Nanopesticides, l'innovation invisible

La question des nanomatériaux dans les pesticides inquiète-t-elle les autorités sanitaires ? C’est ce que laisse à penser l’autosaisine de l’Anses, en cours, qui vise à faire le point sur la présence de nanoparticules dans les produits phytopharmaceutiques et les produits biocides. Cette analyse, qui doit aboutir à un avis « courant 2025 », est motivée par la récurrence de l’agriculture dans R-Nano, le registre de déclaration annuelle obligatoire des nanomatériaux (voir encadré).

« En termes d’occurrence, l’agriculture et les produits phytopharmaceutiques sont parmi les catégories les plus citées chaque année dans R-Nano, depuis 2013 », assure Aurélie Niaudet, en charge de la coordination d’évaluation des risques sur les nanomatériaux à l’Anses. « C’est pour nous un signal suffisant pour aller creuser le sujet et voir un petit peu plus ce qu’il y a derrière. »

Ça bouge aussi, semble-t-il, du côté de l’Agence européenne pour les produits chimiques (Echa) qui vient de publier un rapport sur les nanopesticides et les nanoengrais. Finalisé en mai, ce rapport constate « l’absence quasi-totale de données disponibles au niveau du marché européen », indique Alberto Del Rio, directeur du bureau d’études Innovamol. « Il est donc très difficile de savoir si une entreprise met actuellement sur le marché des produits sous forme nanoparticulaire », conclut-il.

Mais de quoi parle-t-on exactement ? En France, dans le cadre du dispositif de déclaration annuelle R-Nano, on considère comme un nanomatériau une substance qui comprend au moins 50 % de particules faisant entre 1 et 100 nanomètres, et fabriquée intentionnellement à l’échelle nanométrique. Une définition « proche » de la recommandation de définition de la Commission européenne, explique Aurélie Niaudet, mis à part le critère d’intentionnalité qui n’y figure pas.

Et à quoi servent-ils ? Dans le monde des nanopesticides il existe deux grandes familles : soit le nanomatériau est le principe actif ; soit il transporte le principe actif ("carrier", en anglais). Dans le premier cas, les principes actifs nanométriques sont « principalement métalliques » indique l’association de veille sur les nanos, Avicenn. « Les plus largement appliqués étant les nano-argents (comme nanobactéricides, nanofongicides et nanoinsecticides) et les nanoparticules de dioxyde de titane (comme nanobactéricides et nanofongicides) », détaille Avicenn sur son site web.

Dans le deuxième cas, les nanocarriers transportent la substance active par encapsulation. « Les plus courants étant les polymères tels que le chitosan, la cellulose et le polyéthylène existant sous forme de nanocapsules, de nanosphères, de nano (hydro) gels et de nanomicelles, des nanoparticules d’argile (par exemple, silice, montmorillonite et kaolinite), des nanocomposites ou encore des nanotubes de carbone », liste l’association.

Alléchants sur le papier

Sur papier, les nanomatériaux présentent plusieurs intérêts. En premier lieu, ils permettent de diminuer la dose de matière active utilisée grâce à une surface des particules plus élevée pour la même quantité de produit, du fait de l’échelle nanométrique. « Vous augmentez le rapport entre la surface et la masse, ce qui permet de mettre beaucoup moins de matière active tout en ayant plus d’interactions. Et donc finalement, vous obtenez la même efficacité avec une quantité plus faible », résume Emmanuel Flahaut, directeur de recherche au CNRS.

L’efficacité est aussi améliorée grâce à une meilleure absorption des plantes. « La particularité des nanoparticules est qu’elles passent facilement les barrières biologiques. La pénétration d’une nanoparticule dans la feuille d’une plante cultivée est donc bien supérieure à celle d’un pesticide conventionnel », complète Eric Houdeau, directeur de recherche à l’Inrae. Les nanomatériaux peuvent aussi permettre de maîtriser la libération du principe actif dans le temps (« relargage contrôlé ») ou encore de limiter les rejets dans l’environnement.

Malgré ses promesses, force est de constater que les nanomatériaux n'ont pas massivement remplacé leurs équivalents « mini » ou « macro » dans les pulvérisateurs. En Europe, son usage est réduit à celui de co-formulant. En fait, pendant longtemps, le monde agricole utilisait des nanomatériaux dans les phytosanitaires sans vraiment le savoir, au travers des co-formulants en poudre tels les agents de charge (argile, kaolin, sable) et les pigments. Car, dans la production de poudres, on retrouve inévitablement des particules très fines qui correspondent à l’échelle nanométrique, explique Julien Durand-Réville, expert sur la question chez Phyteis.

Son usage continue aujourd'hui mais de manière incidente, assurent les fabricants. « On ne peut donc pas dire qu’il n’y a pas de nanos (dans les phytos, NDLR). Mais, éléments de charge ou pigments, les co-formulants qu’on a identifiés avec nos adhérents ne sont pas intentionnellement mis pour être nanos, et pas mis pour obtenir un gain d’efficacité », affirme-t-il.

En revanche, concernant les substances actives nanométriques, le responsable santé de Phyteis assure qu’il n’y en a pas sur le marché européen. Interrogée, la Commission européenne confirme qu’il n’est pas censé y en avoir car « elle n’a pas reçu de demandes d’autorisation ». Pour Julien Durand Reville, le fait que les fabricants ne s’engagent pas dans la voie des nanos révèle qu’il n’y a pas de « gap d’efficacité » entre un pesticide nanométrique et sa forme conventionnelle. « Je ne sais pas si la balance bénéfices versus plein d’autres conséquences serait positive », glisse-t-il.

Balance bénéfices-risques à évaluer

Et pour les agriculteurs, les nanos sont-ils intéressants ? « Ça peut être le cas, dans certaines conditions, si on travaille bien, avec une bonne formulation du produit phytosanitaire. Mais la question essentielle, en fin de compte, est : quel est le rapport bénéfice-risque ? À mon avis, au regard de nos connaissances actuelles, cela pourrait être évalué au cas par cas pour les produits phytosanitaires nano-additivés », estime Jérémie Pourchez, directeur de recherche à l’Inserm. Pour Eric Houdeau, la balance bénéfices-risques demeure à évaluer: « À l’heure actuelle, on ne peut pas dire que les nanopesticides présentent un risque, donc un éventuel danger pour l’utilisateur et le consommateur exposés. Ça reste à démontrer ».

Le chercheur essaye justement d’évaluer les risques d’un nanopesticide commercial à base de cuivre sur les agrosystèmes et la santé digestive et métabolique des individus dans le cadre du projet Nanopestis, lancé il y a un an et financé par le plan Ecophyto. « Notre projet de recherche, Nanopestis, vise à évaluer le potentiel de toxicité éventuel d’une forme nanométrique de cuivre par rapport à sa forme non nanométrique », résume le chercheur de l’Inrae.

Ce projet de recherche sur souris et plants de tomates doit durer quatre ans, et prouver que la taille nanométrique est un facteur de risque serait une première. Cela n’a encore jamais été démontré dans le secteur alimentaire, pourtant plus avancé en matière de recherche sur les nanomatériaux dans les additifs. « Au jour d’aujourd’hui, même quand on parle d’additifs alimentaires à nanoparticules, qui sont présents dans notre alimentation, jamais personne n’a pu prouver que le risque était lié à une taille nanoparticulaire », affirme Eric Houdeau. Ainsi, le dioxide de titane E171 utilisé comme colorant blanc pour enrober les confiseries – par exemple les M & M’s – a été interdit en France en 2020, puis à échelle européenne en 2022, non pas à cause de son caractère nano mais à cause de ses propriétés intrinsèques. « On s’est intéressé à l’E171, dioxyde de titane, à cause de sa forme nanoparticulaire. Et à force de travailler dessus, on s’est rendu compte qu’il était potentiellement toxique pour le système immunitaire et aussi génotoxique », explique le chercheur.

La recherche est limitée

Les connaissances sont aujourd'hui assez maigres. « La recherche sur la présence de nanos dans les phytosanitaires n’apparaît pas une priorité », observe simplement Jérémie Pourchez. Emmanuel Flahaut fait le même constat. Son équipe a déposé, à deux reprises, un projet de recherche visant à identifier et analyser des pesticides suspectés de contenir des nanomatériaux, d’abord auprès de l’Agence nationale de la recherche, puis de l’Université de Toulouse. Mais elle n’a pas obtenu les financements escomptés. « Ces travaux auraient pu, si la présence de nanomatériaux était avérée, servir de base à une évaluation des risques pour les agriculteurs, mais aussi pour l’environnement », regrette-t-il.

La recherche sur la toxicité des nanopesticides, aussi, n’en est qu’à ses balbutiements. Emmanuel Flahaut et Jérémie Pourchez font actuellement une revue ("review") de la littérature scientifique sur la toxicité potentielle chez les mammifères. Sur près de 2000 articles initialement repérés par mots-clefs, il n’en reste « que 23 qui sont finalement intéressants, dont cinq ou six comprenant des données toxicologiques in vivo », décrit Jérémie Pourchez. « Le corpus de connaissances scientifiques et publiées sur le sujet est extrêmement limité. Ça, c’est une certitude. »

Pourtant, les scientifiques se posent bon nombre de questions : dans quels cas le nanomatériau a un impact potentiellement toxique ou est uniquement agent de transport (carrier) ? Y a-t-il des superpositions d’effets (« synergies » ou « antagonismes ») et des risques associés ? Quels sont les risques pour les sols, l’eau et plus généralement l’environnement ? Dans quelle mesure les agriculteurs – par les voies respiratoires, le contact manuel, l’ingestion accidentelle – et les consommateurs sont-ils exposés ?

Ailleurs dans le monde

Si en France et en Europe, l’utilisation de nanopesticides – et notamment de substances actives nanoparticulaires – n’est en théorie pas autorisée (voir l’article complémentaire dans ce dossier), d’autres pays n’hésitent pas à se lancer. « Le nanopesticide à base de cuivre que nous évaluons dans notre étude est commercialisé dans des pays hors Europe dont les États-Unis, le Brésil, l’Inde. La Russie l’utilise également, du moins d’après mes recherches qui datent d’avant la guerre en Ukraine », affirme Bruno Lamas, chargé de recherche à l’Inrae et responsable scientifique de Nanopestis.

Preuve en est, une étude américaine publiée en 2022 dans le journal scientifique Nature Nanotechnology a identifié 1 163 brevets pour des nanopesticides déposés au 3 octobre 2021. « Certains d’entre eux devraient arriver sur le marché très prochainement ou sont déjà sur le marché », écrivaient alors les auteurs. Parmi les 1 163 brevets, 305 concernaient des substances actives nanométriques – dont le Kocide 3 000 (nanocuivre) de la firme Dupont « approuvé en 2007 » –, et 858 concernaient des nanocarriers.

« Des pays hors UE ont mis sur le marché des nanopesticides en se basant sur des études longues, classiques en toxicologie, qui ont montré qu’aux doses d’utilisations préconisées par les fabricants, ils n’étaient pas forcément toxiques pour les animaux tels que les rats, les truites et les daphnies (crustacés planctoniques, NDLR). Mais ces premières études ne sont pas assez approfondies pour évaluer les effets d’une exposition tout au long de la vie à de faibles doses de ces produits », assure Bruno Lamas.

Dans les pays où des nanopesticides sont distribués aux agriculteurs ou en phase de R & D, certains fabricants se gardent bien de mentionner la présence de nanomatériaux dans leurs produits car ça desservirait leur marketing, ajoute Eric Houdeau. « Ils n’en font pas la pub car ce serait attaquer le produit par le mauvais côté, parce que la “nanométrie” fait peur. Or pour le moment, aucune mesure de gestion n’est prise ».