LE DIOXYDE DE TITANE
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Le TiO2 :
TiO2 signifie dioxyde de titane. C’est une nanoparticule synthétique c’est à dire qu’elle est sous forme de fibre (une de ses trois dimensions fait plus de 100 nm, échelle du monde nanotechnologique). Le dioxyde de titane possède des propriétés très intéressantes mais reste du moins dangereuse.
Ce TiO2 se retrouve dans plusieurs minerais (rutile, anatase, brookite, illménite...), mais présence sur la croûte terrestre est assez faible (environ 0.60%), d’autant plus que l’on ne retrouve que 60% de dioxyde de titane pur dans les minerais cités précédemment.
Le dioxyde de titane est utilisé sous deux tailles différentes afin de tirer profit pleinement de ses capacités :
-Le dioxyde de titane micrométrique :
Ce TiO2 est appelé dioxyde de titane “fin”. Il représente la majeure partie de l’utilisation du TiO2 actuellement. Le diamètre des particules qui le compose est supérieur à 1 micromètre. Il est utilisé dans les colorants en tant que « blanc de titane », ainsi qu'en cosmétologie augmentant l'effet couvrant des fonds de teint par exemple.
-Le dioxyde de titane nanométrique :
Ce TiO2 est aussi appelé dioxyde de titane “ultra fin”. Sa taille ne dépassant pas les 100nm la molécule acquiert des propriétés que l’on appelle catalytiques.
Dioxyde de titane vu à l'échelle nanométrique
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Photocatalyse application et fonctionnement :
Les applications industrielles de la photocatalyse sont aujourd’hui nombreuses : purification de l’air, élimination des odeurs, nettoyage de revêtements de surface. Une Fédération Française de Photocatalyse (FFP) a même été crée en 2006 afin de promouvoir l’utilisation de ce procédé qui est encore selon eux sous-exploité. La photocatalyse pourrait donc se développer dans de nouveaux secteurs comme la limitation de la prolifération bactérienne en milieu hospitalier et médical, la purification de l'eau, la potabilisation de l'eau, la détoxication des eaux, l’élimination des nuisances olfactives pourraient faire partie du champ de développement de cette technologie découverte il y a déjà plus de cinquante ans.
La photocatalyse correspond à une décomposition ou une dégradation de la matière grâce à l’action de de rayons lumineux à la surface d’un catalyseur (le plus fréquent étant le dioxyde de titane). Un catalyseur est donc activé par la présence d’une source lumineuse qu’elle soit naturelle ou artificielle. Des radicaux libres (espèce chimique possédant un ou plusieurs électrons non appariés sur sa couche externe) sont libérés par le titane, permettant une oxyréduction : les molécules organiques présentes sur la surface traitée sont absorbées puis décomposées par le catalyseur. Le dioxyde de titane demeure alors ainsi la matière la plus choisie car, selon la FFP, tant qu'elle est en contact avec la lumière et les polluants, cette matière première reste stable et efficace.
Schéma de la photocatalyse
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Le développement de la photocalyse :
Là encore, le dioxyde de titane apparaît comme indispensable dans le domaine de la photocatalyse. En effet, le TiO2 agirait aussi bien sur les composés organiques volants (COV), que sur les gaz, les odeurs, les moisissures, les champignons ou encore les bactéries et les virus. De nos jours la photocalyse ne touche encore que quelques secteurs précis. On la retrouve majoritairement dans le revêtement de murs extérieurs, dans le domaine de l’automobile, dans l’électroménager ainsi que dans l’éclairage et le sanitaire. Sa principale fonction est alors la destruction des odeurs, l’assainissement de l’air et le nettoyage des surfaces.
Selon la FFP, la photocatalyse élimine les polluants, les bactéries, certains virus et bien d’autre choses dans l’air. On prévoit donc alors d’utiliser le procédé dans les hôpitaux pour lutter contre des cellules infectées mais aussi surtout pour éviter les infections nosocomoniales (infection contractée dans un établissement de santé) qui toucheraient 5% des patients dans les hôpitaux. Mais ces applications restent au stade de la recherche.
Le procédé reste tout de même encore intégré à de nouveaux domaines, voici quelques exemples :
-Une partie du métro parisien est équipé d’un mur “anti-bruit” recouvert de dioxyde de titane.
-Plusieurs bâtiments commencent à utiliser le procédé pour ses propriétés autonettoyantes.
-De nouvelles ampoules permettraient grâce au dioxyde de titane d’assainir l’aire d’une pièce.
Cette évolution est malheureusement ralentit par la difficulté d’intégrer le catalyseur sur les différents matériaux et supports.
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Un développement du marché :
Découvert dans les années 90 au Japon, la photocatalyse est désormais un marché mondial où les Japonais restent dominateurs mais les Européens et les Américains commencent à travailler dessus en laboratoire et en industrie. Selon la FFP, le marché européen s’élèverait donc à quelques centaines de milliers d’euros et le marché mondial à un milliard d’euros. En France, le développement de la photocatalyse s’organise donc à partir de 2006 avec la création de la FFP réunissant industriels, universitaires et chercheurs. Plusieurs écoles et universités rejoignent cette fédération. Une commission de normalisation AFNOR B44A est actuellement mise en place autour de ce procédé. Celle-ci ouvrirait d'importantes perspectives aux industriels travaillant sur le procédé photocatalytique et répond aux nouvelles régulations économiques du marché en termes d'innovation et de recherches, selon la FFP.
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Danger du dioxyde de titane :
Chaque année, 8 millions de tonnes de dioxyde de titane sont distribués dans nos produits. Le TiO2 n’est pas considéré comme une substance toxique par l’Union européenne mais reste classé par le Centre internationale des recherches sur le cancer (CIRC) comme agent sous surveillance. En effet le produit que l’on retrouve parmi dentifrices, bonbons ou encore chewing-gum serait de par sa taille dangereux pour l’organisme. L’échelle nanométrique permettrait le déplacement à travers le corps humain et pourrait atteindre des organes comme le cerveau provoquant des maladies comme alzheimer ou encore parkinson.
Nourriture contenat du dioxyde de titane