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Agence nationale de sécurité sanitaire
de l’alimentation, de l’environnement
et du travail

Dioxyde de titane

Dioxyde de titane

Les travaux de l'Agence

Mis à jour le 15/04/2019

Mots-clés : Dioxyde de titane, Additifs, Nanomatériaux, REACh (règlement)

Le dioxyde de titane (TiO2) est utilisé dans de nombreuses applications (additif alimentaire, cosmétiques, pigments), notamment pour ses propriétés d’absorption des rayons ultraviolets et son caractère colorant blanc (additif alimentaire), et se présente, au moins partiellement, sous forme de poudre nanométrique. Point sur les différents travaux menés par l’Agence sur le TiO2.

Qu’est-ce que le dioxyde de titane et quels sont ses usages ?

Le dioxyde de titane (TiO2) existe sous différentes formes, micrométriques et nanométriques. Il est notamment utilisé sous forme de poudre, pour ses propriétés d’absorption des rayons ultraviolets mais aussi comme colorant alimentaire. Le TiO2 présente également d’autres propriétés telles que la résistance aux produits chimiques, une stabilité thermique et un potentiel photocatalyseur. 

Le registre de déclaration annuelle des nanomatériaux, R-nano, géré par l’Anses, fait état de plus 10 000 tonnes de TiO2 produites et importées en France chaque année. Le TiO2 fait ainsi partie des 4 nanomatériaux les plus produits et importés en France. Le registre rapporte des usages très variés dans différents secteurs comme l’alimentaire, le textile, le bâtiment ou encore les équipements de transport etc. Ainsi, le TiO2 entre dans la composition d’une grande variété de produits finis tels que des peintures, des cosmétiques comme les crèmes solaires mais aussi des médicaments, des dentifrices, des produits alimentaires ou des produits de construction (bâtiment et travaux publics).

En plus de la taille, d’autres propriétés physico-chimiques propres au TiO2 peuvent également varier et influencer ses usages et sa toxicité, notamment :

  • la forme : sphérique, allongée, fibreuse etc. ;
  • la présence d’une modification de surface de la particule (revêtement) ;
  • la cristallinité : 3 polymorphes naturels principaux existent : rutile, anatase et brookite.

 

Le dioxyde de titane en tant qu’additif alimentaire

Le E171 est un additif alimentaire sous forme de poudre, constitué de particules de dioxyde de titane. Il est utilisé dans divers aliments pour ses propriétés colorantes (pigment blanc) et opacifiantes. En France, le E171 est utilisé dans de nombreux produits alimentaires tels que les confiseries, les pâtisseries ou encore des plats cuisinés.

La taille des particules de dioxyde de titane qui le constituent peut varier de quelques dizaines à plusieurs centaines de nanomètres sous une forme dispersée, agrégée ou agglomérée.  Par ailleurs, l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA), en charge de l’évaluation des additifs alimentaires au niveau européen, constate que le E171 peut contenir jusqu'à 3,2 % de nanoparticules par unité de poids.

Pour des raisons pratiques de gestion, la recommandation 2011/696/UE de la Commission donne une définition d’un produit « nano » qui tient compte à la fois de la taille des particules mais aussi de la quantité en présence ; selon cette recommandation de la Commission européenne,« on entend par « nanomatériau », un matériau […], dont au moins 50 % des particules, dans la répartition numérique par taille, présentent une ou plusieurs dimensions externes se situant entre 1 nm et 100 nm ».

D’autres définitions réglementaires existent par ailleurs, dans le règlement INCO et Novel Food.

 

Améliorer les connaissances sur les effets du TiO2 en tant qu’additif alimentaire

L’utilisation du E171 dans l’alimentation est encadrée par le règlement (CE) n° 1333/2008, sur la base d’une évaluation des risques réalisée par l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA). Son autorisation d’usage lors de la fabrication d’aliments est assortie de la mention d’incorporation « quantum satis » (i.e. autorisation d’incorporation en « quantité suffisante, ce qui signifie qu'aucune quantité maximale n'est fixée mais qu’il doit être employé conformément aux bonnes pratiques de fabrication, dans des quantités n'excédant pas celles nécessaires pour obtenir l’effet escompté à savoir la coloration de l’aliment).  

Dans le cadre de la réévaluation des colorants alimentaires, l’EFSA conclut en 2016 que les expositions actuelles des consommateurs au E171 dans ses utilisations alimentaires ne sont pas de nature à entraîner un risque sanitaire. L’EFSA recommande toutefois que de nouvelles études soient réalisées pour combler les lacunes dans les données relatives aux effets possibles de cette substance sur le système reproducteur, données qui permettraient d’établir une dose journalière admissible (DJA).

Par ailleurs, l’Anses a produit en 2017 un avis spécifique portant sur une étude de toxicité orale du E171 (étude dite NANOGUT conduite par l’INRA ; Bettini et al, 2016). Cette étude a montré que l’exposition chronique de rats à l’additif E 171 par voie orale serait susceptible d’entraîner des lésions colorectales précancéreuses. Dans son avis, l’Anses souligne que, si les résultats présentés dans la publication de l’INRA ne permettent pas, à ce stade, de remettre en cause l’évaluation du E171 menée par l’EFSA, elle met en évidence des effets qui n’avaient pas été identifiés auparavant, notamment des effets promoteurs potentiels de la cancérogenèse.

L’Agence souligne donc la nécessité de mener les études nécessaires à la parfaite caractérisation du danger associé au E171 et notamment des études toxicologiques sur le potentiel cancérigène et les effets sur la reproduction.

Dans un nouvel avis publié en 2019, l’Agence fait le point des études les plus récentes, parues entre 2017 et 2019, sur la toxicologie par voie orale du E171 et conclut qu’elle ne dispose pas d’éléments nouveaux par rapport à ses conclusions de 2017, permettant de lever les incertitudes sur l’innocuité de l’additif E171. Dans l’attente d’une meilleure caractérisation du danger et des risques du E171, elle réitère ses recommandations générales sur les nanomatériaux visant notamment à limiter l’exposition des travailleurs, des consommateurs et de l’environnement, en favorisant des alternatives sûres et équivalentes en termes d’efficacité.

 

Effets cancérogènes par inhalation

En raison de ses propriétés physico-chimiques, une exposition par voie respiratoire au TiO2, à un certain niveau de concentration, peut entraîner une surcharge pulmonaire et conduire à une réaction inflammatoire, à l’origine de lésions prolifératives.

Les données actuellement disponibles, telles qu’analysées par l’Anses, démontrent que le TiO2 peut entraîner des tumeurs malignes chez le rat après une exposition par inhalation. Un niveau de preuve suffisant permet de considérer le TiO2comme cancérogène avéré chez l’animal au vu des données expérimentales. Chez l’Homme, le caractère cancérogène reste débattu du fait de limites méthodologiques des études épidémiologiques disponibles. Ces études ne permettent ni de valider, ni d’invalider les données animales.

Ces éléments ont amené l’Anses, en 2015, à soumettre auprès de l’Agence européenne des produits chimiques (ECHA) une demande de classement du TiO2 en tant que substance cancérogène (de catégorie 1B) par inhalation, dans le cadre du règlement CLP (n°1272/2008 relatif à la classification, à l’étiquetage et à l’emballage des substances et mélanges dangereux) pour toutes ses phases cristallines et combinaisons de phases, tailles et morphologies de particules. En 2017, le Comité d’Evaluation des Risques (CER ou RAC pour risk assessment committee) de l’ECHA a conclu que le TiO2 sous toutes ses formes devrait être classé comme cancérogène suspecté pour l’homme de catégorie 2 par inhalation. Si cette proposition est entérinée par la Commission européenne, les industriels auront obligation d’informer, par l’apposition d’un étiquetage approprié, des risques encourus par les travailleurs lors de la manipulation des produits contenant du TiO2.

Par ailleurs, afin de répondre aux enjeux de gestion des installations et sites industriels en France, l’Anses a été chargée de définir une VTR chronique par inhalation pour le TiO2-NP (exposition par voie respiratoire). Suite à une analyse approfondie de l’ensemble des données de toxicité disponibles, l’Agence recommande une VTR chronique par inhalation pour la forme P25 du TiO2-NP de 0,12 µg.m-3. Il s’agit par ailleurs, de la première VTR élaborée pour un nanomatériau en France.

 

D’autres études en cours

Des études, financées par l’appel à projets PNR-EST piloté par l’Agence, sont en cours de publication et décrivent d’autres effets potentiels du TiO2. Ces études portent notamment sur le passage de la barrière hémato-encéphalique du TiO2. L’ensemble de ces résultats devra faire l’objet d’un examen par l’EFSA dans le cadre de son travail d’évaluation des additifs alimentaires.

L’Anses mène également une évaluation des dangers et des risques du TiO2 pour la santé humaine et l’environnement dans le cadre du règlement REACh. Dans ce contexte, des données supplémentaires sur les dangers du TiO2 vont être requises auprès des industriels.

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