Effets sur la santé des fibres de substitution à l`amiante

Effets sur la santé
des fibres de substitution
à l'amiante
Rapport établi à la demande
de la Direction Générale de la Santé
et de la Direction des Relations du Travail
(Ministère de l'Emploi et de la Solidarité)
Paris: INSERM,1999. - (Expertise collective)
© Les Éditions INSERM, 1999
101, rue de Tolbiac 75013 Paris
ISBN 2.85598 739-3
ISSN 1264-1782
Présentation
Réalisée la demande de la Direction Générale de la Santé et de la Direction des Relations du Travail,
la présente expertise collective de l’INSERM, consacrée aux fibres de substitution à l’amiante, analyse
leurs effets sur la santé par différentes approches qui font l’objet des chapitres de ce rapport
(propriétés physicochimiques, métrologie/expositions, effets sur la santé de l’homme, études
expérimentales). La synthèse qui clôt cet ouvrage résume brièvement ces différents chapitres.
Consistant en une analyse approfondie de la littérature scientifique publiée jusqu’à la fin de 1997, ce
travail a porté sur les principales fibres utilisées en remplacement de l’amiante: fibres minérales
artificielles (laines de verre, de roche et de laitier, fibres de verre à filament continu, microfibres de
verre, fibres céramiques réfractaires), fibres organiques (para aramides, cellulose). Le cas des
polyvinylalcools n’a pas été abordé en raison de la pauvreté de la littérature scientifique les
concernant. On peut en effet souligner que sont utilisées massivement, en remplacement de l’amiante
aujourd’hui, des fibres pour lesquelles très peu de données toxicologiques existent; la nouveauté de
leur emploi dans ces applications se traduit pareillement par une absence de données concernant
leurs effets potentiels sur la santé humaine.
Groupe d’experts
Le groupe d’expertise collective réuni par l’INSERM comportait:
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Haudrey ASSIER
Marie-Annick BILLON-GALLAND
Paolo BOFFETTA
Paul DE VUYST
Pascal DUMORTIER
Marcel GOLDBERG
Joëlle GUIGNARD
Jacques HAKIM
Marie-Claude JAURAND
Claude LAMBRÉ
Claude LESNÉ
Danièle LUCE
Jean-Claude PAIRON
Isabelle STÜCKER
Jean-Claude TOURAY
E. ORLOWSKI a été sollicitée pour ses connaissances particulières concernant les expositions.
Personnalités auditionnées
Ont été auditionnés par le groupe d’expertise collective:
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C. MORSCHEIDT Isover St-Gobain
J. ROTHUIZEN Rothuizen Consulting, représentant DuPont de Nemours
P. SEBASTIEN et R. BROWN Kerlane St-Gobain / E.C.F.I.A.
E. KAUFFER Chercheur, INRS
P. BROCHARD Professeur, Médecine du travail, Université de Bordeaux
M. ROLLER Chercheur, Institut fur Umwelthygiene, Dusseldorf
J. SIEMIATYCKI Professeur, IARC
G.W. GIBBS Safety Health Environment International Consultants Corp, Adjunct Professor,
University of Alberta
Nous remercions B. CARPENTIER (Isover Saint-Gobain), président du FILMM, et C. BRASERO
(Rockwool) pour les informations qu’ils nous ont communiquées.
Équipe INSERM chargée de l’expertise
Cette expertise a été réalisée sous la responsabilité du service commun 15 de l’INSERM:
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PAUL JANIAUD, directeur
DOMINIQUE DOUGUET, chef de projet
CATHERINE CHENU, assistante
HÉLÈNE CARTERON, Annie COURTALON, documentalistes
Effets sur la santé des fibres de substitution à l'amiante
Expertise Collective INSERM©
© Les Editions INSERM, 1999
Sommaire
Groupe d’experts
Glossaire
VI
XIII
1 -Généralités - Propriétés physicochimiques
1
Introduction
Etudes sur la solubilité des fibres de verre
Réactivité physicochimique des fibres minérales artificielles
Références
Annexe
3
8
19
31
35
2 -Métrologie des fibres dans l’air - Production, utilisation Environnement
55
Introduction
Méthodes utilisées pour la métrologie des fibres dans l’air
Données métrologiques
Mesures gravimétriques
Références
Annexes
Dépôt des particules et des fibres inhalées dans les voies respiratoires
Exposition à la wollastonite
57
58
67
87
91
97
97
98
3 -Effets sur la santé humaine - Cancers
99
Etudes épidémiologiques: aspects méthodologiques essentiels
Description des études épidémiologiques sur l’exposition aux fibres de substitution
Cancer
Synthèse des conclusions concernant les données épidémiologiques sur les risques de
cancer associés à l’exposition aux fibres de substitution
Références
102
118
131
177
181
4 -Effets sur la santé humaine - Maladies respiratoires non tumorales
187
Fibrose pulmonaire (pneumoconiose) 189 Pathologie pleurale bénigne
Maladies respiratoires chroniques non spécifiques
Biométrologie
Maladies associées à d’autres substances présentes au poste de travail
Conclusion
Glossaire
Références
204
212
232
236
237
240
242
5 -Effets sur la santé humaine-Dermatoses induites par les fibres artificielles
247
Laines de verre
Laines de roche
Fibres « minérales »
Fibres de céramique
Cellulose
Fibres d’aramide
Résumé et recommandations
Glossaire des termes dermatologiques
Références
249
256
257
258
258
259
259
261
262
6 -Effets sur la santé humaine - Autres causes de décès
267
Laine de roche/laitier
Laine de verre
Filaments continus
Autres fibres
Expositions mixtes
Conclusion
Références
269
271
272
274
274
275
275
7 -Physiopathologie expérimentale
277
Introduction
Moyens d’étude
Echantillons étudiés
Pathologies résultant d’études expérimentales in vivo avec des laines d’isolation
Pathologies résultant d’études expérimentales in vive avec des fibres de céramique
Conclusions sur les résultats obtenus avec les laines d’isolation et les céramiques
Pathologies résultant d’études expérimentales in vive avec d’autres fibres
Devenir des fibres inhalées
Conclusions générales sur les études expérimentales chez l’animal
Etudes sur les mécanismes d’action au niveau cellulaire
Références
Annexe: Réaction inflammatoire et fibres
281
283
288
289
318
330
341
343
358
359
365
381
Synthèse
397
Introduction
Propriétés physicochimiques
Métrologie/Expositions
Effets de l’exposition aux fibres de substitution à l’amiante sur la santé de l’homme
Cancers
Maladies respiratoires chroniques non malignes
Affections dermatologiques
Autres causes de décès
Etudes expérimentales
Recommandations
Addendum à la synthèse
398
398
402
406
406
411
418
419
420
426
429
Effets sur la santé des fibres de substitution à l'amiante
Expertise Collective INSERM©
© Les Editions INSERM, 1999
Glossaire
On trouvera dans ce glossaire les principales définitions et abréviations des termes utilisés dans les chapitres
développés dans ce rapport; les définitions des termes techniques propres à un chapitre figurent à la fin du
chapitre considéré.
Fibre: Il s’agit d’une particule ayant un rapport Longueur/Diamètre ≥3/1 (aspect ratio) et des côtés
approximativement parallèles. Le rapport L/d ≥3/1 est essentiellement basé sur un consensus établi par les
hygiénistes. Les minéralogistes préfèrent souvent utiliser un rapport 5/1, voire 10/1, pour définir une structure
fibreuse.
Fibre OMS: Les caractéristiques des fibres prises en compte dans les comptages de fibres dans les filtrages d’air
par microscopie optique à contraste de phase telles que définies dans la méthode OMS sont les suivantes:
diamètre ≤ 3 mm, L ≥5 µm, L/D ≥3. Notons que la résolution du microscope optique limite l’observation à des
fibres de diamètre ≥ 0,25 mm.
Les fibres OMS sont fréquemment qualifiées de « fibres respirables » dans la littérature. Cette assimilation est
erronée puisque la définition de fibres OMS implique que les fibres dont le diamètre est < 0,25,mm et la longueur
< 5µm ne sont pas comptabilisées.
Fibre de Stanton ou fibre « S »: Stanton et al. (1981)1 ont montré que les échantillons comportant le plus de
fibres longues et fines et en particulier ceux comportant le plus de fibres de longueur ≥8µm et de diamètre ≤ 0,25
µm, sont les plus pathogènes en implantation intrapleurale chez le rat et ceci quelle que soit la nature des fibres.
Un effet peut déjà être observé avec des fibres de longueur ≥4µet de diamètre ≥1,5µm. Dans les études de
concentration en FMS dans l’air, les fibres de Stanton ou fibres « S » sont définies comme ayant une longueur
≥8µm et un diamètre ≤1,5µ. Cette définition est différente de celle adoptée pour fibres de « Stanton » dans les
études biométrologiques où il est habituellement fait référence à des fibres ayant un diamètre inférieur ou égal à
0,25 µm et une longueur supérieure ou égale 8µm.
1.Stanton ME, Layard M, Tegeris A, Miller E. May M, Morgan E. Smith A. Relation of partiels
dimension to carcinogenicity in amphibole asbestos and other fi brous m inerals. J Natl Cancer Inst
1981 67: 167-175
Fibre respirable: L’acception courante de ce terme dans la littérature anglo-saxonne concerne les fibres qui
peuvent se déposer dans le poumon profond (zone alvéolaire). D’après les travaux de Timbrell (1965)2 on
attribue, chez l’homme, à ces fibres, un diamètre inférieur à 3,5µm et une longueur maximum de 200 à 250 µm.
2.Timbrell V. The inhalation of fibrous dusts. Ann NY Acad Sci 1965 132: 255-273.
Fibre inhalable ou inspirable: Notons que des fibres de diamètre supérieur à 3µm peuvent pénétrer et se
déposer dans les voies respiratoires supérieures (zones naso-pharyngée et trachéo-bronchique) (Tretowhan et
3
al. 1995) .
3.Tretowhan WN, Burge PS, Rossiter CE, Harrington JM, Calvert IA. Study of the respiratory health of
employées in seven european plants that manufacture ceramic fibres. Occup Environ Med 1995 52: 97-104.
Fibre naturelle: Fibre dont la structure ne résulte pas d’un procédé industriel mais dont la préparation en vue de
son utilisation peut inclure divers traitement.
Fibre artificielle: Fibre n’existant pas à l’état naturel et résultant d’un procédé industriel. Le terme « synthétique »
est également utilisé dans le même sens. Dans ce document le terme « artificiel » sera retenu. La dénomination
de « fibres manufacturées » parfois utilisée est considérée comme inadéquate dans la mesure où les fibres
naturelles font la plupart du temps l’objet d’un traitement entre leur extraction du sol et leur application industrielle.
Fibre minérale: Le terme ne s’appliquera qu’aux fibres non organiques naturelles.
Fibre inorganique: Fibre artificielle pouvant présenter une structure cristalline ou vitreuse.
Filaments continus: Fibres dont le procédé de fabrication aboutit à une génération de matière
d’une longueur suffisante pour être compatible avec une utilisation sous forme de textiles. Elles sont disposées
sous formes orientées parallèles.
Laine: Masse de fibres enchevêtrées dont les utilisations ne nécessitent pas qu’elles soient organisées dans
l’espace selon une disposition particulière (pas de tissage).
Liant: Produit chimique éventuellement associé aux fibres en cours de fabrication pour leur conférer une texture
adaptée à l’application à laquelle elles sont destinées et/ou pour éviter la libération de poussières en cours
d’usage.
Structure vitreuse: Arrangement sous forme cristalline réelle ou apparente constitué de structures ressemblant
au verre. Amorphe est un synonyme.
Structure cristalline: Structure moléculaire constituant un arrangement régulier dans l’espace. On distingue des
structures mono et polycristalline.
Diamètre nominal: Diamètre médian pondéré par rapport à la longueur. Les longueurs de toutes les fibres de
l’échantillon sont additionnées par diamètre croissant; le diamètre à mi-chemin de la longueur totale est le
diamètre nominal. C’est une mesure du diamètre pratique à utiliser dans le cas des fibres minérales artificielles:
en effet, cette mesure est indépendante du degré de fracturation (broyage) des fibres (ICPS 1988).
On peut également définir une moyenne arithmétique et une moyenne géométrique pondérées par rapport à la
longueur (TIMA 1991).
FMA: Fibres minérales artificielles
FVS: Fibres vitreuses synthétiques
MF: Man-made minerai fibres
VF: Man-made vitreous fibres