Agent ignifuge bromé

Des agents ignifuges bromés (Brominated flame retardant ou BFR - en français : retardateur de flamme bromé, ou RFB) sont des matières synthétiques issus de la pétrochimie.
On les utilise depuis les années 1950, et surtout depuis 1978 comme produits ignifugeants en replacement des PCB interdits en raison de leur toxicité et écotoxicité, et de leur forte rémanence dans l'environnement.

Le brome est souvent considéré comme l'un des additifs naturels les plus efficaces pour l'ignifugation, en particulier lorsqu'il est utilisé en synergie avec des oxydes métalliques.

Certains de ces produits sont néanmoins considérés comme « polluants organiques persistants » (interdits de fabrication ou d'utilisation pour certains usages pour divers d'entre eux), et certains sont des perturbateurs endocriniens avérés. Les TBBPA, TCBPA, TMBPA et DMBPA sont très fortement suspectés d'être perturbateurs hormonaux pouvant notamment affecter la reproduction et croissance normale des amphibiens.

Production

On produit environ 2,5 millions de tonnes de polymères (plastiques et produits assimilés) par an, générant une consommation importante d'agents ignifugeants. À titre d'exemple, en 1999, plus de 40 000 tonnes de PBDE ont été produits dans l'année, dont 34 000 tonnes environ aux États-Unis (en 1999, ce qui fait de ce pays le premier producteur de cet additif dans le monde bien qu'une proportion importante des produits ignifugés fabriqués en Amérique du Nord soit destinée au marché mondial.

Usages

En plus de réduire l'inflammabilité d'un élément, l'usage de retardateurs de flamme bromés vise aussi à freiner la propagation de l'incendie, et à fournir un précieux temps supplémentaire à l'évacuation et aux secours chargés de lutter contre l'incendie, avant l'embrasement général.

Les agents ignifuges bromés sont des additifs chimiques principalement utilisés dans une grande partie des produits suivants :

• divers appareils électriques, électroménager domestique ou industriel, et électroniques. L'industrie électronique est devenue le premier consommateur de retardateurs de flamme bromés. Dans les ordinateurs, télévisions, et autres produits de ce type, on en trouve dans la carte de circuit imprimé, les composants tels que connecteurs, câbles et matières plastiques, etc. ;
• matériaux synthétiques (plastiques, résines, divers polymères) ;
• certains matériaux de construction ;
• mousses et matériaux de rembourrage ;
• isolants ;
• peintures ;
• mobilier ;
• vêtements ;
• tapis ;
• tissus d'ameublement ;
• produits de traitement des bois ;

…

Alternatives moins toxiques

• Les sels de bore sont considérés comme une alternative peu nuisible à l'égard de l'environnement.
• Au-delà du brome et du bore, un nombre limité d'éléments permettent d'interagir avec le feu, en particulier le chlore, le phosphore, l'azote, et dans certaines conditions les oxydes métalliques (antimoine (toxique), zinc, aluminium, magnésium).

Classification

Il existe plus de 75 agents ignifuges bromés connus.
Les groupes les plus importants sont :

• les décabromodiphényl-éthers (ou éther-diphényls bromés) (PBDE contenant par exemple les Deca-BDE ou DeBDE, à ce jour réputés pas ou peu toxiques pour l'environnement, dans la phrase de risque obligatoire en Europe, mais interdits depuis peu dans le domaine de l'électronique en Europe. On trouve aussi dans ce groupe les OctaBDE (interdits aujourd'hui et a priori n'étant plus fabriqués mais encore présents dans des produits anciens), le PentaBDE (qui n'est plus fabriqué mais qui fut l'un des plus utilisés au monde, et le premier commercialisé dans les années 1950) ;
• le polybromobiphényle (PBB), cancérigène, mutagène, reprotoxique et bioaccumulable, et pour cela aujourd'hui interdit, mais encore présent dans l'environnement) ;
• les dérivés bromés des polychlorobiphényles, qui posent a priori problème pour l'environnement et la santé.

Parmi les produits bromés courants, on trouve :

• les hexabromocyclododécanes (HBCD ou HBCDD) ;
• les oligomères de carbonate bromés (BCOs) ;
• les polystyrènes bromés (BPS) ;
• ainsi que de nombreuses autres substances, aliphatiques, oligomères et polymères ;
• les oligomères d'époxyde bromés (BEOs) ; le tétrabromobisphénol A (TBBPA ou TBBP-A), aujourd'hui parfois considéré comme toxique (en tant que perturbateur endocrinien) pour l'environnement aquatique et il est un perturbateur endocrinien avéré du système thyroïdien des mammifères, plus que le bisphénol A dont il dérive (en laboratoire, sur culture cellulaire, il se montre clairement agoniste des hormones thyroïdiennes, il augmente la production d'hormones de croissance et interfère avec la production d'œstrogènes, comme le fait d'ailleurs aussi un autre produit bromé proche, le TCBPA). Les hormones thyroïdiennes intervenant dans le contrôle de la métamorphose des amphibiens, le TBBPA a été testé à très faible dose sur les têtards de Rana rugosa ; ces derniers présentent une queue anormalement courte. Les TBBPA, TCBPA, TMBPA et DMBPA semblent pouvoir tous agir comme des perturbateurs des hormones thyroïdiennes.

Il est surtout utilisé dans les circuits imprimés ou comme réactif. Les fabricants estiment que tant que le TBBP-A est chimiquement lié à la résine époxyde de la carte de circuit imprimé, il n'est a priori pas contaminant. C'est en fin de vie de la carte que le problème peut se poser, lors d'un éventuel recyclage ou quand ces dernières sont jetées en décharge, ou érodée dans la nature. Certaines populations pourraient ainsi être discrètement plus exposées, dont par exemple les pompiers et les personnels effectuant le tri des déchets électroniques. Une étude suédoise a mesuré les taux de PBDE dans l'organisme de différentes catégories de travailleurs, montrant que les recycleurs de déchets d'équipements électriques et électroniques étaient particulièrement touchés.
Le TBBP-A est également utilisé comme additif dans les acrylonitrile butadiène styrène (ABS).
C'est un produit très utilisé : La consommation annuelle dans le monde a été estimée à 119 600 tonnes en 2001, dont 11 600 tonnes par l'industrie européenne.

Impacts écologiques, écotoxicologiques et sanitaires

Ils sont très discutés depuis les années 1970 environ. La question est notamment rendue complexe par le fait que pour une même formule chimique, il existe souvent plusieurs isomères, qui sont différentiellement bioaccumulés par les organismes (marins notamment). De plus, contrairement à ce qu'on pensait initialement, certains de ces produits en sont pas tous spécialement bioaccumulés dans les graisses. et différents organismes (à sang chaud, à sang froid…) ne les absorbent pas de la même manière, ou ne les stockent pas dans les mêmes organes.

On reproche notamment à ces agents bromés d'avoir pollué l'environnement, d'y être très rémanents et de s'y bioconcentrer dans le réseau trophique, de perturber l'incinération ou le recyclage de certains produits en fin de vie. Une préoccupation croissante est liée au fait qu'ils sont bioaccumulable (ils s'accumulent notamment dans les graisses), tout au long de la chaine alimentaire). Ils sont aussi suspectés d'interférer avec les processus endocriniens (perturbateurs endocriniens démontré pour certains de ces produits).

Un suivi sur 10 ans des taux de Deca-BDE dans l'environnement est en cours, dont les résultats préliminaires ne révèlent, selon les industriels, aucune augmentation globale dans l'environnement ces dernières années. Une étude de biosurveillance sur 10 ans est également en cours chez l'homme concernant les Deca-BDE dans le sang et le lait maternel. Selon les industriels, il était encore trop tôt pour tirer des conclusions définitives sur les tendances temporelles.

Industrie des ignifugeants bromés

Les producteurs sont concentrés en Amérique du Nord, mais les réseaux commerciaux et usagers sont présents dans tous les pays.

En réponse aux critiques et risques d'interdictions, et au règlement européen REACH, les lobbies industriels producteurs se sont regroupés dans un panel dit « VECAP » (voluntary initiative of the European Brominated Flame Retardant Industry Panel), un projet EBFRIP (Together with the industry’s global organisation) et un Forum BSEF (Bromine Science and Environmental Forum ), basé à Bruxelles, non loin de la Commission européenne.
En Belgique, France, Allemagne, Italie et Royaume-Uni, pour les produits Deca-BDE, plus de 95 % des utilisateurs de l'industrie du textile et plus de 80 % de ceux de l'industrie plastique ont adhéré à l'initiative VECAP. Et au Canada et aux États-Unis, 79 % des utilisateurs de Deca-BDE se sont engagés dans l'initiative VECAP, en diffusant au sein de ce réseau depuis 2008 les meilleures pratiques.

Selon ces producteurs, il y a eu plus de 1 000 études sur les ignifugeants bromés déca-BDE dans le plastiques, qui auraient montré leur innocuité pour l'environnement et la santé. De plus, selon eux, ces produits ne freinent pas le recyclage des plastiques, et les fabricants auraient depuis 2008 fortement diminué leurs émissions potentielles dans l'eau, l'air et les sols ;
Par exemple, selon les industriels, de 2008 à 2009, les émissions dans l'air potentielles auraient été réduites de 10 kg à 32 kg. Les émissions dans l'eau potentielles de 15 kg à 66 kg et dans le sol, les émissions auraient été en 2009 de 1 122 kg, contre 3 309 kg (0,02 % du tonnage de produit consommé en Europe) en 2008.
Ces chiffres ne tiennent cependant pas compte des émissions indirectes (produits perdus dans l'aval des filières, ou lors de la vie des produits, les incendies, les décharges, le lavage des tissus, etc.

Législation

Deux groupes d'ignifugeants bromés font l'objet de restrictions règlementaires dans plusieurs régions du monde (essentiellement 4 substances commerciales) et ne sont plus produit à ce jour :

• les polybromobiphényles, avec 2 substances commerciales : HexaBB et DecaBB ;
• les diphényléthers polybromés (PBDE), avec 2 substances commerciales : PentaBDE et OctaBDE.

Concentrations dans les matières plastiques

Contenu de retardateurs bromés dans différents polymères :

Polymère	Taux [%]	Substances
Mousse de polystyrène	0,8 - 4	HBCD
Polystyrène dense (résistant aux impacts)	11 - 15	DecaBDE, polystyrène bromé
Résine époxyde	0 - 0,1	TBBPA
Polyamides	13 - 16	DecaBDE, polystyrène bromé
Polyoléfines	5 - 8	DecaBDE, propylène dibromo styrène
Polyuréthanes	?	?
Polytéréphthalate	8 - 11	polystyrène bromé
Polyesters insaturés	13 - 28	TBBPA
Polycarbonate	4 - 6	polystyrène bromé
Copolymères du styrène	12 - 15	polystyrène bromé

Voir aussi

Bibliographie

• (en) Birnbaum, Linda S. et Daniele F. Staskal, « Brominated Flame Retardants: Cause for Concern? », Environmental Health Perspectives, vol. 112, n^o 1,‎ 2003, p. 9 (PMID 14698924, PMCID 1241790, DOI 10.1289/ehp.6559)
• (en) Kyle D'Silva, Alwyn Fernandes and Martin Rose, « Brominated Organic Micropollutants—Igniting the Flame Retardant Issue », Critical Reviews in Environmental Science and Technology, vol. 34, n^o 2,‎ 2004, p. 141–207 (DOI 10.1080/10643380490430672)
• (en) Robin J. Law, Martin Kohler, Norbert V. Heeb, Andreas C. Gerecke, Peter Schmid, Stefan Voorspoels, Adrian Covaci, Georg Becher et Karel Janak, « Hexabromocyclododecane Challenges Scientists and Regulators », Environmental Science & Technology, vol. 39,‎ 2005, p. 281A (DOI 10.1021/es053302f)
• (en) Cynthia A. de Wit, « An overview of brominated flame retardants in the environment », Chemosphere, vol. 46, n^o 5,‎ 2002, p. 583–624 (DOI 10.1016/S0045-6535(01)00225-9)

Articles connexes

• IA-Mass
• Retardant
• Incendie
• Prévention
• Feu
• Polluants organiques persistants
• REACH (règlement européen)
• Perturbateur endocrinien