
sont succinctement décrites dans le tableau 5.
Tableau 4 : Essais d’écotoxicité et références normatives
TEST
Toxicité aquatique (aigüe)
Algues (Selenastrum capricornutum)
Daphnies (Daphnia magna ou pulex)
Poissons (Brachydanio rerio)
Toxicité dans le sol
Vers de terre (Esenia fetida)
Plantes terrestres (inhibition de croissance)
Toxicité sur bactéries
Pseudomonas putida (inhibition de croissance)
OECD
ISO
EN
NF
201
202
203
8692
6341
7346-1
28692
6341
7346-1
T-90-304
T-90-301
T90-303-1
207
208
11268-1
11269-2
X31-251
X31-201
10712
T-90-342
Tableau 5 : Détermination de la toxicité sur divers organismes
Norme
Organisme
Principe de l’essai
Durée
ISO 8692
OECD 201
Algues
- Selenastrum
capricornutum
- Scedesmus
subspicatus
ISO 6341
OECD 202
Daphnies
- Daphnia
magna
ISO 7346-1
OECD 203
Poissons
- Brachidanio
rerio
Conditions d’essai
Exposition
T°
23
+/-2°C
Validité
Nombre
organismes
par conc
Concentration
initiale 104
cellules/ml.
Détermination de la
concentration qui provoque une
diminution de 50% du taux de
croissance par rapport aux
cultures témoins réalisées dans
des conditions identiques.
Mesure de la concentration
cellulaire (compte-particule ou
microscope à chambre de
comptage, spectromètre,
turbidimètre, …)
Détermination de la
concentration qui provoque en
24 heures et en 48 heures 50%
d’immobilisation des daphnies
mises en expérimentation.
72 heures.
Concentration
cellulaire
mesurée toutes
les 24 h
Lumière blanche
continue (6000
–
10 000 lux)
48 heures.
Mortalité après
24 h.
Cycle jour/nuit
de 16 h/8h
Obscurité
20 +/- 2°C
20
Détermination des
concentrations auxquelles une
substance est létale pour 50%
d’une population d’essai de
Brachidanio rerio après 24, 48,
72 et 96 heures.
96 heures
Photopériode
quotidienne de
12 à 16 heures.
23 +/- 1°C
10
Concentration
cellulaire x 16 en
72 H
Variation pH: max
1,5.
min 2 mg O2/l
max 10%
immobilisation du
témoin
CE50i – 24 h du
K2 Cr2 O7 compris
entre 0,6 mg/l et
1,7 mg/l.
Concentration en
O2 dissous doit
être min égale à
60% de la valeur
de saturation dans
l’air.
Max 10% de
mortalité et/ou
comportement
anormal du témoin
Résultat
CE50
(0 à 72 h)
CE50-48h
CL50-96h
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
14 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Toxicité
La toxicité directe des lubrifiants pour l’homme provient de la présence éventuelle
d’hydrocarbures polycycliques aromatiques dont certains sont reconnus cancérogènes
et de certains additifs. Ils peuvent également avoir un effet dégraissant sur la peau,
tandis que les brouillards d’huile sont susceptibles de provoquer des affections
respiratoires (DENIS et al.).
Evaluation de la toxicité
L'évaluation du potentiel toxique des produits pour l'homme prend en compte les
données fournies par différents types d'études épidémiologiques chez l'animal (in vivo)
ou d’autres études toxicologiques in vitro (tableau 6 ).
Les substances sont ainsi regroupées par tableaux selon le risque et la catégorie à
laquelle elles appartiennent : substances carcérogènes, mutagènes ou toxiques pour la
reproduction (substances figurent à l'annexe I de la directive 67/548/CEE modifiée).
Tableau 6 : essais de toxicité humaine.
Norme
Organisme
Principe de l’essai
Dose
mg/kg
14 jours
Conditions d’essai
Exposition
T°
Nbre organismes
par conc
12 heures de
22 +/- 3°C 10 rats
clarté et 12
(5 femelles et 5 mâles)
heures
d’obscurité
Lapins Ex vivo (alt
in vitro selon
OECD 431)
Lapins Ex vivo (alt
in vitro)
0,5 ml/mg
14 jrs
Idem
20 +/- 3°C
5 lapins
cotation
visuelle
0,1 ml/mg
24 hrs
Idem
20 +/- 3°C
5 lapins albinos
cotation
visuelle
lapins, cobayes Ex
vivo
mg/kg
29 jrs
Idem
20 +/- 3°C
20 rats minimum
cotation
visuelle
Durée
OECD 401
Toxicité
orale aiguë
Rats (Ex vivo)
OECD 404
Irritation de
la peau
OECD 405
Irritation des
yeux
OECD 406
Sensibilisati
on
Administration par voie orale d’une ou de
plusieurs doses d’une substance au
cours d’une période de 24 heures.
Observation des effets et détermination
de la DL50.
Résultat
DL50
Alt : alternative
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
15 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Métaux lourds
Les métaux lourds sont dangereux pour l’environnement car ils ne sont pas
dégradables, de plus ils sont enrichis au cours de processus minéraux et biologiques, et
finiront par s’accumuler dans la nature. Les métaux lourds peuvent également être
absorbés directement par le biais de la chaîne alimentaire entraînant alors des effets
chroniques ou aigus.
Parmi ces métaux lourds, le Plomb est connu pour entraver la synthèse de
l’hémoglobine et modifier la composition du sang. Il agit également sur le système
nerveux central. Son intoxication chronique constitue le saturnisme.
La teneur en métaux lourds dans des lubrifiants non usagés et dans les mélanges
(« packages ») d’additifs est déterminée par ICP (torche à plasma) selon la méthode
ASTM 4951. Cette méthode de test couvre la détermination quantitative du Baryum,
Bore, Calcium, Cuivre, Magnésium, Phosphore, Soufre, et Zinc.
Législation
Fiches de données de sécurité
Les Directives 67/548/EEC et 99/45/EC obligent les producteurs de produits chimiques
dangereux à fournir des informations détaillées sur la santé, la sécurité et
l’environnement et des conseils liés à leurs produits, sous forme de « Fiches de
données médicales et de sécurité »6.
La DG Entreprise est responsable de la Directive 91/155/EEC, et de ses amendements
93/112/EEC et 2001/58/EC, en établissant les exigences pour la fourniture des
informations qui doivent apparaître dans la fiche.
L’objectif principal de ces fiches est de permettre aux employeurs de déterminer si des
produits dangereux sont présents sur les lieux du travail et d’évaluer les risques pour la
santé et la sécurité de ses employés et pour l’environnement. La Directive 98/24/EC (qui
est sous la responsabilité de la DG Emploi) détaille les responsabilités de l’employeur.
Chaque fiche doit comporter seize rubriques obligatoires:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Identification du produit chimique et de la personne physique ou morale responsable de sa mise sur
le marché
Information sur les composants
Identification des dangers
Description des premiers secours à porter en cas d'urgence
Mesures de lutte contre l'incendie - prévention des explosions et des incendies
Mesures à prendre en cas de dispersion accidentelle
Précautions de stockage, d'emploi et de manipulation
Procédures de contrôle de l'exposition des travailleurs et caractéristiques des expositions de
protection individuelle
Propriétés physico-chimiques
FDS, Chemical Safety Card, Medical & Safety Data Sheet, MSDS
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
6
16 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Stabilité du produit et réactivité
Informations toxicologiques
Informations écotoxicologiques
Information sur les possibilités d'élimination des déchets
Informations relatives au transport
Informations réglementaires
Autres informations
Etiquetage
Sur base des propriétés écotoxicologiques d’une substance active ou de la formulation
elle-même (propriété connue ou information fournie), un certain nombre de phrases
de risque doivent être mentionnées sur l’étiquetage afin de donner une indication sur
le danger pour l’environnement. A l’heure actuelle, seules des normes ont été établies
en matière de phrase de risque pour les organismes aquatiques.
Des essais corrélatifs à la toxicité humaine sont requis par la CEE dans le cadre de la
directive 99/45/EC « Étiquetage des préparations dangereuses ».
Les critères en
application sont repris dans le tableau 7.
Les substances cancérogènes, mutagènes et toxiques pour la reproduction doivent
être étiquetées conformément à la directive européenne. Les préparations contenant
ces substances doivent également être étiquetées si la teneur de ces substances est
égale ou supérieure aux limites de concentration fixées dans la réglementation.
Considéré comme toxique
Sigle T (tête de mort)
Toxicité aiguë par voie orale
(OECD 401) sur rats
25 < DL50 ≤ 200 mg/kg.
Toxicité par voie cutanée
(OECD 404) sur rats ou lapins
50 < DL50 ≤ 400 mg/kg.
Toxicité par inhalation
(OECD 403) aérosols rats
gaz, vapeurs rats
0,25 < CL50 ≤ 1 mg/l/4 h.
0,50 < CL50 ≤ 2 mg/l/4 h.
Considéré comme nocif
Sigle Xn (croix St André).
Toxicité aiguë par voie orale
Toxicité par voie cutanée
Toxicité par inhalation
Considéré comme irritant
-
(OECD 401) sur rats
(OECD 404) sur rats ou lapins
(OECD 403) aérosols rats
gaz, vapeurs rats
200 < DL50 ≤ 2000 mg/kg
400 < DL50 ≤ 2000 mg/kg
1 < CL50 ≤ 5 mg/l/4h
2 < CL50 ≤ 20 mg/l/4h
Sigle XI (croix St André).
Provoque une inflammation importante de la peau (OECD 404 ou 431)
Provoque des lésions oculaires importantes (OECD 405)
Avec les phrases R38 – R36 – R41 et R37.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
17 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Tableau 7 : seuils à considérer pour établir l’écotoxicité et l’étiquetage à prévoir (selon un document ND1961
de l’INRS France).
Phrases
de
risque*
Critères de classification
Symbole et
indication
de danger
Substances classées dangereuses pour l’environnement aquatique
CL 50 (poissons, 96h) ≤ 1 mg/l ou
CE 50 (daphnies, 48h) ≤ 1 mg/l ou
CL 50 (algues, 72h) ≤ 1 mg/l
et
la substance ne se dégrade pas facilement (cf. § 5.2.1.3.)
ou log POE ≥ 3 (sauf si BCF expérimental ≤ 100).
CL 50 (poissons, 96h) ≤ 1 mg/l ou
CE 50 (daphnies, 48h) ≤ 1 mg/l ou
CL 50 (algues, 72h) ≤ 1 mg/l
CL 50 (poissons, 96h) 1 < CL50 ≤ 10 mg/l ou
CE 50 (daphnies, 48h) 1 < CE50 ≤ 10 mg/l ou
CL 50 (algues, 72h) 1 < CL50 ≤ 10 mg/l
et
la substance ne se dégrade pas facilement (cf. § 5.2.1.3.)
ou log POE ≥ 3 (sauf si BCF expérimental ≤ 100).
CL 50 (poissons, 96h) 10 < CL50 ≤ 100 mg/l ou
CE 50 (daphnies, 48h) 10 < CE50 ≤ 100 mg/l ou
CL 50 (algues, 72h) 10 < CL50 ≤ 10 mg/l
et non facilement dégradables (ce critère s’applique sauf s’il
complémentaires)
Substances n’entrant pas dans les critères ci-dessus, mais pouvant
R50
R53
R50
R51
R53
N
Dangereux
pour
l’environnement
R52
R53
existe
des
études
- présenter, du fait de leur toxicité, un danger pour le milieu aquatique ;
- présenter, du fait de leur persistance, leur potentiel d’accumulation, leur devenir ou le
comportement, un danger à long terme et/ou différé pour le milieu aquatique (ce critère
s’applique sauf s’il existe des études complémentaires)
Substances classées dangereuses pour l’environnement non aquatique :
Substances qui, sur la base d’éléments disponibles concernant leur toxicité, persistance,
potentiel d’accumulation, devenir et leur comportement prévus ou observés dans
l’environnement pourraient présenter un danger immédiat ou à long terme ou différé pour la
structure et/ou le fonctionnement d’écosystèmes naturels autres que l’écosystème aquatique
(critères détaillés non encore définis).
Pas de symbole
ni d’indication
de danger
R52
R53
R54
R55
R56
R57
R58
Substances qui, sur la base d’éléments disponibles concernant leurs propriétés ainsi que leur
devenir et leur comportement prévus ou observés, pourraient présenter un danger pour la
structure et/ou le fonctionnement de la couche d’ozone stratosphérique : substances reprises
à l’annexe I du règlement CEE n° 594/91 :
- groupes I, II, III et V
- groupe VI
R59
N
Dangereux
pour
l’environnement
R59
Pas de symbole
ni d’indication
de danger
*Phrases de risque :
R50 Très toxique pour les organismes aquatiques
R51 Très toxique pour les organismes aquatiques
R52 Nocif pour les organismes aquatiques
R53 peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique
R54 Toxique pour la flore
R55 Toxique pour la faune
R56 Toxique pour les organismes du sol
R57 Toxique pour les abeilles
R58 Peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement
R59 Dangereux pour la couche d’ozone
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
18 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Les huiles de base dérivées du pétrole
Composition des huiles de base dérivées du pétrole
Le pétrole brut, selon son lieu d’origine, est composé pour 50-98% d’hydrocarbures, en
particulier des alkanes (paraffines) substances relativement
peu toxiques, des
cycloalkanes résistant à la bio décomposition, des composés aromatiques dont
certains peuvent être biodégradés sélectivement par certains micro-organismes ainsi
que d’autres composés (sulfureux, azoteux, de nickel, etc.).
La distillation du pétrole brut produit une gamme de distillats sous vide. Une
extraction par solvant ou l’hydroraffinage sont ensuite utilisés pour augmenter l’index
de viscosité, améliorer la couleur et convertir les structures chimiques indésirables
(hydrocarbures insaturés et aromatiques) en espèces chimiques moins réactives. Pour
terminer, une opération de dégommage par solvant permet d’enlever les cires
présentes (CONCAWE, 1997).
Les huiles de bases lubrifiantes provenant du pétrole sont composées essentiellement
d’hydrocarbures complexes, et contiennent aussi des composés sulfurés et azotés et
des traces de métaux. Elles sont de type paraffinique ou naphténique selon le type
dominant d’hydrocarbure présent. Les huiles de base pour lubrifiants sont définies
comme « light » ou « heavy » selon leur viscosité cinématique à 40°C. Celles qui ont
une viscosité supérieure à 19 mm²/s à 40°C sont définies comme lourdes.
Selon la classification EINECS, les huiles de base lubrifiantes se classent selon le risque
carcinogène en :
- les huiles non raffinées et peu raffinées : considérées comme carcinogènes
- les huiles hautement raffinées : considérées comme non carcinogènes
- les autres huiles lubrifiantes : risque carcinogène lié au degré de raffinage.
Les huiles de base minérales communément utilisées pour la formulation de lubrifiants
sont de type naphténique, paraffinique ou paraffinique hydrotraitées, des
polyalphaolefines (PAO), des poly iso butènes, ou des esters « full synthétiques ». Plus
les huiles sont raffinées (et hydrotraitées), moins elles sont nocives et plus elles se
dégradent rapidement (figure 6).
Une standardisation des huiles de base (ASTM D 6074)7 indique des niveaux à ne pas
dépasser pour ce qui concerne les propriétés chimiques, toxicologiques, physiques, et
la composition des lubrifiants (tableau 8). Ce guide s’applique aux huiles de base
composées d’hydrocarbures destinées à entrer dans la composition de produits tels
que les lubrifiants moteurs et industriels, qui ont typiquement une viscosité de 2 à 40
mm2/s (cSt) at 100°C. Il ne s’applique donc pas aux lubrifiants formulés mais s’applique
aux hydrocarbures dérivant de divers procédés incluant le reraffinage, les huiles usées
et l’huile brute raffinée.
7
D6074-99 Standard Guide for Characterizing Hydrocarbon Lubricant Base Oils.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
19 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Tableau 8 : éléments repris dans la norme ASTM D 6074
Propriétés
Méthode de test
Résultat typique
Unité
D 974 – D 664
D 4739 – D 2896
D 4929
D 5185 – D 4951 –
D 4927 – D 4628
D 4291
D 4059
≤ 01.
≤0.3
≤50
Chaque élément ≤ 25
mg KOH/g
mg KOH/g
mg/kg
mg/kg
≤5
≤2
mg/kg
mg/kg
mg/kg
<3
% m/m
indice d’acide
Indice de base
Chlore total
Analyse élémentaire
Mg Na Ba Cu B Pb Mn Ni Si Al As Cd Ca Fe P Zn Cr Sn
Glycol
Teneur en PCB
Composés halogénés volatiles totaux
Index de mutagenèse
DMSO extractibles (PNA)
E 1687
IP 346
Risques présentés par des huiles de base dérivées du pétrole
Les risques que
principalement de :
présentent
les
lubrifiants
d’origine
minérale
dépendent
ƒ la teneur en hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) de l’huile de base;
ƒ la teneur et du type d’additifs utilisés, dont certains peuvent être peu dégradables
ou allergisants (DENIS & al.) et qui influencent les propriétés de biodégradation et de
toxicité du produit final ;
ƒ la viscosité et de la volatilité (plus la viscosité est faible, plus l’huile tend à
l’évaporation) ;
ƒ des éventuels composés qui apparaissent dans l’huile en service (métaux d’usure).
Selon JANSSON, les effets dommageables des huiles minérales sont causés par leur
solubilité dans les graisses et leur lente biodégradation. Le niveau de biodégradabilité
atteint est important, car la biodégradation n’est pas nécessairement totale. Des
composés peuvent alors s’accumuler.
Certains microorganismes peuvent produire
des biosurfactants ou des bioémulsifiants qui, si ils ne jouent pas un rôle direct dans la
biodégradabilité, influencent la mobilité des composés (DENIS et al, 1997.).
Les huiles provenant du re-raffinage par une technologie appropriée auraient les
mêmes caractéristiques que les huiles de premier raffinage (Van Dievoet, 1998).
ETAPE
COMMENTAIRE
R-CH2-CH2-CH3
Chaîne hydrocarbonée
1
Oxydation de la longue
Chaîne hydrocarbonée en acide
O2
O
R-CH2-CH2-C- OH
2
β oxydation
Sous action enzymatique des micro organismes et de l’oxygène, la
chaîne hydrocarbonée est dégradée pas à pas en acide acétique
O2 cycle de dégradation
d’un acide gras
O
CH3-C-OH
3
Cycle de dégradation de
l’acide citrique
Dégradation de l’acide acétique en CO2 et H2O.
CO2 + H2O
Figure 6: Mécanisme de la biodégradation aérobie des hydrocarbures (BfB Oil Research)
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
20 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)
La teneur en hydrocarbures aromatiques polycycliques dépend en général de l’origine
du pétrole brut et des traitement qu’il a subi (méthode et degré atteint): raffinages,
distillation, hydrotraitements, etc. De bonnes corrélations ont été trouvées entre le
risque carcinogène dans des tests sur animaux et la teneur en extrait DMSO8 mesuré
selon la méthode IP346.
Les huiles peu raffinées peuvent contenir des quantités considérables de différents
composés aromatiques polycycliques, mais la plupart des huiles de base actuellement
utilisées pour la formulation de lubrifiants sont pauvres en HAP.
En effet, selon une directive européenne (« adaptation au progrès technique des
substances dangereuses9 »), la classification comme cancérogène ne doit pas
s'appliquer s'il peut être établi que la substance contient moins de 3 % d'extrait de
diméthylsulfoxyde (DMSO), mesuré selon la méthode IP 346.
Des HAP peuvent apparaître dans des huiles moteur lors de l’usage (DENIS & al., 1997).
Dès lors, un risque plus élevé est à considérer lors d’utilisation, non autorisée, d’huiles
de vidange. En effet, dans le cadre d’essais d’huiles moteur, les résultats montrent
que la toxicité augmente fortement dans le cas de lubrifiants à base minérale : la
teneur en composés aromatiques polycycliques dépasse le seuil des 3% (dans l’essai IP
346 après oxydation de certains composants) (Concawe, 1997).
Additifs
Les additifs améliorent les propriétés physiques et les performances du produit final,
mais ils peuvent influencer le taux de biodégradabilité de façon significative et
contenir des substances toxiques telles que les additifs phosphorés (dithiophosphate
de Zn), chlorés (PCB), des dérivés phénoliques et des amines secondaires (Van Dievoet).
Les additifs détergents / dispersants auraient également un effet défavorable; ceux-ci
pouvant affecter le mouvement des microorganismes ainsi que le transport des
éléments nutritifs et des enzymes. Toutefois les additifs contenant de l’azote et du
phosphore peuvent être bénéfiques si le milieu nutritionnel manque de ces éléments
pour obtenir un bon niveau de croissance microbienne.
Certains additifs sont très toxiques pour l’environnement selon les fiches de sécurité
des producteurs d’additifs (Lubrizol, Infineum, Oronite, Ethyl, …). Un certain nombre a
déjà fait l’objet d’un retrait du marché comme par exemple ceux composés à base de
baryum, plomb, chlore, … (Van Dievoet).
8
Une partie de l’échantillon à analyser est pesée et diluée avec du Cyclohexane et extrait deux fois avec du Diméthyl Sulfoxyde (DMSO) à une température de 23 +/2°C. Les extraits sont réunis, dilués dans une solution aqueuse salée, et extraits à nouveau deux fois avec du Cyclohexane. Après avoir lavé et séché les extraits de
Cyclohexane, le solvant DMSO est retiré. L’extrait est ensuite pesé. Le domaine d’application de la méthode va de 1 à 15 %. Cette méthode n’est pas significative pour
des lubrifiants additivés.
9
Directive 2001/59/CE de la Commission du 6 août 2001 portant vingt-huitième adaptation au progrès technique de la directive 67/548/CEE du Conseil concernant le
rapprochement des dispositions législatives, réglementaires et administratives relatives à la classification, l'emballage et l'étiquetage des substances dangereuses.
Annexe 1A note L.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
21 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
La dose à laquelle une substance est présente intervient évidemment dans l’impact
qu’elle aura dans le milieu.
Viscosité
Une viscosité faible (une huile très fluide) augmente la mobilité dans les sols et la
dispersion dans les milieux aquatiques.
Volatilité
Le point éclair est la température minimale à laquelle il faut porter l’huile pour que les
vapeurs émises s’enflamment spontanément en présence d’une flamme dans des
conditions normalisées.
A viscosité égale, une huile végétale a un point éclair (température d’inflammabilité)
supérieur à une huile minérale; ce qui réduit le risque d’incendie. Le point éclair des
huiles lubrifiantes est généralement compris entre 80 et 280 °C (DENIS & BRIANT).
La température d’auto ignition (point d’auto inflammation) est également supérieure
de l’ordre de 50°C pour les huiles minérales par rapport aux huiles végétales (Van
Dievoet).
Tableau 9 : Quelques paramètres relatifs en lien avec la sécurité de lubrifiants
Huile minérale (lubrifiants)
Huiles distillées *
Huiles résiduelles *
Huiles banches minérales *
Ester d’huile de colza
Huile de ricin
Huile d’olive
Huile de colza
Huile de tournesol
* : d’après CONCAWE 1997
Volatilité
% distillé à
371°C
ASTM D 2887
Point éclair
COC
Point d’auto
inflammation
Viscosité
cinématique
à 40°C
ASTM D445
ASTM D 92 ou 93
%
5-16
Point de
figeage
ASTM D97
°C
°C
mm²/s
°C
80-280
145-232
285
217
188
150 -320
8.4 - 145
1300
27.3
-9 à -60
-6
-15
326
406
285
316
Métaux lourds
Une huile minérale vierge contient très peu de métaux. Dans un lubrifiant en service,
les métaux proviennent (Van Dievoet, 2003):
ƒ des additifs : calcium et magnésium (entrant dans la composition d’additifs
détergents), phosphore (un additif anti-usure couramment utilisé est à base de
dithiophosphate de Zn), Bore (additif dispersant) ;
ƒ de l’usure mécanique des pièces en contact avec le lubrifiant: fer, cuivre, chrome,
nickel, étain, plomb, argent, antimoine, cobalt, aluminium, magnésium ;
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
22 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
ƒ de contaminations externes : silice (sable), sodium et potassium (antigel).
Les métaux dits « lourds »10 proviennent donc essentiellement de l’usure, c’est-à-dire
qu’ils peuvent se trouver dans une huile usagée (huile de vidange).
Selon la norme ASTM D 6074 citée plus haut, l’analyse élémentaire d’une huile de base
lubrifiante ne devrait pas montrer de niveaux supérieurs à 25 ppm 11 pour chaque
élément.
Une étude menée par ValBiom sur différentes huiles de chaîne de tronçonneuses du
commerce montre des teneurs largement inférieures sur toutes les huiles analysées
(minérales et dites « biodégradables »). L’huile de vidange analysée comme témoin
montre 15 ppm d’Aluminium.
Biodégradabilité des huiles de base dérivées du pétrole
Les huiles lubrifiantes flottent sur l’eau et se répandent en fonction de leur viscosité.
La solubilité dans l’eau est très faible. La dispersion causée par le mouvement de l’eau
et l’adsorption sur les sédiments concourent à la réduction de la tache d’huile. Dans le
sol, les huiles ont une faible mobilité et l’adsorption est le phénomène
physicochimique prédominant.
Les différentes études menées sur la biodégradabilité des huiles lubrifiantes montrent
que
ƒ la mesure de la biodégradabilité ultime donne des résultats plus bas que les
méthodes de biodégradabilité totale (figure 7), mais que le classement des types
d’huiles reste sensiblement le même quelque soit la méthode.
ƒ à viscosité égale, les huiles paraffiniques ont une meilleure biodégradabilité que les
huiles naphténiques.
ƒ plus la viscosité est élevée, plus la biodégradabilité est basse.
Quelque soit la méthode, la plupart des huiles de base lubrifiantes dérivées du pétrole
ne sont pas rapidement biodégradables dans les tests standards de 28 jours, mais ils
sont considérés comme ayant une « biodégradabilité inhérente ».
10 Il n’existe pas de définition stricte des « métaux lourds ». Selon le CITEPA (« Emissions dans l’air en France
– métropole – Métaux lourds », Mise à jour du 15 mai 2003), les métaux lourds correspondent à: Arsenic (As),
Cadmium (Cd), Chrome (Cr), Cuivre (Cu), Mercure (Hg), Nickel (Ni), Plomb (Pb), Sélénium (Se), Zinc (Zn).
11
Selon D5185-D4951-D4927-D4628
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
23 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
%
Comparaison de la biodégradabilité de diverses huiles de base
minérales lubrifiantes mesurée selon deux méthodes
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
79
75
72
71
64
63
53
57
51
OCDE 301B
49 50
46
45 47
45
CEC-L-33-A-93
28
26
23
17
18
14
12
7
9
21
32
31
24
23
22
13
8
3
5
5
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Echantillons de 1 à 10 : référence BP, de 11 à 15 référence Battersby et de 16 à 18, référence Novic et al. cités par CONCAWE 1997.
Figure 7 : Comparaison de la biodégradabilité de diverses huiles de base minérales lubrifiantes mesurée selon
deux méthodes.
N Battersby observe également que plus les esters de polyols sont ramifiés, plus la
biodégradabilité diminue (figure 8).
Figure 8: Effet de la ramification sur la biodégradabilité des Esters de Polyol (Battersby).
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
24 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Ecotoxicité des huiles de base dérivées du pétrole
Les mesures de toxicité aigue des huiles minérales de base mettent en œuvre les
« fractions accommodées à l’eau »12 ou encore des dispersions d’huile dans l’eau. Des
résultats cités par le CONCAWE (1997) indiquent que les toxicités aquatiques pour les
poissons, Daphnies, Ceriodaphnia et les algues sont supérieures à 1000 mg/l.
Le déversement de lubrifiants dans l’eau cause par ailleurs un film d’huile sur la surface
qui peut causer des effets directs sur la vie des organismes et interférer dans les
échanges avec l’atmosphère.
Les huiles lubrifiantes sont utilisées pures ou en tant qu’adjuvant à certains produits
phytosanitaires pour la protection des cultures. Les expériences ne montrent pas ou
peu de dommages lors de la pulvérisation des feuilles des plantes.
Toxicité des huiles de base dérivées du pétrole
Toxicité aigue des huiles de base dérivées du pétrole
Une étude du CONCAWE en 1997 présente un résumé de la littérature sur les données
sur la toxicité aigue des huiles de base lubrifiantes (tableau 10).
Tableau 10 : Résumé de plusieurs études sur la toxicité aigue d’huiles minérales lubrifiantes (d’après CONCAWE
1997).
LC50
Irritation de
Irritation
Irritation de
Type d’huile
DL50 Orale
DL50
g/kg
Dermique
Inhalation
la peau
des yeux
la peau
g/kg
mg/l
Distillats
>5
>5
>4
Aucune à
Aucune à
Non
paraffiniques
modérée
légère
Distillats
>5
>2
2.18
Légère à
Aucune à
Non
naphténiques
irritant
légère
Huile blanche
Légère
minérale
Toxicité chronique des huiles de base dérivées du pétrole
Ingestion
La toxicité chronique a été évaluée essentiellement pour des huiles de grade
alimentaire ou des huiles à usage médical (huile blanches minérales).
Une étude menée sur des rats à qui on a fait ingérer des huiles minérales blanches a
montré des effets sur le foie et les ganglions et une accumulation d’hydrocarbures
saturés dans les tissus (Baldwin et al. Et Smith et al. Cités par CONCAWE, 1997).
Water accommodated fractions, WAF
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
12
25 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Peau
Les études de toxicité chronique sur la peau montrent que la plupart des huiles testées
induisent une légère irritation de la peau.
La littérature cite cependant des altérations de la peau observées en particulier avec
les huiles de travail des métaux et en cas d’exposition des travailleurs à des huiles de
viscosité élevée, liées à une mauvaise hygiène corporelle. Des expositions répétées,
prolongées ou excessives peuvent ainsi conduire à une sécheresse de la peau, de
l’érythème, des dermatites, de l’acné huileux et des folliculites, pouvant évoluer dans
le cas d’huiles peu raffinées vers des cancers de la peau.
Brouillards
Des rats exposés à des aérosols d’huiles paraffiniques pendant plusieurs jours
développent des modifications alimentaires, des altérations du poids du corps et des
organes, des irritations de la peau et des signes cliniques de dépression à des doses de
500 et 1500 mg/m3 (Whitman cité par CONCAWE, 1997).
Une étude du CONCWAE a montré que l’accumulation d’huile dans les poumons de
travailleurs exposés a été observée après une exposition prolongée et répétée à des
niveaux élevés de brouillard (100 mg/m³). Comparé aux autres espèces, il semblerait
que les primates accumulent des quantités élevées d’huiles dans les poumons
augmentant le risque de développer une pneumonie infectieuse.
La plupart des huiles lubrifiantes sont relativement peu volatiles que pour présenter
un risque d’inhalation de vapeurs en conditions normales, mais l’exposition de
lubrifiants à des températures élevées peut causer des fumées responsables
d’irritations du système respiratoire.
La Suède impose une limite d’exposition à des brouillards d’huile de 8 heures à 3 mg/m³
avec une limite à court terme de 5 mg/m³.
Carcinogenèse
Les risques carcinogènes sont présents pour les huiles de base non ou peu raffinées.
Les noyaux aromatiques polycycliques à 4 à 6 anneaux sont généralement responsables
de cette activité carcinogène. Cependant, les techniques modernes de raffinage qui
réduisent la teneur en HAP des huiles de base permettent de réduire fortement le
risque (CONCAWE 1997).
Les cancers de la peau, en particulier du scrotum, ont été observés principalement sur
des personnes exposées à des huiles peu raffinées, notamment dans le secteur de la
métallurgie. Le CONCAWE atténue les résultats de ces observations, en soulignant
qu’actuellement les produits utilisés ont évolué et présentent moins ou pas de risques.
Les risques n’apparaissent que si une concentration de 5 mg/m² est largement
dépassée.
Mutagenèse
Les huiles non raffinées se sont avérées mutagènes dans des essais, en lien avec leur
teneur en HAP, tandis que les huiles hautement raffinées n’ont pas montré de risque
(CONCWAE, 1997).
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
26 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Fiches de données de sécurité
A titre d’exemple, on montre dans le tableau 11 des indications reprises dans la FDS
d’un lubrifiant. On y remarque notamment :
ƒ L’allusion à un risque peu/pas probable de toxicité en conditions normales
d’utilisation,
ƒ l’absence de données expérimentales sur le produit fini,
ƒ la référence à la biodégradabilité « intrinsèque » de la fraction "huile
minérale" du produit neuf
ƒ et la reconnaissance que certains composants peuvent être non
biodégradables.
Tableau 11 : Exemple de descriptions contenues dans la fiche de données médicales et de sécurité d’une huile
moteur.
11. Informations toxicologiques
12. Informations écologiques
TOXICITE AIGUE/EFFETS LOCAUX:
- ingestion : dommage peu probable en cas d'ingestion de faibles quantités; en cas de
grande quantité ingérée : maux d'estomac, diarrhée, ...
MOBILITE :
- air : il y a peu de pertes par évaporation
- sol : Compte tenu de ses caractéristiques
physico-chimiques, le produit est, en général,
peu mobile dans le sol
- eau : Insoluble, le produit s'étale à la surface
de l'eau.
REGLEMENTATION
COMMUNAUTAIRE:
* Etiquetage CE :
- Symbole(s): néant
- Phrase(s) R: néant
- Phrase(s) S: néant
PERSISTANCE ET DÉGRADABILITÉ :
Absence de données expérimentales sur le
produit fini. Toutefois la fraction "huile minérale"
du produit neuf est intrinsèquement
biodégradable. Certains composants peuvent
être non biodégradables.
REGLEMENTATION NATIONALES:
TOXICITE AIGUE/EFFETS LOCAUX :
- inhalation : Risque improbable dans les conditions normales d'emploi. L'inhalation de
concentrations importantes de vapeurs, de fumées ou d'aérosols peut provoquer une
irritation des voies respiratoires supérieures
- contact avec la peau : Risque improbable dans les conditions normales d'emploi.
SENSIBILISATION: à notre connaissance, ce produit ne provoque pas de sensibilisation.
TOXICITE CHRONIQUE OU A LONG TERME:
- contact avec la peau : des lésions cutanées caractéristiques (boutons d'huile) peuvent
se développer à la suite d'expositions prolongées et répétées au contact de vêtements
souillés
- cancérogenèse : le produit n'est pas considéré comme cancérogène. Lors de
l'utilisation dans les moteurs, l'huile est contaminée par de faibles quantités de produits
de combustion. Les huiles moteurs usagées ont développé des cancers de la peau sur
des souris lors de leur application répétée ou continue. Le contact occasionnel de
l'huile moteur usagée avec la peau ne devrait pas provoquer d'effets graves sur
l'homme à condition de l'éliminer par un nettoyage efficace à l'eau et au savon.
ECOTOXICITÉ :
Le produit neuf n'est pas considéré comme
dangereux pour les plantes terrestres. Il est
considéré comme peu dangereux pour les
organismes aquatiques. Pas de données
connues pour le produit usagé.
15. Informations
réglementaires
FRANCE:
- code Sécurité Sociale:
Tableaux des maladies
professionnelles n° : 36, n°34
Art. L.461-6, Art. D.461-1,
annexe A, n° 601
- Code du travail : Art. R.24150, arrêté du 11.07.77.
Etiquetage
La toxicité des lubrifiants formulés à base d’huile minérale est variable
selon le type et le taux d’additivation ; néanmoins ils devraient au moins
être étiquetés R53 et certains R51/53 avec le symbole CEC de type N
« dangereux pour l‘environnement » - Phrase de sécurité SG1.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
27 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Les « biolubrifiants »
Définitions : les lubrifiants éco-compatibles ou biolubrifiants
Il existe plusieurs définitions du « biolubrifiant ». Afin de ne pas entrer dans un débat
d’école sur cette question, dans la suite de ce rapport nous entendons par
biolubrifiant toute substance lubrifiante étiquetée et présentée comme écocompatible ou plus respectueuse de l’environnement que les autres produits
équivalents de la gamme.
Il est généralement admis que pour qu’un lubrifiant soit considéré comme écocompatible, il fasse ses preuves au travers de divers tests (tableau 12).
Tableau 12 : Essais requis pour qu’un lubrifiant soit considéré comme « biolubrifiant » et coût indicatif des
analyses (ASTM D 6046 cité par Van Dievoet).
Essai
Biodégradabilité
Toxicité
Eco toxicité
Composition
primaire
ultime
irritation de la peau
irritation des yeux
toxicité par ingestion
toxicité par inhalation
toxicité par sensibilisation
sur algues
sur daphnies
sur poissons
sur bactéries
sur plantes
Absence de métaux lourds
Absence de chlore et dérivés chlorés
Méthode
Prix indicatif
en € par
analyse
CEC L 33-A-93
OECD 301 B ou OECD 301 F
OECD 404
OECD 405
OECD 401
OECD 403
OECD 406
OECD 201
OECD 202
OECD 203
OECD 209
OECD 208
Exemple : ASTM D 4951
Teneur en chlore Rayons X
TOTAL
780
1 020
1 000*
1 150
1 760
6 000*
2 070
680
660
700
?
1 050
30
100
10 000
Tarifs d’après BfB Oil Research sauf* sites Internet
Dans cette définition, la présence de matière première renouvelable (huile végétale)
n’est donc pas nécessairement reliée au caractère éco-compatible des lubrifiants,
même si c’est souvent le cas. En effet, des lubrifiants issus de la pétrochimie passent
également des tests de biodégradabilité et de toxicité.
Selon les labels, l’origine « renouvelable » dans la composition du lubrifiant sera exigée
ou non (voir ci-dessous).
Par ailleurs, si des huiles usées sont utilisées (quelque soit leur origine) dans la
formulation de lubrifiants, le risque est alors l’apparition de métaux lourds, de dérivés
chlorés, et des composés aromatiques polycycliques.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
28 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Biodégradabilité des huiles de base d’origine végétale
La biodégradabilité de l’huile de colza et de son ester méthylique, huiles de base
d’origine végétale couramment utilisée dans la formulation des lubrifiants, est très
rapide (annexe 3). Elle atteint 80 à 99 % après 28 jours.
La biodégradabilité de diverses huiles de base a été étudiée selon la méthode CEC-L33A93 par Randles (cité par DENIS & al., 1997) qui observe (figure 9):
-
-
le faible taux de biodégradabilité des huiles minérales, des huiles
blanches minérales (utilisées comme lubrifiant « de grade alimentaire »),
des PAO, des polyisobutènes et polyéthers
le taux élevé de biodégradabilité des huiles végétales et des esters
une grande variabilité de la biodégradabilité des trimellitates et des
phtalates.
Figure 9: Taux de biodégradation de divers lubrifiants de base selon la méthode CEC L 33-A-93 (Randles (cité
par DENIS & al, 1997)).
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
29 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
La biodégradabilité des lubrifiants formulés
Il n’y a pas de relation entre les biodégradabilités des composants d’un mélange et la
biodégradabilité de celui-ci ; les composants peuvent avoir un effet positif ou négatif,
il faut toujours tester le produit formulé tel qu’il sera utilisé (tableau 13). Dans la
plupart des cas, la biodégradabilité finale est plus faible que celle attendue par calcul.
Tableau 13 : Effet des additifs sur la biodégradabilité de quatre esters selon la méthode CEC L 33-A-93 (d’après
Randles cité par Denis et al.).
PRODUITS
%
Biodégradabilité des esters
%
Biodégradabilité de l’additif
%
Biodégradabilité des esters
+ 6-10% d’additif
Ester A
54%
16%
32%
Ester B
78%
59%
74%
Ester C
88%
59%
95%
Ester D
97%
16%
48%
L’analyse par BfB Oil Research de lubrifiants formulés disponibles dans le commerce
confirme le comportement moins dommageable pour le milieu des dérivés végétaux
par rapport aux huiles minérales (tableau 14). Le taux de biodégradabilité (selon la
méthode OECD) est amélioré de 2.25 à 8 fois pour les lubrifiants à base végétale.
N. Battersby a comparé la biodégradabilité de différents lubrifiants selon les deux
méthodes les plus couramment utilisées13 (figure Figure 10 :) Seuls les produits issus de
l’oléochimie (colonne de droite dans la figure 10) répondent aux critères de
biodégradabilité selon les deux méthodes (60 % pour OECD et 70 % pour CEC).
Tableau 14 : Exemples de mesures de la biodégradabilité sur différents lubrifiants commercialisés (BfB Oil
Research).
% Biodégradabilité selon :
Chaîne tronçonneuse minérale ISO 100
Chaîne tronçonneuse végétale ISO 100 (Colza)
Décoffrage béton – minérale
Décoffrage béton végétale (Colza)
Huile hydraulique ISO 46 minérale
Huile hydraulique ISO 46 végétale (Tournesol)
Huile moteur 2T minérale
Huile moteur 2T végétale (Tournesol)
Graisse NLGI2 minérale
Graisse NLGI2 végétale
Huile FDA classe 2 minérale blanche
Huile FDA classe 2 colza
CEC L 33-A-93
35
98
30
90
30
85
20
90
25
85
45
95
OECD 301 B
20
92
25
85
25
80
85
10
80
40
90
Le grade ISO 100 définit la viscosité en mm²/sec à 40°C.
13
L’étude a été réalisée avant 1993, date du changement d’appellation du test CEC L 33 T82 qui actuellement
est appelé CEC L 33-A-93
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
30 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Figure 10 : Comparaison entre la biodégradabilité primaire et la biodégradabilité ultime de divers types de
lubrifiants (Battersby .N, Shell Global Solutions).
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
31 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Toxicité des huiles de base d’origine végétale
L’huile minérale paraffinique présente une toxicité de 5 (Daphnies) et 0.4 (poissons)
g/litre, alors que les huiles végétales et leurs dérivés ne montrent pas d’effet à
10 g/litres. Les algues montrent le plus de sensibilité, mais là encore, les huiles
végétales et leurs dérivés présentent une toxicité nettement moindre (tableau 15).
Tableau 15 : Seuils de toxicité des lubrifiants en mg/l selon OECD (Van Dievoet, 2003)
Toxicité sur
poissons
Toxicité sur
daphnies
Toxicité sur
algues
Huile base colza
> 10 000
> 10 000
5 400
Huile base tournesol
> 10 000
> 10 000
4 800
Huile base TMP oléochimique
> 10 000
> 10 000
2 800
400
5 000
1 300
Huile minérale paraffinique
Toxicité des lubrifiants formulés
La comparaison de deux huiles hydrauliques, effectuées par BfB Oil Research (tableau
16) indique que, pour tous les paramètres étudiés (composés aromatiques
polycycliques, soufre, toxicité et biodégradabilité), le fluide à base végétale est de loin
moins dommageable.
Tableau 16: Comparaison d’une huile hydraulique à base minérale et d’une à base végétale (BfB Oil Research).
Teneur en PNA
Teneur en soufre
Toxicité orale OECD 401
(*) Toxicité sur daphnies OECD 202
(*) Toxicité sur algues OECD 201
(*) Toxicité sur poissons OECD 203
Biodégradabilité OECD 301 B
Huile ISO VG 46
minérale
Huile ISO VG 46
base végétale (colza)
>1<2
~ 1500 ppm
2000 mg/kg
~ 5000 mg/l
~ 100 mg/l
~ 500 mg/l
+/- 30%
Néant
Néant
> 5000 mg/kg
> 10 000 mg/l
> 1000 mg/l
> 10 000 mg/l
> 80%
(*) Sensibilisation selon ASTM D 6081 (WAF), c’est-à-dire fraction soluble dans l’eau.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
32 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Additifs
Certains additifs utilisés dans les lubrifiants semblent plus « éco-compatibles » que
d’autres (tableau 17 ).
Tableau 17 : Quelques additifs et leurs propriétés techniques et d’éco-compatibilité (d’après DE CARO P &,
GASET A., 1997.)
Fonction
Extrême pression
Anti-corrosion
Emulgateurs et
anti-corrosion
Viscosifiant
Anti-oxydants
Additifs éco-compatibles
Esters gras sulfurisés
- sulfonates (de Na, de Ca, d’amines, …) dans une
matrice dissolvant à base végétale
- esters succiniques
Amines et amides à chaînes longues
Additifs à toxicité reconnue et à
faible biodégradabilité
Composés chlorés
Sulfates de baryum
- Amines secondaires du type diethanolamines
(sujettes à former des nitrosamines)
- Composés du Bore
Xanthanes et autres polysaccharides
Tertio butyl phénols
Métaux
A priori, un lubrifiant formulé à partir d’huile de base neuve (qu’elle soit minérale ou
végétale) ne contient pas de métaux lourds. Ceux-ci apparaissent lors de l’usage du
lubrifiant dans lequel ils peuvent s’accumuler.
Un risque apparaît dès lors quand un lubrifiant fonctionne sous un régime d’usure
élevé et/ou lorsque de l’huile de vidange est réutilisée sans avoir subi une régénération
satisfaisante.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
33 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Évolution de la biodégradabilité et de la toxicité des biolubrifiants
lors de l’utilisation
Evolution de la biodégradabilité et de la toxicité
Etudes en Belgique
Des études menées par l’Université de Liège (CLOESEN) montre que les huiles
végétales présentent une bonne biodégradabilité, largement supérieure à celle
observée avec l’huile minérale de référence (tableau 18).
Tableau 18 : évolution de la biodégradabilité d’huiles dans l’eau et dans le sol (d’après CLOESEN, 1996).
Biodégradabilité dans l’eau (%)
CEC-L-33-T-82
CEC-L-33-T-82
21 jours
40 jours
Minérale
Tournesol
Colza
Tournesol usée*
Soja
Soja usée*
50.9
91.7
100
75
62
73.7
71.7
100
100
70.5
92.5
87.9
Biodégradabilité dans les sols (%)
Fraction
Fraction
résiduelle d’huile
résiduelle d’huile
après 40 jours
après 20 jours
100
94
30
5
39
13
24
9
* : Les huiles usées sont des huiles passée dans une machine « Triboxy ».
Etudes au Royaume Uni
L’effet sur le sol de l’utilisation de lubrifiants en agriculture a été étudié au champ
par Susan Haigh. Une gamme de lubrifiants synthétiques appliquée sur des parcelles se
dégradent plus vite et plus complètement que les lubrifiants minéraux, mais pas aussi
vite et bien que les huiles végétales.
La diminution de la teneur en huile est améliorée par l’ajout d’azote, et la disparition
est plus rapide pendant les mois chauds.
Avec un taux d’application de 5 litres par m2, toutes les huiles (minérales, synthétiques
et végétales) affectent la croissance du blé. Avec 1 litre par m2, l’huile végétale permet
une germination similaire à la parcelle témoin, mais les autres huiles affectent la
germination des plantes. Les effets résiduels sont significativement réduits la seconde
saison après l’application de l’huile.
Etudes en France
Une étude menée par le laboratoire de chimie agro-industrielle de Toulouse sur le
devenir d’huiles végétales dans le sol montre que l’oléate de méthyle est dégradé
en acides gras de plus courte chaîne (Ceccuti, 1998). La disparition de ces produits est
totale après 60 jours d’expérimentation. La biodégradation se déroule en majorité
dans les 70 premiers centimètres du sol.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
34 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Des essais effectués sur des fluides hydrauliques en forêt (tableau 19) indiquent que
la biodégradabilité de ces lubrifiants en service évolue dans le sens d’une diminution
au cours du temps, et ce, malgré les appoints en huile réalisés (DE CARO & NGUYEN,
2000).
Tableau 19 : Evolution de la biodégradabilité de fluides hydrauliques à base végétale (d’après DE CARO &
NGUYEN, 2000)
Biodégradabilité selon OCDE301 B
Taux de
%
renouvellement
du fluide
Fluide hydraulique neuf
Fluide hydraulique usagé
(750 à 1000 h)
(appoints) %
Ester de TMP
77.9
74.9
19
Ester oléochimique
96.7
79
37
Base colza + tournesol oléique
93.1
78.2
53
Base tournesol oléique
84.6
69.1
29
Pour évaluer l’effet anti-poussière d’huiles de colza sur des grains stockés, le CETIOM
a mesuré l’évolution de plusieurs paramètres sur des lots traités jusqu’à 800 ppm.
Teneurs en eau, cendres, protéines, faculté germinative n’évoluent pas durant six mois,
mais la faculté germinative tend à diminuer ensuite.
ƒ Après trois mois de stockage, augmentation du « flair » et de l’acidité grasse
ƒ Après 6 mois retour au niveau des témoins des critères
ƒ Après 12 mois, apparition d’une odeur rance.
Selon les auteurs, tout se passe comme si l’huile de colza pénétrait à l’intérieur du grain
et se comportait comme une source supplémentaire de lipides pour les lipases. Après
6 mois il pourrait y avoir une transformation secondaire des acides gras et après un an,
transformation des peroxydes en produits volatils caractéristiques de l’odeur rance.
Etudes en Finlande
Une équipe finlandaise a également étudié la biodégradabilité (par mesure de la DBO)
et les effets environnementaux sur les sols et les nappes aquifères, des huiles
utilisées en exploitation forestière. La biodégradabilité des huiles de colza est plus
rapide que celle des huiles traditionnelles minérales et celle des huiles usées est
toujours inférieure à celle des huiles neuves correspondantes.
Un dépôt d’huile de 20 litres par hectare n’affecte pas la croissance des plantations
forestières, mais le niveau accidentel de 32 tonnes par hectare a induit une mortalité
des plantes et clairement une réduction de croissance. Les effets de l’huile ont été
plus dommageables par le feuillage que par le sol. Les fluides hydrauliques sont par
ailleurs plus dommageables que les huiles de chaîne. Le dépôt de 5 ou 20 tonnes par
ha n’a pas affecté significativement les populations de nématodes et d’Enchytraidae
du sol forestier.
En Finlande, la proportion d’huile minérale hydraulique en travaux forestiers est de
80 % (données 96-97). De 3 à 5 % des opérateurs de machines montrent des
symptômes aux yeux ou des réactions allergiques dues aux huiles minérales, alors que
les huiles « bio » ne causent aucun symptôme (Institut Finlandais de Recherches
Forestières).
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
35 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Risque d’apparition de mycotoxines
Les produits oléagineux et en particulier ceux dérivés de la graine d'arachide peuvent
être contaminés par une mycotoxine, l'aflatoxine, sécrétée par des champignons du
genre Aspergillus (A. flavus et A. parasiticus). L’infestation a lieu pendant la culture.
Cette toxine, dangereuse pour l'homme et pour les animaux d'élevage, est éliminée de
l'huile au moment du raffinage en usine, mais peut se retrouver dans le tourteau (c’est
pourquoi le tourteau subit une détoxification chimique à l'ammoniaque qui garantit
son innocuité à condition de se prémunir contre les risques de re-contamination au
cours du transport et du stockage).
Dans le cas d'un pressage artisanal, l'huile non raffinée peut elle aussi être contaminée,
ce qui constitue un risque pour la santé dans les pays où la consommation de ce type
d'huile est forte (Bureau de Ressources Génétiques).
En dehors de ces applications alimentaires, le risque d’apparition de mycotoxines
dans l’huile végétale est peu documenté.
Huiles usées
Il n’existe actuellement pas en Belgique de filières de récupération spécifiques
d’huiles « bio », car le marché est trop limité pour qu’un tri sélectif soit rentable pour
les sociétés chargées de la collecte et de la régénération.
Localement, par exemple au niveau d’une société d’exploitation forestière, il pourrait
être intéressant d’étudier la faisabilité de la récupération de fluides hydrauliques
biodégradables en vue de la formulation d’une huile de chaîne « de récupération ». La
teneur en métaux de ces fluides est à priori faible, mais cela resterait à vérifier pour
chaque lot. L’avantage serait triple : d’une part, éviter le mélange de fluides minéraux
et de fluides biodégradables dans les circuits de collecte, trouver une solution
économique d’évacuation de ces fluides, et fabriquer localement une huile de chaîne.
Analyses de cycles de vie
(Ce chapitre est tiré du rapport du groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale »
édité en janvier 2003 par ValBiom.)
Pour évaluer l'impact d'un produit sur l'environnement, l'analyse du cycle de vie (LCA,
life cycle assessment) d'un produit s'impose de plus en plus comme une méthode
objective et complète. Le principe de ce type d'analyse est de répertorier les
différents stades de la vie d'un produit, de la production, y compris la production des
précurseurs du produit étudié, jusqu'à l'utilisation et l'élimination de celui-ci. Pour
chaque stade, les différentes catégories d'impacts sur l'environnement sont prises en
compte et quantifiées de manière à obtenir une valeur. Celle-ci servira à comparer les
produits.
Ce type d'étude a été réalisé pour divers produits (emballages, biocarburants,…). Les
analyses comparatives du cycle de vie des lubrifiants à bases végétale et minérale sont
plus récentes.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
36 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
L'étude réalisée dans le cadre du groupe de travail s'apparente plus à un inventaire des
impacts sur l'environnement de chaque filière (LCI, life cycle inventory) qu'à une
analyse de cycle de vie (LCA). Les impacts respectifs des filières de production des
lubrifiants à bases végétale et minérale n’ont donc pas été quantifiés dans le présent
rapport. Des conclusions peuvent cependant être tirées des points énumérés ci-dessus
et de la bibliographie consultée.
Référence Hollandaise (HOEFNAGELS, 1997)
HOEFNAGELS (1997) conclut que les impacts sur l'environnement de la production
d'huile à base végétale sont plus importants que pour l'huile minérale dans les
domaines suivants :
émission de gaz à effet de serre ;
émissions de composés acides;
émissions de composés eutrophisants (nitrates, phosphates,…);
émissions de matières toxiques pour l'homme, pour la faune et la
flore;
ƒ quantité de déchets produits.
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Pour les domaines suivants, les impacts sur l'environnement des huiles minérales sont
plus importants :
ƒ consommation de ressources non renouvelables;
ƒ consommation d'énergie (celle-ci est défavorable pour les huiles
minérales et les esters d'huile végétale mais nettement favorable
pour les huiles végétales);
ƒ pollution de l'air par des agents à effet "smog" (photo-oxydants,
ozone,…).
La phase d'utilisation est favorable pour les huiles biodégradables dont les impacts sur
l'environnement et la santé humaine sont généralement réduits par rapport à leurs
homologues d'origine minérale.
C'est d'autant plus le cas pour les lubrifiants
bénéficiant d'un éco-label puisque les additifs utilisés ont alors aussi un impact réduit
sur la santé et l'environnement.
Référence allemande (REINHARDT)
REINHARDT en Allemagne a comparé le LCA de lubrifiants basés sur l’huile de colza et les
lubrifiants conventionnels. Il conclut que les avantages des biolubrifiants se situent
au niveau de :
ƒ l’effet de serre
ƒ l’utilisation de ressources énergétiques (fossiles).
Mais il trouve des désavantages en ce qui concerne :
ƒ l’acidification
ƒ l’eutrophisation
ƒ la couche d’ozone.
Il souligne par ailleurs que l’utilisation des huiles végétales est plus avantageuse en
lubrification perdue qu’en cas d’utilisation finale énergétique.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
37 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Référence britannique (WHIGHTMAN, 1998)
Les études menées par l’équipe britannique de Madame WHIGHTMAN démontrent les
avantages de l’huile végétale sur l’huile minérale en ce qui concerne tous les impacts
environnementaux considérés :
ƒ l’effet de serre
ƒ le potentiel de création de précurseurs photochimiques pouvant
altérer la couche d’ozone
ƒ le potentiel d’acidification
ƒ l’eutrophisation
ƒ l’utilisation d’énergie
ƒ la toxicité humaine
ƒ l’éco-toxicité.
Cette différence de résultats s’explique par la manière dont le LCA est réalisé, et
notamment les « allocations ». En effet, les Britanniques considèrent la différence
d’impact entre la culture du colza et celle de blé qui serait semé à la place, et ils
n’attribuent que 70 % des effets à l’huile, le reste étant reporté sur le tourteau.
Les unités fonctionnelles
Dans certains domaines d'applications, les quantités de lubrifiants à base végétale à
utiliser sont réduites par rapport à l'utilisation d'huiles minérales.
Ces données sont primordiales pour les conclusions d'un LCA. En effet, si la quantité
d'huile végétale à utiliser est moindre par rapport à la quantité d'huile minérale à
utiliser pour une même fonction de lubrification, les impacts sur l'environnement lors
de la production et de l'utilisation du lubrifiant seront réduits dans la même
proportion.
Discussion
Les résultats des LCA relatifs à la production et l’utilisation d'huiles minérale et végétale
semblent assez divergents, selon l’objectif qu’elles poursuivent et les hypothèses de
départ.
Certaines sont en faveur des huiles végétales pour certains points : moindre utilisation
de ressources non-renouvelables, moindre utilisation d'énergie (esters végétaux exclus)
et moindre pollution de l'air, en indiquant un désavantage pour les huiles végétales
dans les domaines de la pollution des eaux et des sols, des déchets, et de l'impact sur la
santé principalement en lien avec l’utilisation d’engrais et de pesticides pendant la
culture.
Ces points sont cependant à nuancer suite aux progrès agronomiques effectués en
terme de réduction des intrants, et en prenant aussi en compte les avantages
agronomiques du colza par rapport à d’autres cultures (bonne tête de rotation) et
environnementaux (couverture du sol pendant l’hiver, piège à nitrates,…). Sur le plan
agronomique en effet, le colza est implanté dès le mois d'août. Le sol est donc couvert
de végétation durant l'hiver ce qui réduit fortement l'érosion et le lessivage des
nitrates car la plante joue un rôle de pièges à nitrates. Si la culture suivant celle du
colza est bien menée, l'azote présent dans le sol peut être valorisé.
Les bénéfices que retirent l'utilisateur et la société lors de la phase d'utilisation des
lubrifiants
d'origine
végétale
(moindre
toxicité,
moindre
écotoxicité
et
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
38 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
biodégradabilité rapide, pas de dégagement de CO2) semblent contrebalancer dans
une certaine mesure les points faibles observés dans la phase de production de ces
lubrifiants. D’autres études LCA tendent à démontrer les avantages environnementaux
des huiles végétales en substitution aux produits pétroliers, et ce dans certaines
conditions pour l’ensemble des critères considérés.
Si de plus les quantités utilisées par unité fonctionnelle sont plus faibles lors de
l'utilisation d'un lubrifiant d'origine végétale, ce qui n’est pas toujours le cas, les
impacts sur l'environnement sont alors d'autant plus réduits.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
39 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Mesures de promotion de lubrifiants éco-compatibles
Potentiel des matières premières renouvelables dans le
développement des biolubrifiants
Les composés renouvelables des biolubrifiants comprennent comme huiles de base
possibles l’huile de colza permettant de formuler des lubrifiants pour chaînes, des
huiles de décoffrage et démoulage, des graisses et des lubrifiants pour travail des
métaux. L’huile de tournesol oléique est bien adaptée à la mise au point de fluides
hydrauliques, d’huiles moteurs deux temps et d’huiles de transmissions. Les esters
oléochimiques se retrouvent dans les huile moteur 4T et dans tous les autres
lubrifiants. On trouve peu d’application possibles des graisses animales dans les
lubrifiants en tant que tels mais ils sont utilisés parfois dans certains additifs (extrême
pression,…).
Potentiel en Europe
Dans leur rapport « Biolubricants in Europe », FROST & SULLIVAN (cité par ERRMA (2002),
estiment que la part des lubrifiants biodégradables pourrait atteindre 30 % en 2010
moyennant une législation favorable. BATTERSBY (2003) estime lui ce marché de 11 à 36
% en 2010 selon le support apporté par l’Union européenne. De son côté, la firme
FUCHS en Allemagne prétend pouvoir trouver des solutions eco-compatibles pour 80 %
de ses lubrifiants techniques (BUSCH, 2002).
La consommation en Europe de lubrifiant est d’environ 5 000 000 tonnes par an
(tableau 20). Réserver un million d’hectares– limite imposée par les accords de Blair
House– à la production d’huile pour biolubrifiants reviendrait à incorporer 30 %
d’huiles végétales (plus ou moins transformées) dans les lubrifiants.
A titre
d’information, en 2002, 808.000 ha d’oléagineux ont été cultivés sur jachère en Europe15 (APPO).
Tableau 20 : Présence de composants d’origine renouvelable dans les lubrifiants (Moyenne européenne).
Huiles de chaînes
Huiles de décoffrage
Fluides hydrauliques
Huiles d’engrenages
Huiles moteurs 2T
Huiles moteurs 4T
Huiles transformateurs
Graisses
Situation actuelle (%)
40
15
<5
<1
<5
0
+/-2
5
Potentiel possible (%)
100
> 80
25-35
10-15
25-40
+/-5
10-20
25-40
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
40 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Potentiel en Belgique
Selon Cornet & Bergans, les lubrifiants « perdus » en Belgique constituent environ
30 000 tonnes de produits, sur les 200 000 tonnes de lubrifiants consommés par an.
Si cette quantité était remplacée en totalité par des ressources renouvelables d’origine
agricole, il faudrait y consacrer environ 20 000 ha, soit approximativement l’étendue
de terres « gelées » lorsque le taux de gel est fixé à 10 %.
Cette vision est toutefois non réaliste, puisque la production des lubrifiants fait partie
d’un marché mondial et que le territoire où est produite la matière première n’est pas
lié à sa consommation. Néanmoins, ces données ont l’avantage de démontrer que les
surfaces à consacrer à la production de lubrifiants à base d’huiles végétales sont
compatibles avec la réalité agricole et les surfaces disponibles.
Réglementation
Eaux de surface en Belgique
En Belgique, l’arrêté royal du 25 septembre 1984 fixe les normes générales définissant
les objectifs de qualité des eaux douces de surface destinées à la production d’eau
alimentaire. L’arrêté fait la distinction entre trois catégories d’eau alimentaire en
fonction du procédé de traitement nécessaire pour la transformation des eaux
superficielles en eau alimentaire (Tableau 21).
La présence d’hydrocarbures conduit à pousser les traitements de potabilisation.
Tableau 21 : Traitements à appliquer pour potabiliser les eaux de surface selon leur teneur en hydrocarbures
Catégorie A1
Traitement physique
simple
Catégorie A2
+ traitement chimique
0.0002
0.0002
Hydrocarbures
dissous
ou
émulsionnés (après extraction
par éther de pétrole) en mg/l
Catégorie A3
+ traitement chimique
poussé + affinage au
charbon actif
0.001
Eaux souterraines
Normes générales sur l’eau
La base légale des normes sur l’eau est la loi du 26 mars 1971 sur la protection des eaux
de surface contre la pollution. L’arrêté royal du 3 août 1976 (MB 20 septembre 1976)
porte règlement général relatif aux déversement d’eaux usées dans les eaux de
surface ordinaires, dans les égouts publics et dans les voies artificielles d’écoulement
des eaux pluviales. Les normes applicables de déversement dans les eaux de surface
d’hydrocarbures ne devraient pas excéder 3 mg/l dans des eaux usées domestiques, et
5 mg/l dans des eaux industrielles (tableau 22).
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
41 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Tableau 22 : Normes générales de déversement pour les eaux du réseau hydrographique public en Belgique.
Eaux usées domestiques
Autres eaux usées
normales
Hydrocarbures
non
polaires,
extractibles au tétrachlorure de
3 mg/l
5 mg/l
carbone
L’arrêté royal du 11 juillet 1989 qui détermine les conditions sectorielles de
déversement dans les eaux de surface ordinaires et dans les égouts publics, des eaux
usées provenant du secteur de la mécanique, de la transformation à froid et du
traitement de surface des métaux, prévoir que la teneur en hydrocarbures non
polaires extractibles au tétrachlorure de carbone ne peut dépasser 15 mg/l dans les
eaux déversées.
Substances dangereuses
L’arrêté du 20 novembre 1991 relatif à la protection des eaux souterraines contre la
pollution par certaines substances dangereuses (MB 11 mars 1992), modifié par l’Arrêté
du Gouvernement wallon du 23 décembre 1993 (MB 26 janvier 1994), transpose en droit
wallon la directive européenne (80/68/CEE) du 17 décembre 1979. L’objectif est d’éviter
tout rejet de substances dangereuses dans les eaux souterraines.
Les « huiles minérales et hydrocarbures » sont repris dans la liste I (« liste noire ») qui
comprend les substances qui sont particulièrement dangereuses en raison de leur
toxicité, de leur persistance et de leur bioaccumulation). Leur rejet direct est interdit.
Périmètres de protection des captages
Le législateur a imaginé une triple ceinture de protection autour de certains sites de
captage : la zone de prise d’eau, incluse dans la zone de prévention, elle-même incluse
dans la zone de surveillance (l’arrêté du 14 novembre 1991 détermine quelles sont les
prises d’eau qui doivent être entourées d’une zone de sécurité).
Dans la zone de prévention rapprochée, l’utilisation ou le dépôt de matières relevant
de la liste I sont interdits, donc les hydrocarbures, à l’exception toutefois des
hydrocarbures gazeux à la pression atmosphérique et les usages d’hydrocarbures
liquides, d’huiles et de lubrifiants destinés au fonctionnement des véhicules
automoteurs dont l’activité nécessite de passer dans la zone de prévention
rapprochée. Sont également permis les usages domestiques d’hydrocarbures liquides,
d’huiles et de lubrifiants (…) contenus dans des récipients étanches, installés sur des
surfaces imperméables équipées d’un système de collecte garantissant l’absence de
tout rejet. Dans la zone de prévention éloignée, la réglementation de l’usage des
hydrocarbures est sensiblement équivalente.
Autres réglementations
En Allemagne, la Loi sur l’eau prévoit une catégorisation des substances chimiques et
les mélanges tels que les lubrifiants en « Classes de danger pour l’eau » selon leur
toxicité, leur biodégradabilité, la persistance et la mobilité dans le sol et dans l’eau
(détails en annexe 4). Les résultas donnent une valeur « WGZ ». Cette classification
affecte la manipulation, le stockage et l’utilisation des produits.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
42 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
En Autriche, l’ordonnance du Ministère Fédéral des Affaires économiques du 20
septembre 1990 réglemente l’utilisation de lubrifiants de chaînes de
tronçonneuses, en spécifiant qu’ils ne doivent pas être basés sur des huiles minérales
conventionnelles qui sont dangereuses pour l’eau, qu’ils ne doivent pas contenir
certains éléments toxiques (métaux lourds, …) et qu’ils doivent être insolubles dans
l’eau (moins de 1 gramme par litre d’eau). Ils doivent atteindre un seuil minimum de
biodégradabilité de 90 % selon CEC-L-33-T-82. Aucun effet phytotoxique ne doit être
noté sur la croissance des plantes terrestres (test OECD 208) (CORNET & BERGANS).
En Suisse, une ordonnance impose des huiles deux-temps biodégradables pour les
moteurs hors-bord naviguant sur les lacs.
Les USA et au Portugal, le Japon, Taiwan, ont des réglementations visant à favoriser
l’utilisation de lubrifiants d’origine renouvelable.
Labels
Des labels environnementaux existent et tentent de distinguer les produits plus
respectueux de l’environnement.
Certains labels ne sont pas spécifiques aux
lubrifiants, mais les critères à appliquer sont toujours définis pour une catégorie de
produits. Ces critères sont variables d’un label à l’autre (tableau 23).
Le label le plus connu est le Blue Angel allemand qui s’applique aux
huiles de chaîne de tronçonneuses (RAL U264, similaire à la norme
STIHL SWN 39111 – SWN 39112), aux fluides hydrauliques RAL-UZ-79 et
aux agents de décoffrage RAL-UZ 64 (spécifications en annexe 5).
Selon le type de lubrifiant, le Nordic Swan impose une teneur
minimum en huiles renouvelables, comme par exemple 85 % dans
l’huile de chaîne.
Ce label s’applique également aux fluides
hydrauliques et de transmission, aux huiles 2-temps, aux graisses et
aux fluides d’usinage (annexe 6)
En Suède, une standardisation des lubrifiants et huiles industrielles
mentionne des spécifications et les méthodes de test pour les
graisses (SS 15 54 7) et pour les fluides hydrauliques (SS15 54 34). La
partie relative à l’environnement est basée sur les critères établis
dans le projet « Ren Smörja – Clean Lubricants", initié par la ville de
Gothenburg en collaboration avec l’Inspection Nationale des Produits
Chimiques (biodégradabilité, toxicité aquatique etc.) (annexe 7).
Un label européen pour les fluides hydrauliques est tout nouveau
(fin 2004) ; il est basé sur l’expérience Blue Angel et du Nordic Swan et
pourrait remplacer à terme tous les autres labels utilisés en Europe en
favorisant ainsi le développement du marché des fluides écocompatibles. Ce label euro-margueritte intègre dans ses critères la
présence de ressources renouvelables (tableau 24). Définitions en
Annexe 2.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
43 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Au Canada, le Programme « Choix Environnemental » est le
programme d'éco-étiquetage national attribuant L'Éco-Logo,
marque déposée d'Environnement Canada. Parmi les rubriques de
produits, on trouve les huiles moteur automobile, les lubrifiants
industriels synthétiques et les lubrifiants industriels à base d’huiles
végétales. Ces derniers ne doivent pas contenir d’huile de pétrole ou
d’additifs contenant de l’huile de pétrole tel que confirmé par l’EPA
TPH 418.1, avec une lecture mesurée non supérieure à 10,6 g/kg.
La présence de matières premières renouvelable n’apparaît pas comme une
exigence fixée pour certains labels. En fait, seuls le Label « Cygne nordique », basé sur
le « Clean Lubricants Act » de la ville de Göteborg (annexe 8) ainsi que le programme
d’aide à l’introduction sur le marché mené en Allemagne depuis 2001 (voir ci-dessous)
exigent explicitement que soient utilisées des matières renouvelables dans les produits
qu’ils cautionnent.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
44 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Tableau 23 : Comparaison des exigences de trois labels existants et des critères proposés par ERRMA pour
l’eco-label européen (d’après WILLING, 2002).
Blue Angel RAL-UZ-79
Blue Angel (UZ-79)
SS 155434
Nordic Swan
EU-Ecolabel
(actual requirements)
(UBA proposal, 18-10-02)
Swedish Standard
Substances
Product
Base Fluids
No permitted if
ƒ T+ and R-40 (?) or
ƒ T - R-45 or
- R-46 or
- R-60 or
- R-61 or
ƒ N
- R-62 (?) or
ƒ WGK 3
- R-63 (?)
ƒ TRGS 905 or MAK category
ƒ WGK 3
1, 2, or 3
ƒ TRGS 905 or MAK category
1, 2, or 3
max. 50 % concentration ƒ not Xi, R-36
leading to classification of the ƒ not Xi, R-37
formulation as
ƒ not Xi, R-38
- Xi
ƒ not Xi, R-41
- Xn
- C
ƒ max. 50 % concentration
exception: Xn, R-65
leading to classification of
the formulation as
- Xn, R-20
- Xn, R-21
- Xn, R-40
- Xn, R-48
- C, R-34 (?)
- C, R-35 (?)
exception: Xn, R-65
> 7 % each
> 5 % each
Not permitted if
ƒ T+ and carcinogenic or
ƒ T mutagenic or toxic to
reproduction
ƒ > 70 % BOD/ThOD resp.
CO2 within 28 days
ƒ > 80 % in BODIS or CEC
test
Additives
ƒ LC/EC50 not < 100 mg/l
Sustainability
Requirements
ƒ > 70 % BOD/ThOD resp.
CO2 within 28 days
ƒ > 80 % in BODIS test
ƒ LC/EC50 not < 100 mg/l
Hydraulic oil
(SS 155 470 for greases)
ƒ R-42 or R-43 are only
permitted up to 1 %
ƒ base oils should not be
carcinogenic
> 5 % each
each
ƒ > 60 % BOD/ThOD resp.
CO2 within 28 days (if water
solubility < 100 mg/l)
ƒ > 70 % COD within 28 days
(if water solubility > 100
mg/l)
ƒ readily degradable
and
ƒ not R-50/53
ƒ not R-51/53
ƒ not R-50
ƒ not R-52/53
ƒ not R-53
Huile hydraulique, Graisses,
Huiles pour scies à chaîne,
Huiles pour moteur deux-temps,
Agents de décoffrage du béton
et autres produits de graissage
d’appoint
ƒ aucune phrase de risqué
indiquant un danger pour
l’environnement et la santé
humaine (R20 à R28, R33 à
43, R45, R46, R48 à 53,
R59 à 68)
ƒ
ƒ toxicité aquatique de chaque
composant principal
(>5%M) au moins de 100
mg/l (OCDE 201 et 202)
ƒ sont autorisées à hauteur
d’une certaine masse des
substances présentant une
certaine toxicité
ƒ
ƒ LC/EC50 > 100 mg/l
No limitation on individual No limitation on individual ƒ aucune substance figurant
substances, but see below.
substances, but see below.
sur la liste des substances
prioritaires et sur la liste
not R-50/53
OSPAR, aucun composé
not R-51/53 and bioacc.
organohalogéné ni nitrique
not R-52/53 and bioacc
ni aucun composé
not EC50 < 100 mg/l in
métallique sauf NA , K, Mg et
OECD 208
Ca (Li et Al à certaines
not IC50 < 100 mg/l in
concentration)
OECD 209
max. 5 %
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
not R-50/53
not R-51/53 and bioacc.
not R-52/53 and bioacc
not EC50 < 100 mg/l in
OECD 208
ƒ not IC50 < 100 mg/l in
OECD 209
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ not mobile
ƒ LC/EC50 > 100 mg/l in
OECD 201 or 202 or 203
ƒ EC50 > 100 mg/l in OECD
208
ƒ not mobile
ƒ LC/EC50 > 100 mg/l in
OECD 201 or 202 or 203
ƒ EC50 > 100 mg/l in OECD
208
ƒ max. 2% non degradable
ƒ no AOX, NO2-, no metal
salts, except 0.1 % Ca
ƒ max. 2% non degradable
ƒ no AOX, NO2-, no metal
salts, except 0.1 % Ca
ƒ max. 1 % of components
with LC/EC50 < 1 mg/l
ƒ max. 5 % of components
with LC/EC50 = 1-100 mg/l
ƒ No requirements
ƒ No requirements
ƒ No requirements
ƒ
Chain oil, mould oil, hydraulic
oil, 2-stroke oil, lubricating
grease, metal cutting fluid and
transmission-/gear oil
The formulated hydraulic oil The formulated hydraulic oil ƒ tests de performance
should not
should not be
technique : ISO15380 pour
les hydrauliques, RAL-UZ48
ƒ be classified as N
pour les huiles de chaîne,
ƒ harmful
NMMA TC-W3 pour les huiles
ƒ no health hazard
2-temps, « fit for purpose »
ƒ no explosion hazard
pour les autres.
max. 7 %
Formulated
d t
Polymeres
Ecological Requirements
General Requirements
Hydraulic oil
- Chain Lubricants for Motor Saws: RAL-UZ 48
- Concrete mould-release: RAL-UZ 64
The environmental criteria laid
down in SS 155434 correspond
to the B level of the “Clean
lubrication” definition of the City
of Göteborg. The A level
requires that only material from
renewable resources are used
ƒ max. 3 % R-53 or R-52/53
ƒ max. 2 % R-50 or R-50/53
ƒ max. 1 % R-51/53
ƒ pas de substances à la fois
non biodégradables et
(potentiellement)
bioaccumulables
ƒ concentration critique des
huiles hydrauliques doit être
au min 100 mg/l et pour les
autres lubrifiants de 1000
mg/l
The product must contain ƒ Teneur en carbone
renewable oil (animal or
provenant de matières
vegetable origins):
premières renouvelables :
- Chain oil min 85%
au moins 45 % pour les
- Mould oil min 85%
graisses, 50% pour les
- Hydraulic oil min 65%
huiles hydrauliques et les
- Lubricating grease min 65%
huiles 2-temps et 70% pour
- 2-stroke oil min 50%
les autres.
- Metal cutting fluid min 65%,
- Gear-/Transmission fluid min
65%
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
45 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Normes
La norme ISO 11679.4 (internationale) définit les caractéristiques
physico-chimiques, les essais de performances et les tests de
biodégradabilité et de toxicité pour une huile de chaîne de
tronçonneuses.
En France, une norme NF environnement basée sur la norme ISO sera
prochainement d’application pour les huiles de chaîne.
Les caractéristiques physico-chimiques, les essais performances et les
tests de biodégradabilité et d’écotoxicité pour les huiles
hydrauliques sont décrits dans la norme internationale ISO 15380 qui
définit les classes de fluides hydrauliques eco-compatibles suivants:
- HETG (Hydraulic environmental tryglycéride),
- HEPG (hydraulic environmental polyglycol),
- HEES (hydraulic environmental synthetic ester) et
- HEPR (Hydraulic Oil Environmental Polyalphaolefine and Related Products).
La norme VDMA 24567 éditée par l’association industrielle sectorielle
allemande qui regroupe les producteurs de machines est similaire.
D’autres normes s’appliquent aux huiles hydrauliques telles que
- ASTM D6006-97a: Standard Guide for Assessing Biodegradability
of
Hydraulic Fluids
- ASTM D6046-02:
Standard
Classification
of
Hydraulic
Fluids
for
Environmental Impact
Spécifications des constructeurs
Il existe par ailleurs des spécifications d’origine des constructeurs : Caterpillar, John
Deere, Liebherr, Case, Hitachi, …
Une étude du Dr In-Sik Rhee et des essais sont en cours à Fort Bliss pour l’US military
BHF (cité par Van Dievoet). Outre les essais classiques et habituels selon les normes US
Mil-H-46001, Mil-H-6083 et Mil-H-46170, l’armée américaine demande, pour un fluide
hydraulique biodégradable, que soient effectués des tests spécifiques :
ƒ
Essai de corrosion galvanique FTM 5322
ƒ
Stabilité à basse température 72 heures à –15°C FTM 3458
ƒ
Stabilité à l’oxydation par PDSC selon ASTM D 6186 (20 minutes à 180°C)
ƒ
Biodégradabilité selon ASTM D 5864 > 60%
ƒ
Toxicité selon ASTM D 6081
ƒ
Stabilité au stockage 1 mois à 100°C.
Les constructeurs américains de hors-bord NMMA requièrent une biodégradabilité
minimale de 80% selon la CEC L 33-A-93 pour les lubrifiants 2T utilisés à 1%.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
46 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Mesures incitatives
En plus des labels et autres mesures d’incitations citées ci-dessus, on notera deux
programmes soutenus par les gouvernements des Pays-Bas et en Allemagne. Une
récapitulation de toutes ces mesures est présentée dans le tableau 24.
Tableau 24: Comparaison de quelques mesures favorisant le développement de lubrifiants éco-compatibles
Type
Loi
Label Ange Bleu
Label Nordic Swan
Choix Environnemental
Label Eco-Marguerite (EcoFlower)
Norme NF environnement (
Norme Swedish Standard
Norme « Clean lubrication Act »
Liste positive du programme
d’introduction sur le marché
Mesure incitative Vamil
Pays
Exigence sur les
ressources
renouvelables
Type de lubrifiant
Autriche
Suisse
Portugal
Allemagne
Non
Non
Non
Non
chaînes
lubrifiants 2T
lubrifiants 2T
Hydraulique
Chaîne RAL-UZ 48
Démoulage RAL-UZ 64
Chaîne, démoulage, hydraulique, 2-temps,
graisse, usinage, transmission
Huiles moteur et hydraulique
Hydraulique, chaîne, décoffrage, deux-temps,
graisses, autres
Huile de chaîne
Hydraulique
Graisse
Hydraulique
Hydraulique, huiles moteur, graisses, usinage,
divers types de lubrifiants mais pas des huiles
de chaîne
Hydraulique
Norvège Finlande Suède
Danemark Icelande
Canada
Europe
Oui (> 65 %)
France
Suède
Non
Non
Ville de Göteborg
Allemagne (initiative du
Ministère de l’Agriculture)
Oui, pour le niveau A
Oui (50 %)
Pays-Bas
Non
Oui
Nombre de marques
enregistrées (indicatif)
78
7
28
15
+ de 450
VAMIL
Il s’agit d’une mesures d’incitation fiscale qui prévoit que certains investissements
peuvent donner lieu à amortissement à un taux librement fixé par l’entreprise
(willekeurige afschrijvingen – VAMIL – IB 2001 art. 3.31 s.) notamment dans des
technologies étrangères innovantes, dont l’utilisation de lubrifiants eco-compatibles.
Le programme d’introduction des biolubrifiants sur le marché
Le programme d’introduction des biolubrifiants sur le marché en
Allemagne a débuté en 2000, avec un budget annuel de 10 million €.
L’objectif du programme est de développer le marché des produits
d’origine renouvelable.
Il comprend deux composantes
principales : la communication sur les propriétés du produit et la
compensation des coûts de substitution.
Pour recevoir l’appui financier, les utilisateurs doivent choisir les biolubrifiants sur une
liste de produits sélectionnés (« liste positive »), qui comprennent au moins 50 % de
matières renouvelables, ne sont pas polluants pour l’eau et sont rapidement
biodégradables. En quatre ans, environ 10.000 machines ont été converties, couvrant
une gamme allant du petit outil agricole au gros équipement de carrière. Plus de 90%
des lubrifiants ont été des fluides hydrauliques. Contrairement aux craintes du public,
peu de disfonctionnements ou dommages de machines ont été rapportés (THEISSEN,
2002 et 2004).
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
47 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Classifications et recommandations diverses
Huiles de décoffrage
Pour les autres lubrifiants, il n’y a pas de normes ou spécifications existantes largement
admises. On peut cependant citer pour les huiles de démoulage les recommandations
du BLF (Stichting Beton Losmiddel Fabrikanten) aux Pays-Bas, classes 1 à 3 (tableau 25).
Tableau 25 : Classification des agents de démoulage des bétons (BLF)
Classe
1.
2.
3.
4.
5.
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Critères
rapidement biodégradable selon OECD 301 B, C, D of F
pas de R-phrases
au moins 75% (sauf l’eau) de matière première renouvelable
point éclair supérieur à 100ºC
au moins 70% biodégradable selon OECD 301 B, C, D of F
pas de R-phrases
R65
vlampunt hoger dan 100ºC
au moins 80% biodégradable selon CEC L 33-A-93
pas de R-phrases
R65
vlampunt hoger dan 61ºC
pas de R-phrases
R65
point éclair supérieur à 61ºC
autres produits
En pratique
Basés essentiellement sur des matières premières
renouvelables, biodégradabilité totale élevée, sans
solvant
Basés sur des matières premières renouvelables et
minérales, biodégradabilité totale raisonnable, sans
solvant
Bonne biodégradabilité primaire, peut contenir un
solvant.
Peut contenir un solvant. pas de données sur la
biodégradabilité et/ou insuffisamment non dégradable
Etiqueter « contient des solvants, avec R-phrases et
peu dégradable »
Projet européen LLINCWA
Le projet européen LLINCWA qui s’est intéressé à la lubrification à proximité des cours
d’eau navigables a établi un système de classification des lubrifiants (annexe 9).
Cahiers des charges
L’imposition dans un cahier des charges apparaît comme une mesure aisée de stimuler
l’utilisation de lubrifiants éco-compatibles. Encore faut-il bien préciser les critères de
sélection de ces lubrifiants, et de pouvoir effectuer un contrôle.
ValBiom (anciennement Valonal) a proposé des niveaux indicatifs pour la rédaction de
cahiers des charges (tableau 26).
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
48 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Tableau 26 : Niveaux de Biodégradabilité et de caractère renouvelable des lubrifiants qu’il est possible
d’atteindre en fonction du type d'application (Valonal, 1999).
Types d'application
Caractère renouvelable
(%)
-fluide hydraulique
ƒ huile végétale
ƒ esters d'origine végétale
-huile de chaîne de tronçonneuse
-huile de décoffrage du béton
-graisse
-lubrifiant moteur
a
> 80
> 80
> 80
20 à 90 (très variable)
> 80
> 20
Biodégradabilité
(%)
b
> 80
> 90
> 90
> 90
> 90
c
a. caractère renouvelable : pourcentage de substance d'origine végétale.
b. biodégradabilité : biodégradabilité primaire (sans prise en compte des fractions hydrosolubles du lubrifiant) mesurée par le test CEC-L33-A93. Le pourcentage de
biodégradabilité correspond à la fraction de lubrifiant qui a disparu du milieu après 21 jours.
c. il ne faut pas oublier que les lubrifiants moteurs sont des déchets toxiques contenant des métaux lourds (métaux d'usure). Le caractère biodégradable de l'huile ne
dispense pas du devoir de collecte auquel ces lubrifiants sont astreints. "
En Région wallonne, les institutions qui ont effectué des démarches en vue de
l’utilisation des huiles biodégradables et qui ont été identifiées sont principalement
liées à l’environnement (annexe 10). Il s’agit de la Division Nature et Forêts et de la
Division de l’eau, de la DGRNE14, du Parc Naturel des Hautes Fagnes et du Parc
Naturel des Vallées de la Burdinale et de la Mehaigne.
La SWDE (Société Wallonne des Distributions d’Eau) agit également pour la protection
des zones de captages d’eau sur lesquelles elle opère.
Enfin, une proposition émise par un député wallon pour imposer les huiles de
décoffrage biodégradables est en examen au Gouvernement wallon.
Quant à
l’imposition d’huiles biodégradables dans les travaux forestiers, une proposition est
également en cours d’examen dans le cadre de la révision du Code forestier par la
DGRNE.
PEFC : Plan Européen de Certification Forestière.
Rien ne nous permet de croire qu’à l’heure actuelle, la certification des bois forestiers
considère l’utilisation de lubrifiants éco-compatibles.
Action volontariste : ISO 14001
La mise en place d’un système de management environnemental du type ISO 14 000
donne la possibilité d’inscrire l’utilisation de lubrifiants eco-compatibles dans la
stratégie environnementale de la société ou du service.
Un exemple en Belgique est actuellement le cas de Cellardennes, qui utilise des huiles
de chaîne de tronçonneuses biodégradables sur site propre pour la découpe des
billons. L’école agricole de La Reid se lance également dans cette démarche.
14 Ministère de la Région Wallonne, Direction Générale des Ressources Naturelles et de l’Environnement
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
49 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Identification de la présence d’huile végétale dans les
lubrifiants
Dans le cadre d’un système (européen) d’écolabel ou de certaines réglementations
obligatoires, il est indispensable de pouvoir identifier la présence d’huiles d’origine
végétale. En effet, en l’absence de contrôle possible sur le terrain, les pratiques
habituelles risquent de ne se modifier que très lentement dans notre pays.
A titre d’exemple, le laboratoire BfB Oil Research procède à la mesure de l’indice
d’iode et de l’analyse par spectrophotométrie infra rouge (FT-IR) pour identifier les
composants d’origine végétale. Une méthode rapide par spectrophotométrie UV-VIS
y sera bientôt disponible.
DE CARO et GASET (1997) suggèrent de réaliser un test de solubilité dans l’alcool.
Un test rapide de terrain basé sur une méthode colorimétrique sera bientôt
commercialisé en vue de pouvoir très rapidement déterminer sur le terrain si le
lubrifiant est principalement à base végétale ou minérale.
Recommandations
Au terme de cette étude, nous pouvons formuler les recommandations suivantes :
ƒ le développement et le soutien des éco-labels, en particulier de l’éco-label européen,
notamment par la mise en place de mesures d’accompagnement y faisant référence
ƒ une attention accrue des autorités sur les avantages environnementaux des
lubrifiants éco-compatibles
ƒ des mesures incitatives en Région wallonne pour le développement des marchés des
lubrifiants éco-compatibles, principalement dans les zones sensibles (sols agricoles et
forestiers, rivières, zones NATRA 2000, jardins des particuliers,...) notamment par le
biais du cahier des charges
ƒ le soutien à une agriculture européenne productrice de molécules pour l’industrie
chimique
ƒ une évaluation des risques potentiels causés par la lubrification dans les industries
agro-alimentaires et des contaminations possibles dans les filières de production
primaire (agriculture), manutention et transport des denrées alimentaires
ƒ la recherche d’additifs eco-compatibles à base de ressources renouvelables
ƒ des études plus poussées sur les analyses de cycles de vie des lubrifiants
ƒ une attention accrue des industriels sur la performance technique des lubrifiants à
base d’huiles végétales et leurs dérivés
ƒ une meilleure information des utilisateurs et des distributeurs de matériel,
notamment sur les spécifications des machines par rapport à l’utilisation de
biolubrifiants
ƒ une plus grande transparence dans la composition des produits commercialisés et/ou
la mise en place de systèmes de contrôle des réglementations existantes
o obligation de compléter correctement les fiches de données de sécurité
o conformité de l’étiquetage
ƒ l’utilisation généralisée des normes internationalement reconnues pour réaliser les
tests de biodégradabilité et toxicité
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
50 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Bibliographie
AGRICE, 2000 – Rapport sur les essais des biolubrifiants en forêt.
APPO, 2002 Rapport d’activités – année 2002.
BATTERSBY, N.S. Lubricants in the CEC-L-33-A-93 test and their relative performance in soil environments.
Position statement for CEC working group IL-24.
BATTERSBY, N.S., Pack, S. E. and Watkinson, R. J. 1992. A correlation between the biodegradability of oil
products in the CEC L-33-T-82 and modified Sturm tests. Chemosphere 24:1989-2000.
BATTERSBY, N.S. 2000 The biodegradability and microbial toxicity testing of lubricants – some
recommendations. Chemosphere 41 (2000) 1011-1027
Beton Losmiddel Fabrikanten (BLF), Classification des agents de démoulage des bétons.
http://www.vdberghenco.nl/product.html le 02.10.03
Bureau de Ressources Génétiques, France.
1998
Les
(http://www.brg.prd.fr/brg/pages/rgvPi_arachide.htm le 30.09.2003)
ressources
génétiques
végétales.
BUSCH C., 2002 The FUCHS group’s specific involvment in environmental matters. In Use of Bio-lubricants in
Water Activities – Experienxes, Drivers and Barriers. European LLINCWA Conference, Paris, 15 nov. 2002.
CANLER J.P., 2001 Performances des systèmes de traitement biologique aérobie des graisses. Graisses issues
des dégraisseurs de stations d’épuration traitant des effluents à dominante domestique. CEMAGREF,
Ministère de l’Agriculture et de la pêche. FNDAE N° 24, Document technique.
CECCUTI C., 1998. Etude du devenir dans le sol d’huiles d’origine végétale. Elaboration d’une norme de
spécification de produit. ADEME. Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Toulouse. Laboratoire de Chimie
Agro-Industrielle.
CETIOM 1991
Rapport final.
Usage d’huile de colza comme additif antipoussière dans la manipulation des céréales.
CLOESEN C., 1996 étude des propriétés lubrifiantes des huiles biodégradables d’origine végétale. Troisième
rapport d’activités. Convention Région wallonne 2174. Université de Liège, EMT.
CONCAWE 1997 Lubricating oil basestocks. Product dossier 97/108. Brussels, 1997
CONCAWE 2001. Classification and labelling of petroleum substances according to the EU dangerous
substances directive (CONCAWE recommendations - August 2001). Prepared by E. Erkens, D. King, R. Priston, A.
Riley, J. Wennington, B. Dmytrasz.
CORNET J., BERGANS J., 1995 Santé, Environnement et Lubrifiants.
Agronomiques de Gembloux, Unité d’ Economie rurale. 29 p. + annexe.
Faculté universitaire des Sciences
DE CARO P., NGUYEN N. 2000. Utilisation de lubrifiants à base végétale en exploitation forestière. Rapport
final. Programme Agrice. LCA-CATAR-CRT, ENSCT
DE CARO P., GASET A., 1997 Lubrifiants et environnement, analyse de la situation relative à l’utilisatioon de
lubrifiants d’origine naturelle en France et dans quelques pays européens. Résumé du Rapport final. CATARCRITT Agroressources CRT et AFOCEL.
DENIS J., BRIANT J., HIPEAUX J.-C., 1997 Physico-chimie des lubrifiants. Analyses et essais. Publications de
l’Institut Français du pétrole. Ed. Technip., Paris. 432 p.
ERRMA, 2002 Current situation and future prospects of EU industry using renewable raw materials. Prepared
by Working Group “renewable Raw Materials”, co-ordinated by ERRMA, Ed. By Joachim Ehrenberg, EC, DG
Entreprise, Unit E1. 56 p.
HAIGH S.D.,1995 Fate and effects of synthetic lubricants in soil: biodegradation and effect on crops in field
studies. Dept of Agr. And Environ. QSc., Univ. of Newcastle-upon-Tyne, UK. The Science of the Total
Environment 168 (1995) 71-83.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
51 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
HAIGH S.D., n.d. Determination of synthetic lubricant concentrations in soils during laboratory-based
biodegradation studies. Dept of Agr. And Environ. QSc., Univ. of Newcastle-upon-Tyne, UK. JSL pp 83-98.
HIPEAU J.C., 1997. Physico chimie des Lubrifiants –– Technip
JANSSON L.I., 1991. Mineral oils and the environment. Nynas Naphtenics AB, Suède. Congrès international sur
les lubrifiants, Bruxelles 85-106.
LLINCWA, 2003. Lubrication in Inland and coastal water activities.
Balkema,181 p + annexes.
Rapport final du projet européen.
METLA (Institut Finlandais de Recherches Forestières), Bio oils and mineral oils in timber harvesting
operations, and their impact on forest environment and the health of forestry workers. Project 3173 leaded
by LAUHANEN Risto, 1996-2000. (www.metla.fi le 30.09.03)
MORISSON D. – Congrès international LFE 1991 – Bruxelles
NOVAK M.H. Impact des règlements concernant l’obligation d’utiliser des lubrifiants biodégradables en
Belgique. VALONAL , Faculté universitaire des Sciences agronomiques de Gembloux, , Belgique
OECD 2003 GUIDELINES FOR TESTING OF CHEMICALS.
Version: 22 July 2003 (http://www.oecd.org le 3.10.03)
OVERVIEW OF CURRENTLY AVAILABLE TEST GUIDELINES.
THEISSEN H.
2002 Experiences with the German market introduction program for biolubricants.
Biolubricants, from development to the market. Eibar Symposium. Tekniker, Spain.
VALONAL, 1998 CAHIER DES CHARGES - Utilisation de lubrifiants d'origine végétale. Faculté universitaire des
Sciences agronomiques de Gembloux.
VAN DIEVOET F., 2001. Comparison of base oils and fluids from ecological point of view : mineral – vegetal –
synthetics. In Are your lubricants ready for the third millennium? 7th international LFE congress, Brussels,
June 2001.
VAN DIEVOET F., 1998. Etude présentée au Symposium de Lyon, 1998.
VAN DIEVOET F., 2003. Matières premières renouvelables et lubrifiants. Etude réalisée pour le compte de
ValBiom en collaboration avec la Faculté universitaire des Sciences agronomiques de Gembloux.
WILLING J., 2002 EU Eco label for environmentally preferable hydraulic fluids – Draft. ERRMA – DG Entreprise
Working group Renewable Raw Materials – subgroup Lubricants.
Plus quelques sites:
L’écolabel européen : http://europa.eu.int/comm/environment/ecolabel/product/pg_lubricants_en.htm
Gothenburg http://www.gbgreg.kommunalforbund.se/regionalplanering/miljo/miljofetteng.html
Swedish Standard http://www.sp.se/km/en/tech_ser/kmo/hydraul.htm et ../grease.htm
The Blauer Engel http://www.blauer-engel.de/English/index.htm.
The Dutch VAMIL http://www.vamil.nl.
Evironmental Choice: http://www.environmentalchoice.com
VAMIL: http://www.vrom.nl/
Démoulage du béton BLF : http://www.vdberghenco.nl
Forum Actualités Sites pollués (France) : http://www.fasp.info/default.htm
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
52 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexes
Annexe 1: description des méthodes OCDE de mesures de la biodégradabilité et
normes correspondantes
54
Annexe 3: mesure de la biodégradabilité de l’ester méthylique de colza (Van Dievoet,
2003)
58
Annexe 4: détermination des classes WGK (Van Dievoet, 2003)
59
Annexe 5 : Spécifications du label ANGE BLEU (d’après Van Dievoet, 2003)
60
Annexe 6: L’eco-label Nordic Swan pour les huiles lubrifiantes
61
Annexe 7: Les “Swedish Standards” pour les graisses et les fluides hydrauliques
63
Annexe 8 : Le “Clean Lubrication Project” de Göteborg (Suède)
64
Annexe 9: Système de classification LLINCWA pour les fluides hydrauliques et les
graisses utilisées à proximité des voies navigables
65
Annexe 10: Types de mesures applicables en Région wallonne pour l’utilisation de
lubrifiants éco-compatibles (d’après NOVAK, 2000).
66
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
53 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 1: description des méthodes OCDE de
mesures de la biodégradabilité et normes
correspondantes
OECD
301
Title
Ready Biodegradability
301A : DOC Die-Away Test
301B : Co2 Evolution Test
301C : Modified MITI Test (I)
301D : Closed Bottle Test
301E : Modified OECD Screening Test
301F : Manometric Respirometry Test
Original Adoption
12 May 1981updated 17 July 1992
302A
Inherent Biodegradability
302 A: Modified SCAS Test
302B: Zahn-Wellens/EMPA Test
302C : Modified MITI Test (II)
12 May 1981
Références
normatives
Méthode
analytique
OECD 301 A
NF T 90-312
ISO 7827
Diminution COD
OECD 301 B
NF T 90-306
ISO 9439
EN 29439
ASTM D 5864
Production de CO2
Essai Sturm
modifié
OECD 301 C
Consommation
d’O2
Essai MITI
Application
Principe de la méthode
(1)
Produits solubles,
non volatils, et non
absorbables
significativement
Produits solubles,
insolubles et non
volatils
Suivi du COD après 3, 7, 14 et 28 jours.
Biodégradabilité = % perte de COD.
Mesure du COD : Analyseur de carbone
Suivi du CO2 produit par la biodégradation.
Piégeage du CO2 dans une solution de Ba(OH)2
Ba(OH)2 excès + CO2 Æ BaCO3 + Ba(OH)2
Ba(OH)2 + 2HCl Æ BaCl2 + H2O
Dosage par titration acide-base colorimétrique avec phénolphtaléine comme
indicateur.
Titration tous les 3 jours.
Résultat : % par rapport au CO2 théorique.
Calculé sur base du COT de l’échantillon et de la masse introduite pour l’essai.
Produits
solubles,
insolubles et volatils
(C eau /
C air ≥ 1)
Mesure du rapport de la demande biologique en O2 (DBO) et de la demande
chimique en O2 (DCO ou DThO).
DBO : quantité d’O2 consommée lors de l’oxydation biochimique des matières
organiques présentes dans l’eau dans des conditions bien déterminées (mg O2/l).
Elle se mesure :
par différence de pression à volume constant;
par différence de volume à pression constante;
par coulométrie.
DCO : quantité d’O2 consommée par oxydation des matières organiques sous
l’action d’un oxydant énergique (K2CrO7 en solution à 80% dans H2SO4 en présence
de Ag2SO4) comme catalyseur.
Respiromètre en circuit fermé. L’absorption d’O2 est enregistrée en continu.
Résultat : % de la DBO par rapport à la DCO ou la DTh O (demande théorique en
oxygène).
OECD 301 D
ISO 10707
Oxygène dissous
Essai
en
fiole
fermée
Composés solubles,
insolubles et volatils
Essai en fiole fermée complètement remplie.
Mesure de la DCO ou calcul de la DThO.
Mesure de la DBO :
- dosage de l’O2 dissous par méthode iodométrique;
- dosage de l’O2 dissous par méthode à l’électrode.
Résultat : % de la DBO par rapport à la DThO ou DCO.
OECD 301 E
Diminution COD
Produits
solubles,
non volatils et non
absorbables
significativement
Similaire à la méthode OECD 301 A.
Essai effectué sur des concentrations plus faibles en micro organismes (0,5 ml
d’inoculum par litre).
Biodégradabilité = COD j0 – COD j28
COD j0
OECD 301 F
NF T 90-309
ISO 9408
EN 29408
Consommation O2
(1)
Produits solubles,
Mesure de la demande en oxygène dans un respiromètre fermé.
insolubles, volatils si
Régénération de l’O2 par électrolyse pour maintenir un volume gazeux constant.
respiromètre
Suivi des variations du volume.
approprié et ne
Suivi des variations de pression.
réagissant pas avec
Résultat : rapport de la quantité d’oxygène consommé sur la DThO ou de la DCO.
le réactif absorbant
le CO2.
Les substances ne doivent pas avoir d’effet inhibiteur à la concentration d’essai vis-à-vis des bactéries.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
54 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 2 : l’écolabel européen: extrait du “User Manual”
Definitions and descriptions of terms
a)
‘Lubricant’ means a preparation consisting of base fluids and additives;
b)
‘Base fluid’ means a lubricating fluid whose flow, ageing, lubricity and anti-wear
properties as well as its properties regarding contaminant suspension have not been
improved by the inclusion of additives;
c)
‘Thickener’ means a substance in the base fluid used to thicken or modify the rheology
of a lubricating fluid or grease;
d)
‘Main component’ means any substance accounting for more than 5% by weight of the
lubricant;
e)
‘Additive’ means a substance whose primary functions are the improvement of the
flow, ageing, lubricity, anti-wear properties or the reduction of contaminant suspension.
f)
‘Grease’ means a solid to semi-solid preparation consisting of a thickening agent in a
liquid lubricant.
g)
‘Ultimately aerobically biodegradable’ is a substance which…
…. is listed in annex II of this user manual. This list is established by Council Regulation
(EEC) 793/93 on the Control and Evaluation of the Risks of Existing Substances. The list
includes substances, which, on the basis of their intrinsic properties, involve risks
recognized as minimal by the European Commission.
… differs by only one functional group from a reference substance (with a chemical
structure closely related to that of the substance in question) on which data do exist
showing ultimate biodegradation. The functional groups for which this rule applies are:
aliphatic and aromatic alcohol [-OH], aliphatic and aromatic acid [-C(=O)-OH], aldehyde [CHO], ester [-C(=O)-O-C], amide [-C(=O)–N of -C(=S)–N].
… achieves at least 70% degradation within 28 days according to OECD 301 A or E test15.
… achieves at least 60% degradation within 28 days according to one of the OECD 301
B,C, D or F tests3
…has a BOD5/COD or BOD5/ThOD ratio > 0,5
Note that it is not necessary to keep the “10 days window” for assessing the ultimate
biodegradability of substances in lubricants according to OECD 301.
h)
‘Inherently aerobically biodegradable’ is a substance which…
…..achieves more than 70% degradation according to OECD 302 C test3. Note that for
thickeners this condition is less stringent. A thickener is considered ‘inherently aerobic
biodegradable’ if it achieves more than 20% degradation according to OECD 302 C test3.
…..achieves more than 20% but less than 60% degradation within 28 days according to
one of the OECD 301 B, C en F tests3
Or equivalent tests methods
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
15
55 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
….. at least 60 % degradation according to ISO 145933
… differs by only one functional group from a reference substance (with a chemical
structure closely related to that of the substance in question) on which data do exist
showing inherent biodegradation. The functional groups for which this rule applies are:
aliphatic and aromatic alcohol [-OH], aliphatic and aromatic acid [-C(=O)-OH], aldehyde [CHO], ester [-C(=O)-O-C], amide [-C(=O)–N of -C(=S)–N].
i)
‘Not bioaccumulating’ is a substance which…
……has a Molecular Mass > 800 Dalton
……has a Molecular Diameter > 1.5nm (15 Å)
……has an experimental Bio-Concentration Factor (BCF) ≤ 100 according to OECD 30516
….. has a logKow< 3 or > 7 according to OECD 107, 117 or the draft 123 4
j)
‘Not toxic to aquatic organisms’ is a substance which…..
…..is listed in annex II of this user manual.
….has a Molecular Mass > 800 Dalton
….has a Molecular Diameter > 1.5nm (15 Å)
….is highly insoluble in water (solubility < 10µg/l) according to OECD 1054
…..has a NOEC > 10 mg / l according to OECD 210 and 211 (chronic toxicity tests) 4
…. has a EC50/LC50/IC50 > 100 mg/l according to OECD 201 and 202 (acute toxicity tests) 4
k)
‘Harmful’ is a substance which….
…..has a NOEC between 1-10 mg / l according to OECD 210 and 211 (chronic toxicity
tests) 4
…. has a EC50/LC50/IC50 between
toxicity tests) 4
l)
10-100 mg/l according to OECD 201 and 202 (acute
‘Toxic’ is a substance which…
….has a NOEC between 0,1-1 mg / l according to OECD 210 and 211 (chronic toxicity tests)
4
…. has a EC50/LC50/IC50 between 1-10 mg/l according to OECD 201 and 202 (acute toxicity
tests) 4
m) ‘Very toxic’ is a substance which…
…..has a NOEC ≤ 0,1 mg / l according to OECD 210 and 211 (chronic toxicity tests) 4
…. has a EC50/LC50/IC50 ≤ 1 mg/l according to OECD 201 and 202 (acute toxicity tests) 4
n)
‘Highly insoluble’ is a substance which…
Or equivalent test methods
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
16
56 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
… has a water solubility < 10µg/l according to OECD 105 4
o)
‘Slightly soluble’ is a substance which…
… has a water solubility < 10mg/l according to OECD 105 4
p)
"Bioconcentration factor" (BCF) means the ratio of chemical concentration in an
organism to that in surrounding water.
q)
"EC50" is median effective concentration. It is the concentration that is estimated to
cause some defined toxic effect to 50% of the test organisms; (e.g., death,
immobilization, or serious incapacitation).
r)
“IC50" means the inhibiting concentration for a 50% effect on the test organisms. It
represents a point estimate of the concentration of test materials that can cause a 50%
impairment in a quantitative biological function (e.g. reduced growth, impairment of
the reproductive). These potential impacts do not kill the organism but may reduce the
total population over time thereby decreasing aquatic productivity.
s)
"LC50" means median lethal concentration. It is the concentration of material that is
estimated to be lethal to 50% of the test organisms.
t)
“Octanol/water partition coefficient" (Kow) means the ratio of a chemical's solubility
in n-octanol and water at equilibrium.
u)
“NOEC” means ‘ no observed effect concentration’. It is the highest concentration at
which no effect on test organisms is observed over a relatively long period in a chronic
aquatic toxicity test.
v)
“ Biochemical Oxygen Demand” (BOD) means the quantity of oxygen utilized by microorganisms growing under aerobic (oxygenated) conditions for the biochemical oxidation
of organic substances under standard laboratory procedures which is usually 5 days
(hence BOD5) but can be longer for specific purposes. BOD is usually expressed as a
concentration (e.g., mg/l).
w) “Chemical Oxygen Demand” (COD) means the quantity of oxygen utilized in the
chemical oxidation of an organic substance in water, as determined using a strong
oxidant, under standard laboratory procedure, usually expressed in milligrams per litre
(e.g., mg/l).
x)
“ Theoretical Oxygen Demand” (ThOD) is the calculated amount of oxygen required to
oxidise an organic substance to its final oxidation products. However, there are some
differences between standard methods that can influence the results obtained: for
example, some calculations assume that nitrogen released from organics is generated as
ammonia, whereas others allow for ammonia oxidation to nitrate. Therefore in
expressing results, the calculation assumptions should always be stated.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
57 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 2: mesure de la biodégradabilité de l’ester méthylique de colza (Van
Dievoet, 2003)
Biodégradabilité de ester méthylique de colza (EMC)
100,0
90,0
80,0
70,0
% 60,0
C
50,0
O2
40,0
15728 % CO2 product
A % CO2 total
30,0
20,0
10,0
0,0
0
4
7
11
14
17
20
28
Days
Biodegradabilité selon OECD 301B
100,0
De
gra
dat
ion
(%
CO
2
tot
al)
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
0
5
10
15
20
25
30
Ellapsed Time (in day)
Benzoate de
sodium
EMC
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
58 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 3: détermination des classes WGK (Van Dievoet, 2003)
Nombre total de
points
WGK 3 :
Très dangereux pour l’eau
9 et plus
WGK 2 :
Dangereux pour l’eau
De 5 à 8
WGK 1 :
Légèrement dangereux
De 0 à 4
Substances non dangereuses pour l’eau
0
¾Faible solubilité (< 10 mg/l dans le cas de liquides)
¾Pas de toxicité à la concentration de saturation
(poissons, daphnies ou algues)
¾Facilement biodegradables
Attribution des points d’évaluation : Nombre total de points = somme des points d’évaluation et valeur par
défaut d’une substance.
Tableau : Renseignements du mélange ou de ses composants : Vue d’ensemble des R-phrases et points
d’évaluation points pour la toxicité aiguë sur mammifères
LD50 en mg/kg de poids corporel
Exposition
LD50 ≥ 2000
Orale
R-phrase
Evaluation points
-
0
De la peau
Orale
LD50 ≥ 2000
200 < LD50 ≤ 2000
R22
0
1
De la peau
Orale
400 < LD50 ≤ 2000
25 < LD50 ≤ 200
R21
R25
1
3
De la peau
Orale
50 < LD50 ≤ 400
LD50 ≤ 25
R24
R28
3
5
De la peau
LD50 ≤ 50
R27
5
Exemple : La toxicité aiguë sur rats a été déterminée selon LD50 = 1400 mg/kg.
classification dans R22 et à l’attribution d’un point d’évaluation.
Cela conduit à une
Résultats avec une substance
Biodegradabilité
Potentiel pour
bioaccumulation
Toxicité aquatique (LC50 EC50 ou IC50) en mg/l
(organisme plus sensible)
> 100
10 - ≤ 100
1 - ≤ 10
≤1
Facilement
dégradable
(correspond à
OECD 301)
Oui
0 points *
0 points *
R51/53 (6 pts)
R50/53 (8 pts)
Non
0 points *
0 points *
0 points *
R50 (6 pts)
Inherent (mais
peut-être pas
facilement
dégradable**)
Oui
0 points
0 points
R51/53 (6 pts)
R50/53 (8 pts)
Non
0 points
0 points
R51/53 (6 pts)
R50/53 (8 pts)
Oui
R53 (3
pts)
R52/53
(4 pts)
R51/53 (6 pts)
R50/53 (8 pts)
Non
0 points
R52/53
(4 pts)
R51/53 (6 pts)
R50/53 (8 pts)
Dégradable pas
facilement et/ou
pas de façon
inhérente
* Fenêtre 10 d pas prise en compte pour l’évaluation du test sur biodégradabilité facile.
** Les substances sont biodégradables de façon inhérente si elles sont minéralisées lors d’un test sur la dégradabilité inhérente à un point
de plus de 60/70 % (demande en oxygène / DOC élimination) dans les 28 jours. Dans le test selon OECD 302 B, la marque 70% doit
être atteinte dans les 7 jours.
NB : pas de potentiel de bioaccumulation si le « log pow » < 3.0
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
59 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 4 : Spécifications du label ANGE BLEU (d’après Van Dievoet, 2003)
Substances de base
Additifs
Biodégradabilité
Biodégradabilité
> 70% OECD 301 A/E/B/F/D/C
OECD 301/A/E/B/F/D/C
Si toxicité supposée < 100 mg/l
Si toxicité supposée EC50 ≤ 1 mg/l
Ou toxicité EC50 ≤ 100 mg/l +
bioaccumulable (log pow ≥ 3.0)
Toxicité
Toxicité
Daphnies OECD 202
Daphnies OECD 202
Poissons OECD 203
Poissons OECD 203
Algues OECD 201
Algues OECD 201
Plantes OECD 208
Inhibition des bactéries
Plantes OECD 208
Si toxicités > 100 mg/l ÎBlue Angel
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
60 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 5: L’eco-label Nordic Swan pour les huiles lubrifiantes
The key objective of Nordic Ecolabelling is to offer consumers guidance on the selection of those products within
any particular product group which are considered to have the least potential adverse impact on health and the
environment during their lifecycle, from product development through to disposal and recycling.
Large quantities of lubricating oil of various types are used in the Nordic countries. Traditional lubricating oils, which are most often
based on natural mineral oil, can be harmful to both the environment and to people since their biodegradation rate in the environment
is generally low and because they may contain substances which can be hazardous to health or the environment. Other lubricating oils,
often derived from plant sources, may be more environmentally adapted because they are more readily degraded in nature and may be
less hazardous to health and the environment.
Since some lubricating oils find their way into the soil or water, it is important that they cause as little harm as possible to the
environment or to waste water systems. They should comprise components with a high level and rate of biological degradability, have
low toxicity to waterborne organisms and should not have bioaccumulative potential.
People at may come into direct contact with lubricating oils during activities such as car repairs, oil changes and various industrial
processes. Certain industrial processes, especially metalworking which involve lubricating fluids, can result in the formation of oil mists
which may be hazardous to health, particularly in enclosed environments.
Therefore it is important to define health criteria for ecolabelled lubricating oils and their components so that health hazards are
minimized. The ecolabelling criteria acknowledge that lubricating oils must function satisfactorily and that some lubricant types need to
contain higher levels of potentially hazardous components in order to meet the necessary performance criteria. In addition, it is
recognised that the formulation of lubricating oil may necessitate inclusion of a component which presents one particular hazard to
people or the environment yet may reduce the risk of a different hazard. These balances and compromises have been taken into
account when setting requirements to potentially hazardous components in the different lubricant types.
In the development of ecolabelling criteria for lubricating oil, attention has been focused on products which could potentially have a
negative effect on the environment during normal use, unforeseen leakages or other accidents.
The criteria recommend lubricating oils based on either renewable raw materials (animal or vegetable) or rerefined oil. Recommending
rerefined oils stresses the importance of recycling used oil. In addition this allows virgin mineral oil to be saved for other more
important purposes. Nevertheless, rerefined base oil must fulfil the same requirements as to health and environment as other base oils.
It is not known whether rerefined oil that fulfils these requirements is available at present. However, it is hoped that the criteria will
encourage the development of an oil quality of this nature in the near future.
In the case of transmission/gear oils, products containing either renewable base oil or rerefined base oil which fulfils the strict
requirements as to health and environment contained in the criteria will be ecolabelled.
Lubricating oils can be categorised into three main groups:
- · Those used in open systems where there is a high probability of the oil being discharged or dispersed into the environment, e.g.
chain oil, mould oil, 2-stroke oil, lubricating grease, and metal cutting fluid.
- · Those used in semi-closed systems where occasional but usually unintentional discharges of oil may occur, such as leakages. This
is most likely with hydraulic oil. Metal cutting fluid may also be included, because the products are often collected, treated/purified
and reused.
- · Those used in closed systems where the oil is held in the system until removal at the end of its useful life. These oils are gear or
transmission oils.
The criteria have been compiled on the basis of four overall goals:
The products
1. Must not present an undue hazard to the environment
or health
2. Must function satisfactorily
3. Must have as high a content of renewable resources
as practicable
The individual constituent substances:
4. Must have the least possible harmful effect on health
and/or the environment, consistent with satisfying the
essential functional performance of the finished
lubricant product.
Source: Nordic Ecolabelling 3 (13) - Lubricants 002/4.1 - 11 June 2002
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
61 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Exigences physico-chimiques et performances pour le label Nordic Swan (BfB Oil Research):
Huile de base
Additifs
Biodégradabilité
Biodégradabilité
OECD 301 B or F (ISO 9439)
OECD 301 B or F (ISO 9439)
Facilement biodégradable
Toxicité
Toxicité
Daphnies OECD 202 Æ > 100 mg/l
Daphnies OECD 202 Æ > 100 mg/l
Algues OECD 201Æ > 100 mg/l
Algues OECD 201Æ > 100 mg/l
Bioaccumulation : low pow < 3
OECD 107/117
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
62 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 6: Les “Swedish Standards” pour les graisses et les fluides
hydrauliques
Graisses lubrifiantes qui rencontrent les exigences environnementales selon le SS 15 54 70
En 2003, 29 produits de 15 fournisseurs remplissent les exigences.
Contact person:
Hans Gustafsson, Tel +46 33 16 52 70
Fluides hydrauliques qui rencontrent les exigences environnementales selon le SS 15 54 34
La partie relative à l’environnement est basée sur les critères qui ont été établis dans le projet "Ren Smörja –
Clean Lubricants", initié par la ville de Göteborg (voir annexe
Chemicals Inspectorate.
8)
en collaboration avec le Swedish National
Ces exigences sont rigoureuses et signifient que le fluide hydraulique doit être biodégradable, avec une
toxicité aquatique minimale. Ensuite, un examen des composes chimiques ayant des propriétés sensibles
est exigé.
Les produits suivants remplissent les exigences de SS 15 54 34. ( 2003 / March 2003)
PRODUKT / PRODUCT
AGIP ARNICA S 46
Agrol Hydraul E 46
Agrol Mendo 32 Bio
Agrol Mendo 46 Bio
Agrol Mendo 68 Bio
Binol Hyd 32
Binol Hyd 46
Binol Hyd 46E
Binol Hyd 68
Biohyd SES 46
Premium ECO HT-E 22
Premium ECO HT-E 32
Premium ECO HT-E 46
Premium ECO HT-E 68
Carelube HTG 32
Carelube HES
Castrol Hyspin Bio P
Cargo Bio-Miljö ISO 46
Comet Eco Pine 32 Hydraulic Oil
Comet Eco Pine 46 Hydraulic Oil
Comet Eco Pine 68 Hydraulic Oil
GULF HARMONY BIO-SYNTH
Caterpillar BIOHYDO (HEES)
Sunoco E covis S 46
Ambra Hydrosystem 46 Bio-S
Ambra Hydrosystem 68 Bio-S
Greenplus Hydraulic Fluid ES-46
Bio+ 32-68
Mobil EAL Syndraulic 46
Neste Biohydrauli SE 46
Hyndla Bio SE 46
LEVERANTÖR / SUPPLIER
Agip-Holje Petroli AB
Agro Oil AB
Agro Oil AB
Agro Oil AB
Agro Oil AB
Binol AB
Binol AB
Binol AB
Binol AB
BP Smörjmedel AB
Canadian Oil AB
Canadian Oil AB
Canadian Oil AB
Canadian Oil AB
Castrol
Castrol
Castrol
Cargo Oil AB
Voitelukeskus Tontilla Oy
Voitelukeskus Tontilla Oy
Voitelukeskus Tontilla Oy
CAR OIL
Caterpillar
Enga AB
F L Nordic
F L Nordic
Green Oils AB
Hydroscand AB
Mobil Oil AB
Fortum Oil AB
Norsk Hydro Olje AB
PRODUKT / PRODUCT
Hyndla Bio SE 22
HYDRAUNYCOIL FH50
Preem BioHydraul ES 46
Texaco Hydra 32
Texaco Hydra 46
Texaco Synstar Hydraulic HT 46
Q8 Holbein Bio Plus
Panolin HLP Synth 15
Panolin HLP Synth 22
Panolin HLP Synth 32
Panolin HLP Synth 46
Panolin HLP Synth 68
Raisio BioSafe HO 32 NE
Raisio BioSafe HO 46 SE
Raisio BioSafe HO 22 SE
Hydraulolja ES 46/3
Shell Naturelle HF-E 46
Shell Naturelle HF-M 46
Shell Naturelle HF-X32
DEA Econa E46
Hydraulic Oil Bio 46
HydraWay Bio Pa 22
HydraWay Bio Pa 32
HydraWay Bio Pa 46
HydraWay Bio SE/VE 46
HydraWay Bio SE 32-68
HydraWay Bio SE 46
HydraWay Bio SE 68
Hydrelf Bio 46 S
Ultraplant ES 46 S
LEVERANTÖR / SUPPLIER
Norsk Hydro Olje AB
NYCO S.A.
Preem Petroleum AB
Preem Petroleum AB
Preem Petroleum AB
Preem Petroleum AB
OK-Q8 AB
G. A. Lindberg AB
G. A. Lindberg AB
G. A. Lindberg AB
G. A. Lindberg AB
G. A. Lindberg AB
G. A. Lindberg AB
G. A. Lindberg AB
Raisio Chemicals Oy
Skandinaviska Oljecentralen
Shell AB
Shell AB
Shell AB
SMA Maskin AB
Statoil Lubricants
Statoil Lubricants
Statoil Lubricants
Statoil Lubricants
Statoil Lubricants
Statoil Lubricants
Statoil Lubricants
Statoil Lubricants
TotalFinaElf Olja Sverige AB
Valvoline International
Contactperson: Hans Gustavsson, Tel +46 33-16 52 70
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
63 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 7 : Le “Clean Lubrication Project” de Göteborg (Suède)
Le projet “Clean Lubrication” Project à Göteborg a, sur les instructions du Göteborgsregionens
Kommunalförbund [la Federation des Authorités Locales de la Région], du secrétariat environnemental de la
ville de Göteborg et de la Délégation Technologique environnementale], formulé des critères de santé et
environnementaux pour les graisses lubrifiantes. Des produits nouveaux et déjà existants sur le marché
suédois ont été testés par rapport à ces critères.
Les travaux ont commence en mars 1998, et la première liste de produuits qui remplissent les exigencies est
maintenant disponible. Beaucoup de produits de la liste sont complètement nouveaux, et les expériences de
performance techniques sont limitées.
La liste peut être téléchargée sur: http://miljoteknik.nutek.se
Lubricants which meet the Projects health/environment requirements:
Agrol Centralsmörjfett EP 00 Bio
Agrol Entreprenadfett EP 2 Bio
Agrol Universalfett EP 2 Bio
Binol Rail 510
Binol Rail 511
Bio Millergrease 2265
BP Biogrease EP 00/000
BP Biogrease EP 2
Cargo Bio-Nature Grease 0
Cargo Bio-Nature Grease 2
Cargo Bio-Rail
Cougar 8060 Bio Grease EP No. 1 WR
Cougar 8060 Bio Grease EP No. 2 SM
Cougar 8060 Bio Grease EP No. 00
Mobilgrease EAL 003 E
Mobilgrease EAL 102 E
Neste Center Grease Bio 00 EP
Neste Multigrease Bio 2 EP
OK Biofett Universal EP 2
OK Centralsmörjfett Bio
Q8 Renoir
Shell Retinax Grease CSB 00
SKF Green Grease LGGB 2
Statoil UniWay Bio LiX 62
Statoil GreaseWay Bio LiX 400
Statoil SL 98 - 603
Texaco Biostar Grease LC EP 2
Texaco Biostar Grease LC EP 000
Texaco Biostar Grease LCS EP 2
Les produits de la liste sont utilises dans de nombreuses applications, incluant la lubrification universelle, les
grosses machines forestières, les systèmes de graissage centralisés des camions et des bus, et dans le
graissage des rails.
Contact:
Patrizia Finessi, Miljöteknikdelegationen, + 46 8 681 65 42
Ulf Duus, Clean Lubrication Project, + 46 31 733 27 08
Lennart Lagerfors, Göteborgsregionens Kommunalförbund, + 46 31 335 51 11
The Gothenburg Region Association of Lokal Athorities
Visiting address Gårdavägen 2, Postal address Box 5073, S-402 22 Göteborg
Telephone +46 31 335 50 35 Telefax +46 31 335 51 17
E-mail: [email protected]
http://www.gbgreg.kommunalforbund.se/regionalplanering/miljo/miljofetteng.html
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
64 / 66 pages
Lubrifiants éco-compatibles
Groupe de travail « Lubrifiants d’origine végétale » - GLUB 3
Annexe 8: Système de classification LLINCWA pour les fluides
hydrauliques et les graisses utilisées à proximité des voies navigables
LLINCWA Classification system for bio-hydraulic fluids
Catego C / P
ry
*
BH-I
C
BH-II
BH-III
BH-IV
C
C
P
Renewable
**
65%
-
-
-
Biodegradation
Aquatic toxicity
Health and other hazards
No components with R-phrases or combinations
thereof in relation to sensitization, carcinogenity,
mutagenicity and reprotox (R39, R40, R42, R43, R45,
R46, R48, R49, R60-R64). Other components comply
with EU directive on preparations.
No R –phrase for the end product.
No components with R-phrases or combinations
The total amount of components with a Rphrase of R50*** or a combination there of thereof in relation to sensitization, carcinogenity,
mutagenicity and reprotox (R39, R40, R42, R43, R45,
should not exceed 1%, of R51/53 not
R46, R48, R49, R60-R64). Other components comply
exceeding 2% and of R52 and/or R53 not
with EU directive on preparations.
exceeding 3%. (w/w)
No R –phrase for the product.
Primary (>80%) XC50< 1mg/L max 1%
No components with R-phrases or combinations
degradation:
1 mg/L <XC50 < 100 mg/L: thereof in relation to sensitization, carcinogenity,
total >95%
mutagenicity and reprotox (R39, R40, R42, R43, R45,
max. 5%
XC50> 100 mg/L > 95% R46, R48, R49, R60-R64). Other components comply
(OECD 201, 202 and 203) with EU directive on preparations.
No R –phrase for the product except R65
No components with R-phrases or combinations
Primary (>90%)
XC50>100 mg/L according thereof in relation to sensitization, carcinogenity,
degradation.
mutagenicity and reprotox (R39, R40, R42, R43, R
to OECD 201 and 202
45, R46, R48, R49, R60-R64)
The total amount of components with a Rphrase of R50*** or a combination thereof
should not exceed 1%, of R51/53 not more
than 2% and of R52 and/or R53 not more
than 3%. (w/w)
Performance
Similarity with
ecolabel
Swan
SS 155434 or VDMA
24568
or supplier/OEM
warrant guarantee
SS 155434
SS 155434 or VDMA
24568
or supplier/OEM
warrant guarantee
Blue Engel
SS 155434 or VDMA
24568
or supplier/OEM
warrant guarantee
VAMIL
SS 155434 or VDMA
24568
or supplier/OEM
warrant guarantee
LLINCWA Classification system for bio- gear, lubricating oils and bio-greases
Category
C/P
*
BG-I
C
BG-II
P
BG-III
P
*
**
***
•
•
•
•
Renewable
**
Environmental hazards
Health and other Hazards
No components with R-phrases or combinations
thereof in relation to sensitization, carcinogenity,
mutagenicity and reprotox (R39, R40, R42, R43,
65%
R45, R46, R48, R49, R60-R64). Other components
comply with EU directives on preparation.
No R–phrase for the end product.
No components with R-phrases or combinations
thereof in relation to sensitization, carcinogenity,
Base fluid Biodegradation:
Aquatic toxicity
mutagenicity and reprotox (R39, R40, R42, R43,
from
Ultimate: OECD 301B,C,D,F
XC50>100 mg/L for
R45, R46, R48, R49, R60-R64). Other components
vegetable oil >70% or OECD A,E>80%
OECD 201 and 202
comply with EU directive on preparations.
or synthetic or primary: CEC>90% or
or WGK< 1.
No R-phrase for the end product except R10, R65,
esters.
equivalent tests
R66
Biodegradation:
No components with R-phrases or combinations
Ultimate: OECD 301B,C,D,F Aquatic toxicity
thereof in relation to sensitization, carcinogenity,
>60 or OECD A,E>70% or XC50> 1mg/L for
mutagenicity and reprotox (R39, R40, R42, R43, R
primary: CEC>90% or
OECD 201 and 202
45, R46, R48, R49, R60-R64)
equivalent tests
No components with a R-phrase or combinations
thereof in relation to very toxic for the water
compartment: N, R50***. Other components
comply with EU directive on preparation.
No R –phrase for the end product.
Performance
Warrant guarantee
is given by
supplier/OEM
Similarity with
ecolabel
Gothenburg B
or
SS15 54 70 (Class
B)
Warrant guarantee
is given by
supplier/OEM
Blue Engel.
Warrant guarantee
is given by
supplier/OEM
VAMIL
C means: criteria are set for all individual components in the product. P means criteria are set for the total product (irrespective of the used components)
Only for the first category it is obligatory that the biolubricant is base > 65% renewable raw materials (Vegetable oils).
The assignment of an environmental hazard R-phrase includes ready biodegradability aspects.
Ready biodegradable according to OECD 301 or equivalent tests like BODIS (ISO 10708), ISO 9408 and ISO 9439.
Primary biodegradation tests should lead to the indicated percentage within 28 days.
Components should not be found on the EU list of priority substances in the field of water policy.
No components means less than what is stipulated by the current EU preparation directive.
Etude réalisée dans le cadre du projet FARR-Wal – 2003/MHN/11
65 / 66 pages
Version 1.0
Annexe 9: Types de mesures applicables en Région wallonne pour l’utilisation de lubrifiants éco-compatibles (d’après
NOVAK, 2000).
Institution
Min. Rég. Wallonne,
DGRNE17, Division
Nature et Forêts
Type de règlement
Circulaire 2619 du
22/09/97 relative aux
aménagements dans les
bois soumis au régime
forestier.
Objet
Protection de l’eau et
des sols – aménagements
forestiers. Mesure
encouragée dans les
aménagements :
imposition dans cahiers
des charges
Min. Rég. Wallonne,
DGRNE
Division de l’eau
Note du Directeur à
l’intention des Services
extérieurs
Spécifications à
introduire dans le cahier
spécial des charges
Parc Naturel des
Hautes Fagnes et
PN Burdinale
Précautions
particulières dans le
cahier des charges
Document
034/CTPE-A de la
SWDE (Société
Wallonne des
Distributions d’Eau)
Min. Rég. Wallonne,
Précautions
particulières dans les
clauses techniques
Protection des
ressources et des
captages
Projet de révision du
code forestier,
En projet
Propositions de décret
A l’examen
DGRNE
Gouvernement
wallon
Lieux d’application
Puits de captage :
zone de prévention rapprochée (35 m)
zone de prévention limitée à 100 m
Par extension :
toute la forêt domaniale du cantonnement de Spa
(3020 ha), en lien avec le périmètre de protection
des sources de Spa (3200 ha)
En bordure des cours d’eau de première catégorie
(non navigables) 18
Parc Naturel des Hautes Fagnes = 4000 ha
Produits concernés
Huiles biodégradables (sans précision)
Huiles de chaînes de tronçonneuses et
huiles de décoffrage (acier, bois et
panneaux stratifiés) ; ils doivent être
d’origine végétale et biodégradables à
plus de 95 %19
Huile de chaîne, fluides hydrauliques
Par extension :
tous les cantonnements de la direction de Malmédy
Sur tous les terrains dont la SWDE est propriétaire ou Huiles de lubrification des machines de
gestionnaire
coupe doivent être certifiées
biodégradables, contenues dans les
récipients d’origine et être agréées par la
Direction des travaux
Pour tous travaux dans l’ensemble des bois et forêts Toutes huiles : huiles pour moteur, huiles
(belges) domaniales, communales et privées.
de transmission, fluides hydrauliques ,
graisses, huiles de chaînes de
tronçonneuses
Cahiers de charges et appels d’offres pour tous
Huiles végétales pour le décoffrage du
chantiers de travaux publics, y compris pièces
béton. Produit végétal à au moins 70 %
préfabriquées
de biodégradabilité selon CEC-l 33-A-93
17 Ministère de la Région Wallonne, Direction Générale des Ressources Naturelles et de l’Environnement
18 Pour les cours d’eau de première catégorie : cours d’eau non navigables en aval du point où leur bassin hydrographique atteint au moins 5000 ha
19 Selon respectivement les normes CEC-L32-A93 et CEC-L31-T82.
27/10/05
66

Documents pareils