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Mélamine (108-78-1)
Introduction
Dernière vérification le 17/06/2025
La mélamine ou 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine en nomenclature IUPAC est une triazine hétérocyclique. Elle possède une teneur élevée en atomes d'azote - 66 % en masse. Sa structure fait également apparaître un noyau aromatique - délocalisation de 6 électrons au niveau du cycle - rendant la molécule plane.
Informations générales
Dernière vérification le 17/06/2025
Identification
Numero CAS
108-78-1
Nom scientifique (FR)
Mélamine
Nom scientifique (EN)
Autres dénominations scientifiques (FR)
Autres dénominations scientifiques (Autre langues)
Code EC
203-615-4
Code SANDRE
6790
Numéro CIPAC
-
Formule chimique brute
\(\ce{ C3H6N6 }\)
Code InChlKey
Code SMILES
n(c(nc(n1)N)N)c1N
Familles
Familles chimiques
Règlementations
Physico-Chimie
Dernière vérification le 20/12/2024
Généralités
Poids moléculaire
126.13 g/mol
Tableau des paramètres
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Bibliographie
Comportement et devenir dans les milieux
Dernière vérification le 17/06/2025
Matrices
Atmosphère
Dans l’atmosphère, la mélamine existe uniquement sous forme particulaire (pression de vapeur de 3,59.10-10 mm Hg à 25 °C). Les particules se déposent sur le sol et/ou les eaux de surface sous forme de dépôts humides et secs. De la quantité transférée depuis l’air, la majeure partie (plus de 70 %) restera dans le sol et près de 30 % se retrouvera dans l’eau.
Aucune donnée empirique portant sur le potentiel de dégradation de la mélamine dans l’air n’est disponible. Les résultats modélisés fondés sur le modèle QSAR (modèle décrivant la relation quantitative structure-activité) disponible (AOPWIN, 2010) ont indiqué une demi-vie de 16,2 jours. On s’attend par conséquent à ce que la substance ne soit pas rapidement dégradée par la réaction avec les radicaux hydroxyles présents dans l’atmosphère (Santé canada, 2020).
Milieu eau douce
Les informations disponibles sur le comportement d’adsorption/désorption sont suffisantes pour prouver que la mélamine ne sera pas adsorbée sur la matière organique et les minéraux argileux en quantités significatives.
Avec une constante de Henry comprise entre 10-8 et 10-9 Pa.m-3.mol-1, la mélamine présente une très faible volatilité par rapport aux milieux aqueux.
La dégradation abiotique de la mélamine par hydrolyse et photolyse dans l'eau est considérée comme négligeable d'après des études expérimentales et des prédictions de la relation quantitative structure-activité (QSAR). L’ensemble des preuves montre que la dégradabilité de la mélamine dans des conditions environnementales est faible : sur la base des données QSAR, la mélamine devrait être difficilement biodégradable et donc potentiellement persistante.
Une étude fiable conduite selon les recommandation de la ligne directrice OCDE 301C montre que la mélamine n'est pas facilement biodégradable (0 % de dégradation après 14 jours). La dégradation biotique de la mélamine a été étudiée dans les eaux de surface pendant 60 jours conformément à la ligne directrice OCDE 309, ne montrant aucune dégradation de la substance. Par conséquent, la demi-vie de dégradation de la mélamine est très supérieure au seuil de persistance de 60 jours (ECHA, 2022).
Une fois qu'elle atteint le compartiment aquatique, la substance est susceptible d’y demeurer car les processus d'adsorption, de volatilisation et de dégradation n'ont que peu d'effet sur la concentration de la substance une fois qu'elle est rejetée dans l'environnement (ECHA, 2022).
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Milieu sédiment eau douce
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Milieu terrestre
Libérée dans le sol, la mélamine devrait avoir une très grande mobilité (Log Koc = 1,5).
La volatilisation de la mélamine à partir des surfaces humides ou sèches du sol devrait être limitée compte tenu de sa constante de Henry très peu élevée et de sa faible pression de vapeur (Santé Canada, 2020).
Aucune étude suivant les lignes directrices d'essai de l'OCDE concernant la dégradation de la mélamine dans le sol n'est disponible. Seul un essai non standard réalisé dans un sol limono-argileux Webster permet de montrer que la dégradabilité de la mélamine devrait être lente avec demi-vie estimée de 2-3 ans (ECHA, 2022).
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Persistance
Biodégradabilité
Une étude fiable (OCDE TG 301C) montre que la mélamine n'est pas facilement biodégradable (0 % de dégradation après 14 jours) (ECHA, 2022).
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Milieu terrestre
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Conclusion sur la persistance
La mélamine n'est pas facilement biodégradable et sa dégradabilité de la mélamine dans des conditions environnementales est faible.
Bioaccumulation
Organismes aquatiques
De nombreuses études solides et cohérentes indiquent que la mélamine ne se bioaccumule pas de manière significative dans les organismes aquatiques (Santé Canada, 2020).
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Organismes terrestres
De nombreuses études solides et cohérentes indiquent que la mélamine ne se bioaccumule pas de manière significative dans les organismes terrestres (Santé Canada, 2020).
Conclusion sur la bioaccumulation
De nombreuses études solides et cohérentes indiquent que la mélamine ne se bioaccumule pas de manière significative dans les organismes aquatiques et terrestres
Bibliographie
Toxicologie
Dernière vérification le 17/06/2025
Valeurs accidentelles
Autres seuils accidentels
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Valeurs de référence
Introduction
Valeurs appliquées en milieu professionnel
Il n’existe pas en France de valeur appliquée en milieu professionnel pour la mélamine.
Valeurs appliquées pour la qualité des eaux de consommation
L’arrêté du 30 décembre 2022 modifiant l’arrêté du 11 janvier 2007 modifié relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine ne fixe pas de teneur maximale pour la mélamine.
La mélamine ne figure pas dans la directive européenne sur l’eau potable mise en vigueur à partir du 12 janvier 2021 (directive (UE) 2020/2184 du 16 décembre 2020, refonte de la directive 98/83/CE).
Aux Pays-Bas, le RIVM propose une norme de qualité provisoire pour la santé humaine via l’eau destinée à l’eau potable (RIVM, 2018) :
QSdw,hh = 50 µg.L-1
Valeurs de l'ANSES et/ou de l'INERIS
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Bibliographie
Ecotoxicologie
Dernière vérification le 17/06/2025
Dangers
Valeurs de danger
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Valeurs écotoxicologiques
Introduction
Dans le cadre de l’évaluation du bon état des eaux, des normes de qualité environnementale (NQE) pour les eaux de surfaces ont été établies au niveau communautaire par la directive 2013/39/UE. Ces normes de qualité environnementale sont transposées au niveau national dans le cadre de l’arrêté du 17 octobre 2018 établissant le programme de surveillance de l'état des eaux et de l’arrêté du 27 juillet 2018 relatif aux méthodes et critères d’évaluation de l’état écologique, de l’état chimique et du potentiel écologique des eaux de surface.
Il n’existe pas de NQE pour la mélamine, cependant l’Ineris a proposé une PNEC chronique pour l’eau douce :
PNEC eau douce = 0,36 mg.L-1
Cette valeur, assez ancienne, doit être considérée avec précaution.
En 2018, le RIVM a établi des propositions de NQE exprimée en moyenne annuelle (RIVM, 2018) :
AA-EQSeau douce = 525 µg.L-1
AA-EQSeau marine = 52.5 µg.L-1
Et une Concentration Maximale Acceptable dans l’eau :
MAC eau douce = 6000 µg.L-1
MAC eau marine = 600 µg.L-1
Valeurs guides
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Bibliographie
Données technico-économiques
Dernière vérification le 17/06/2025
Introduction
La mélamine (ou 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine) de formule brute C6H6N6 est une poudre blanche inodore. Cette substance est légèrement soluble dans l’eau, très peu volatile et stable aux conditions normales de température et pression.
Le règlement CLP classe la mélamine comme cancérigène de catégorie 2 (susceptible de provoquer le cancer) et comme STOT RE 2 (présente un risque présumé d'effets graves pour les organes à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée). De plus cette substance est considérée comme substance « très préoccupante » (SVHC) du point de vue de la réglementation REACH car il existe des preuves scientifiques quant à ses effets graves probables sur la santé humaine et sur l’environnement. La mélamine est en cours d’évaluation pour les critères PBT (Persistance, Bioaccumulation et Toxicité) et PE (Perturbateur Endocrinien). La mélamine a été identifiée par l’Agence allemande pour l’environnement (UBA) comme substance potentiellement PMT (Persistante Mobile et Toxique) et vPvM (très Persistante et très Mobile).
La mélamine ne fait partie ni de la liste des substances prioritaires de la Directive Cadre Eau (DCE), ni du programme de surveillance national de l’état chimique et écologique des eaux.
La consommation mondiale annuelle de mélamine s’élève à 1,5 millions de tonnes, l’Europe et la Chine (premier consommateur mondial) représentant respectivement 27% et 45%. Les principales capacités de production de cette substance se trouvent en Chine.
La principale utilisation de la mélamine est la production des résines Mélamine-Formaldéhyde (MF) et Mélamine-Urée-Formaldéhyde (MUF) employées en premier lieu dans le cadre de la production de produits à base de bois et dans une moindre mesure dans les secteurs des revêtements de surface, du béton, du papier, des textiles... La mélamine peut être employée dans le domaine des retardateurs de flamme, soit seule soit comme réactif pour produire d’autres substances ignifuges qui seront intégrées à différents polymères (polyuréthane, polyamide, polyester…). La mélamine est un des réactifs nécessaires à la synthèse de l’hexa(méthoxyméthyl)mélamine (HMMM), un agent de réticulation utilisé pour la production de revêtements et de caoutchouc (destiné à la fabrication de pneus).
La réduction des émissions de mélamine réside principalement dans la substitution : substitution de la mélamine par d’autres substances ou substitution par des résines ou des matériaux alternatifs ne nécessitant pas le recours à la mélamine.
En France, les données relatives aux émissions et à la présence de la mélamine dans l’environnement sont quasi-inexistantes, malgré sa persistance et ses dangers pour la santé et l’environnement et son utilisation très répandue.
Abstract
Melamine (or 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine) is a white, odourless powder with the molecular formula C6H6N6. It is slightly soluble in water, has very low volatility and is stable under normal conditions of temperature and pressure.
The CLP regulation classes melamine as a category 2 carcinogen (likely to cause cancer) and as STOT RE 2 (presents a presumed risk of serious effects to organs through repeated or prolonged exposure). This substance is also considered to be a substance of very high concern (SVHC) under the REACH regulations, as there is scientific evidence that it is likely to have serious effects on human health and the environment. Melamine is currently being assessed for PBT (Persistence, Bioaccumulation and Toxicity) and EP (Endocrine Disruptor) criteria. Melamine has been identified by the German Environment Agency (UBA) as a potential PMT (Persistent, Mobile and Toxic) and vPvM (very Persistent and very Mobile) substance.
Melamine is not included in the list of priority substances of the Water Framework Directive (WFD), nor in the French programme for monitoring the chemical status of water.
Annual global consumption of melamine is 1.5 million tonnes, with Europe and China (the world's largest consumers) accounting for 27% and 45% respectively. The main melamine production capacity is in China.
Melamine's main use is the production of Melamine-Formaldehyde (MF) and Melamine-Urea-Formaldehyde (MUF) resins, which are used primarily in the production of wood-based products, and to a lesser extent in the surface coatings, concrete, paper and textiles sectors. Melamine can be used in the field of flame retardants, either on its own or as a reagent to produce other flame retardants that will be added to various polymers (polyurethane, polyamide, polyester, etc.). Melamine is one of the reagents required for the synthesis of hexa(methoxymethyl)melamine (HMMM), a cross-linking agent used in the production of coatings and rubber (for tyre manufacture).
The main way to reduce melamine emissions is through substitution: substitution of melamine by other substances or substitution by resins or alternative materials that do not require melamine.
In France, data on emissions and the presence of melamine in the environment are virtually non-existent.
Tableaux de synthèse
Généralités
| CAS | 108-78-1 |
|---|---|
| SANDRE | 6790 |
| Usages principaux |
Synthèse de résines aminoplastes utilisées pour la production de produits à base de bois (produits stratifiés et panneaux de bois), de revêtements de surface (peintures, vernis et laques) et de béton. |
| Autres informations d'usage |
Retardateur de flamme pour divers polymères (mousses polyuréthane, polyamide…), synthèse HMMM. |
| Substance prioritaire dans le domaine de l’eau (DCE) | non |
| Substance soumise à autorisation dans Reach | non |
| Substance soumise à restriction dans Reach | non |
| Substance extrêmement préoccupante (SVHC) | oui |
| Réglementations |
Les paragraphes ci-après présentent les principaux textes en vigueur à la date de la rédaction de cette fiche encadrant la fabrication, les usages et les émissions de mélamine. Cet inventaire n’est pas exhaustif. Texte Généraux Liste SVHC Le 17 janvier 2023, la mélamine a été incluse dans liste des substances extrêmement préoccupantes candidates en vue d'une autorisation (liste SVHC) car il existe des preuves scientifiques quant à ses effets graves probables sur la santé humaine et sur l’environnement (ECHA, 2022a). Les substances incluses dans la liste candidate ne font pas l'objet, à ce titre, d'une interdiction ni d'une restriction et peuvent continuer à être mises sur le marché. Cependant, pour ce qui concerne les substances contenues dans des articles, l'obligation de communiquer certaines informations devient applicable (Avis du 12/02/23 aux opérateurs économiques sur l'obligation de communiquer des informations sur les substances contenues dans les articles, en application des articles 7.2 et 33 du règlement (CE) n° 1907/2006 REACH). Tout fournisseur d’article contenant une substance SVHC doit communiquer aux industriels, professionnels ou distributeurs des informations suffisantes pour permettre l’utilisation de l’article en toute sécurité et comprenant au minimum le nom de la substance SVHC si sa concentration contenue dans l’article est supérieure à 0,1 % masse/masse : - de façon systématique aux industriels, professionnels ou distributeurs, - sur demande du consommateur dans un délai de 45 jours. Tout producteur ou importateur d’articles doit notifier à l’ECHA la présence d’une substance SVHC dans les articles qu’il produit ou importe, si la quantité utilisée de cette substance est supérieure à 1 tonne/an et si sa concentration dans l’article est supérieure à 0,1 % masse/masse.
Restriction Dans le cadre des Règlements REACH et CLP, les Etats membres de l’Union Européenne ou l'ECHA peuvent élaborer un RMOA (Risk Management Options Analysis) afin d’aider les autorités à décider si des activités de gestion des risques réglementaires sont nécessaires pour une substance et à identifier l'instrument le plus approprié pour répondre à un problème. L’Allemagne a réalisé un RMOA portant sur la mélamine en 2022 dont la conclusion est qu’une restriction des utilisations spécifiques de la mélamine et des résines de mélamine est envisageable. D’après l'évaluation des risques réalisée, les hypothèses les plus défavorables indiquent un risque pour la santé lié à l'exposition cutanée à la mélamine utilisée comme retardateur de flamme dans les matelas en mousse de polyuréthane. Cependant, l'insuffisance des données disponibles ainsi que des incertitudes concernant la pertinence de ce risque pour le marché européen, nécessitent une confirmation supplémentaire avant de procéder à une restriction spécifique. La classification de la mélamine et son identification en tant que SVHC devraient entraîner des changements sur le marché et une certaine pression vers la substitution de la mélamine dans les matelas. Ce n'est que si ces effets de substitution s'avèrent insuffisants qu'une restriction spécifique pourrait être requise (ECHA, 2022b). Critère PBT Depuis septembre 2021, la mélamine est également en cours d’évaluation par l’Allemagne pour des critères PBT (persistance, bioaccumulation et toxicité) (ECHA, 2022b). Critère PE Dans le cadre de la seconde Stratégie Nationale sur les Perturbateurs Endocriniens (SNPE 2) (2019-2022), les travaux de l’Anses ont permis, dans un premier temps, de recenser une liste de 906 substances qu'elle juge intéressantes à étudier et qui regroupe un certain nombre de substances déjà interdites ou fortement encadrées en Europe, et d'autres qui n'y sont pas utilisées. Dans un second temps, l'Anses a hiérarchisé cette liste d’intérêt et a retenu la mélamine parmi les seize substances qu'elle juge prioritaires à évaluer en tant que perturbateur endocrinien. La mélamine est ainsi, à la date de rédaction de cette fiche, en cours d’évaluation par la France en tant que perturbateur endocrinien.
Directive Cadre Eau (DCE) La mélamine ne fait pas partie des substances prioritaires listées au niveau européen pour la politique du domaine de l'eau1. La mélamine ne fait pas partie des polluants spécifiques de l'état écologique inscrits au programme de surveillance de l'état chimique des eaux2. [1] Directive 2000/60/CE du 23/10/00 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau. [2] Arrêté du 25/01/10 établissant le programme de surveillance de l'état des eaux en application de l'article R. 212-22 du code de l'environnement modifié.
Règlementation sectorielle Produits phytosanitaires La mélamine n’est pas une substance active phytosanitaire et ne fait pas partie de la liste des coformulants ne pouvant pas entrer dans la composition des produits phytosanitaires3. [3] Règlement (UE) 2021/383 de la Commission du 3 mars 2021 modifiant l'annexe (CE) no 1107/2009 du Parlement européen et du Conseil fixant la liste de coformulants ne pouvant pas entrer dans le composition des produits phytosanitaires (Texte présentant de l'intérêt pour l'EEE). Biocides La mélamine n’est pas une substance active biocide4 et son utilisation comme coformulant n’est pas interdite. [4] https://echa.europa.eu/fr/information-on-chemicals/biocidal-active-substances Jouets Etant classé CMR 2, la mélamine, sauf dérogation (cf. Annexe II, Section III, point 4), ne peut être utilisée dans les jouets et ne doit pas entrer dans la composition de jouets ou de parties de jouets micro-structurellement distinctes5. [5] Directive 2009/48/CE du Parlement européen et du Conseil du 18 juin 2009 relative à la sécurité des jouets. Cosmétiques L'utilisation de mélamine dans les produits cosmétiques est interdite6. [6] Règlement (UE) 2023/1490 de la Commission du 19 juillet 2023 modifiant le règlement (CE) no 1223/2009 du Parlement européen et du Conseil en ce qui concerne l'utilisation, dans les produits cosmétiques, de certaines substances classées comme cancérogènes, mutagènes ou toxiques pour la reproduction.
Autres textes Eaux de rejet La mélamine n’est pas concernée par l’action nationale de recherche et de réduction des rejets de substances dangereuses dans les eaux (RSDE), dont l’objectif est de mieux connaître les émissions des stations de traitement des eaux usées (STEU), afin d’identifier et de prioriser le cas échéant les réductions, voire les suppressions des émissions vers le milieu aquatique de certaines substances dangereuses. Eaux souterraines La mélamine ne fait pas partie de la liste des substances dangereuses de l’arrêté relatif aux mesures de prévention ou de limitation des introductions de polluants dans les eaux souterraines7 au titre de la Directive Européenne 2006/118/CE sur la protection des eaux souterraines. La mélamine ne fait pas partie des micropolluants analysés dans le cadre du programme de surveillance de l'état chimique des eaux souterraines établi par l’arrêté du 25 janvier 20108. [7] Arrêté du 17 juillet 2009 relatif aux mesures de prévention ou de limitation des introductions de polluants dans les eaux souterraines. [8] Arrêté du 25 janvier 2010 établissant le programme de surveillance de l'état des eaux en application de l'article R 212-22 du code de l'environnement. Eaux de surface La mélamine ne fait pas partie des micropolluants analysés dans le cadre du programme de surveillance de l'état chimique des eaux de surface, établi par l’arrêté du 25 janvier 2010. Contact alimentaire La mélamine peut être utilisée intentionnellement dans la fabrication de couches en matière plastique de matériaux et d’objets en matière plastique9 : elle peut être utilisée comme additif ou auxiliaire de production de polymères et comme monomère ou autre substance de départ ou macromolécule obtenue par fermentation microbienne. La limite de migration spécifique applicable à la mélamine est établie à 2,5 mg de substance par kg de denrée alimentaire. D’après le règlement (UE) No 10/2011, cette limite s’applique notamment à la vaisselle et aux ustensiles de cuisine élaborés à partir plastique thermodurcissable communément appelé "mélamine". La mélamine ne peut pas être utilisée dans des constituants de matériaux et objets actifs et intelligents (absorbeurs d’humidité, de gaz : éthylène, oxygène..., matériaux qui libèrent délibérément des substances autorisées dans les denrées alimentaires, indicateurs de fraîcheur…) destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires10. [9] Règlement (UE) no 10/2011 de la Commission du 14 janvier 2011 concernant les matériaux et objets en matière plastique destinés à entrer avec des denrées alimentaires. [10] REGLEMENT (CE) n°450/2009 DE LA COMMISSION du 29 mai 2009 concernant les matériaux et objets actifs et intelligents destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires. Denrées alimentaires La concentration de mélamine dans les denrées alimentaires ne doit pas excéder 2,5 mg/kg11,12,12 à l’exclusion des préparations pour nourrissons, des préparations de suite et des préparations pour enfants en bas âge pour lesquels la concentration maximale diffère selon que le produit est mis sur le marché sous forme de poudre ou à l’état liquide : si le produit est sous forme de poudre, la concentration maximale appliquée est de 1,0 mg/kg et s’il est commercialisé à l’état liquide, cette concentration maximale s’élève à 0,15 mg/kg12. En 2008 en Chine, de l'eau a été ajoutée à du lait cru pour en augmenter le volume. Néanmoins cette dilution a diminué la concentration de protéines dans le lait, le déclassant. De la mélamine a été ajoutée au lait, augmentant sa teneur en azote et donc sa teneur apparente en protéines. La présence de mélamine dans le lait a entraîné plusieurs décès et de nombreuses hospitalisations de nourrissons (RIVM, 2018). [11] La teneur maximale ne s’applique pas aux denrées alimentaires pour lesquelles il peut être prouvé qu’une teneur en mélamine supérieure à 2,5 mg/kg résulte de l’utilisation de cyromazine en tant qu’insecticide. La teneur en mélamine ne doit pas être supérieure à celle en cyromazine. Notons que l’utilisation de la cyromazine est interdite depuis 2020. [12] REGLEMENT (UE) 2023/915 DE LA COMMISSION du 25 avril 2023 concernant les teneurs maximales pour certains contaminants dans les denrées alimentaires et abrogeant le règlement (CE) no 1881/2006. Aliment pour animaux La concentration de mélamine ne doit pas excéder 2,5 mg/kg dans les aliments pour animaux d’une teneur en humidité de 12 % (dont les aliments en conserve pour animaux de compagnie)13. Cette réglementation compte des exceptions qui concernent les additifs suivants : - L’acide guanidinoacétique (GAA) pour lequel la concentration maximale de mélamine doit être inférieure à 20µg/l - L’urée et le biuret pour lesquels aucune limite de concentration de mélamine ne s’applique [13] Directive 2002/32/CE du Parlement européen et du Conseil du 7 mai 2002 sur les substances indésirables dans les aliments pour animaux - Déclaration du Conseil.
Règlementation extra européenne Convention OSPARLa mélamine n’appartient pas à la liste OSPAR14 des produits chimiques pour action prioritaire, ni à la liste des substances potentiellement préoccupantes. [14] Convention pour la protection du milieu marin de l'Atlantique du Nord-Est. Convention de Rotterdam La mélamine n’a pas été incluse à la liste des produits chimiques soumis à la procédure de consentement préalable de la Convention de Rotterdam. |
| Valeurs et normes appliquées en France |
Seuils de rejets pour les installations classées et les stations de traitement des eaux usées. Les eaux résiduaires (rejetées dans le milieu naturel ou dans un réseau de raccordement à une station d’épuration) des installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE) soumises aux régimes d’autorisation et d’enregistrement, doivent respecter les valeurs limites de concentration fixées par l’arrêté du 2 février 1998 relatif aux prélèvements et à la consommation d'eau ainsi qu'aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l'environnement soumises à autorisation. Aucun seuil n’est spécifié pour la mélamine. La mélamine ne figure pas à l’annexe II de l’Arrêté du 31/01/08 relatif au registre et à la déclaration annuelle des émissions et des transferts de polluants et des déchets, modifié par l’arrêté du 11 décembre 2014. Normes de qualité environnementale (NQE) Dans le cadre de l’évaluation du bon état des eaux, des normes de qualité environnementale (NQE) pour les eaux de surfaces ont été établies au niveau communautaire par la directive 2013/39/UE. Ces normes de qualité environnementale sont transposées au niveau national dans le cadre de l’arrêté du 17 octobre 2018 établissant le programme de surveillance de l'état des eaux et de l’arrêté du 27 juillet 2018 relatif aux méthodes et critères d’évaluation de l’état écologique, de l’état chimique et du potentiel écologique des eaux de surface. Il n’existe pas de NQE pour la mélamine, cependant l’Ineris a proposé une PNEC chronique pour l’eau douce : PNEC eau douce = 0,36 mg.L-1 Cette valeur, assez ancienne, doit être considérée avec précaution. En 2018, le RIVM a établi des propositions de NQE exprimée en moyenne annuelle (RIVM, 2018) : AA-EQSeau douce = 525 µg.L-1 AA-EQSeau marine = 52.5 µg.L-1 Et une Concentration Maximale Acceptable dans l’eau : MAC eau douce = 6000 µg.L-1 MAC eau marine = 600 µg.L-1 Valeurs appliquées en milieu professionnel Il n’existe pas en France de valeur appliquée en milieu professionnel pour la mélamine. Valeurs appliquées pour la qualité des eaux de consommation L’arrêté du 30 décembre 2022 modifiant l’arrêté du 11 janvier 2007 modifié relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine ne fixe pas de teneur maximale pour la mélamine. La mélamine ne figure pas dans la directive européenne sur l’eau potable mise en vigueur à partir du 12 janvier 2021 (directive (UE) 2020/2184 du 16 décembre 2020, refonte de la directive 98/83/CE). Aux Pays-Bas, le RIVM propose une norme de qualité provisoire pour la santé humaine via l’eau destinée à l’eau potable (RIVM, 2018) : QSdw,hh = 50 µg.L-1 |
Volume de production
| UE |
Fabrication et/ou importation au sein de l’UE comprise entre 100 000 et 1 000 000 t/an |
|---|
Consommation
| Informations complémentaires |
Volume de consommation en Europe : 0.4 millions de tonnes/an Volume de consommation dans le monde : 1.5 millions de tonnes/an
|
|---|
Production et utilisation
Production et ventes
Données économiques
D'après le site d'étude de marché Mordor Intelligence, le marché de la mélamine est fragmenté et les cinq principaux acteurs représentent environ 40 % de la capacité de production totale, il s’agit des groupes (sans classement) : OCI NV, Borealis AG, Henan Xinlianxin Chemicals Group Co. Ltd, Prefere Resins Holding GmbH et Grupa Azoty (Mordor intelligence).
En 2023, la bande de tonnage de la mélamine reflétant la quantité annuelle fabriquée/importée de cette substance en Europe (donnée acquise dans le cadre de REACH) était comprise entre 100 000 à 1 000 000 tonnes. En 2023, 55 déclarants étaient répertoriés sur le site de l'ECHA (ECHA, 2023a).
D'après l'EMPA (European Melamine Producers Association EMPA, 2023), l’association européenne des producteurs de mélamine15, l’Europe représente 27% de la consommation mondiale de mélamine qui s’élève à environ 1,5 millions de tonnes par an (soit 0,4 millions de tonnes par an pour l’Europe). D’après un site d’étude de marché, la Chine est à la fois le plus grand producteur et consommateur mondial de mélamine, représentant 65 % de la capacité mondiale de production et 45 % de la consommation mondiale (NexantECA, 2020).
D’après le site d’étude de marché OEC, le classement en 2021 des pays selon la différence [importations – exportations] de mélamine était le suivant : la Turquie (145 millions de dollars), l'Inde (102 millions de dollars), le Brésil (84,8 millions de dollars), l'Italie (73,8 millions de dollars) et l'Espagne (64,7 millions de dollars) (OEC).
Le classement des pays en fonction de leur balance commerciale (positive)16 de mélamine était le suivant en 2021 : la Chine (820 millions de dollars), l’Allemagne (178 millions de dollars), les Pays Bas https://oec.world/en/profile/country/nld (155 millions de dollars), la Pologne (93.8 millions de dollars) et le Qatar (80.9 millions de dollars) (OEC).
Le site d’étude de marché Mordor Intelligence estime qu’à court terme, l'augmentation de la demande de stratifiés, de revêtements et d'adhésifs pour le bois dans le secteur de la construction devrait stimuler la croissance du marché des résines à base de mélamine : la taille du marché des résines à base de mélamine devrait atteindre 1,87 million de tonnes en 2024 et croître à un taux de croissance annuel moyen de 4,15 % pour atteindre 2,30 millions de tonnes en 2029. Néanmoins, d’après le même site, la disponibilité de substituts, la réglementation plus restrictive concernant les émissions de formaldéhyde et les préoccupations croissantes des consommateurs concernant les émissions de formaldéhyde provenant des composés de moulage à base de mélamine, devraient freiner la croissance du marché. Cette préoccupation des consommateurs concerne également les mousses à base de mélamine, pour lesquelles, une tendance à la hausse pourrait néanmoins agir de façon inverse (Morodor intelligence).
[15] Membres de l’association en 2023 : BASF, BOREALIS, OCI-NITROGEN et GRUPA-AZOTY
[16] Différence entre la valeur des biens exportés par un pays et la valeur des biens importés par le même pays
Procédés de production
La mélamine est fabriquée pour la première fois en 1834 par Justus von Liebig à partir de cyanamide de calcium.
De nos jours, la production industrielle de mélamine se réalise en deux étapes avec l’urée pour matière première (Société chimique de France, 2023) :
- Etape 1 : l’urée se décompose pour générer de l’acide cyanurique et de l’ammoniac
(NH2)2CO → HNCO + NH3
- Etape 2 : l’acide cyanurique se polymérise pour donner de la mélamine en émettant de l’ammoniac et de l’acide carbonique
6 HNCO → C3H6N6 + 3 CO2
Ces deux réactions sont effectuées sous pression ou à l’aide de catalyseurs (dans une réaction hautement endothermique) en présence d’un excès d’ammoniac pour éviter la décomposition de la mélamine formée. Le mélange réactionnel, après élimination de l’ammoniac et du dioxyde de carbone, nécessite un lavage intensif à l’eau pour éliminer les oxytriazines formées.
Les variantes du procédé qui utilisent la haute pression comprennent le procédé Allied Chemicals, le procédé Montecatini et le procédé Nissan. Les procédés catalytiques à basse pression comprennent le procédé Chemie Linz, le procédé néerlandais Staatsmijnen et le procédé BASF (Commission Européenne, 2017).
Note : Le dicyanamide peut être converti exothermiquement en mélamine dans une réaction en phase liquide (en utilisant, par exemple, un solvant méthanol mélangé à de l'ammoniaque), mais cela nécessite la récupération et le nettoyage des solvants. Dans la réaction en phase solide, le principal problème est d'éliminer la chaleur de réaction et de minimiser ainsi la formation de sous-produits et d'empêcher la décomposition de la mélamine (Commission Européenne, 2017).
Noms commerciaux
Les noms commerciaux figurant dans le Tableau 1 suivant sont issus de la page de l’Echa relative à la mélamine (ECHA). Par cohérence avec ces données européennes nous avons laissé les noms en anglais.
Tableau 1. Autres synonymes et noms commerciaux (Source : ECHA)
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1,3,5-Triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-triimine |
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1,3,5-Triazine-2,4,6-triamine (9CI) |
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2,4,6-S-triazinétriamine |
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2,4,6-Triamino-1,3,5-triazine |
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2,4,6-Triamino-s-triazine |
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2,4,6-Triaminotriazine |
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Cyanuramide |
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Cyanurotriamide |
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Cyanurotriamine |
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Isomelamine |
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Melamin |
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Melamine (8CI) |
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s-Triazine, 4,6-diamino-1,2-dihydro-2-imino- (6CI) |
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s-Triazinetriamine |
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technical melamine |
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Triamino-s-triazine |
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Triaminotriazine |
Utilisations
Introduction (varitétés d'utilisations)
Les emplois de la mélamine sont très variés et concernent plusieurs secteurs industriels.
La production de résines (résines mélamine-formaldéhyde et mélamine-urée-formaldéhyde) représente l’utilisation principale de cette substance. Ces résines sont à leur tour utilisées pour produire des produits à base de bois (produits stratifiés, panneaux de bois), des revêtements de surface, des superplastifiants pour béton, du papier, des textiles, des mousses, des pièces moulées… D’après un producteur de mélamine, environ 80 % de sa production est destinée à l'industrie des panneaux à base de bois (Borealis, 2022).
La mélamine peut être employée dans le domaine des retardateurs de flamme, soit seule soit comme réactif pour produire d’autres substances ignifuges qui seront intégrées à différents polymères (polyuréthane, polyamide, polyester…)
La mélamine pourrait également être utilisée en agriculture comme engrais.
RESINES AMINOPLASTES
Les résines aminoplastes sont des matières thermodurcissables obtenues par polycondensation de molécules comportant plusieurs fonctions amines primaires17 (généralement de l’urée ou de la mélamine) avec le formaldéhyde et conduisant à une élimination d’eau.
Les résines aminoplastes à base de mélamine (Mélamine-Formaldéhyde (MF), Mélamine-Urée-Formaldéhyde (MUF), Mélamine-Urée-Phénol-Formaldéhyde (MUPF) et Phénol-Mélamine-Formaldéhyde (PMF)) sont utilisées à différentes concentrations, en solution ou en poudre, dans des secteurs variés (industries du bois, des revêtements, papetière, textile…). Ces résines comptent quelques atouts : une bonne résistance à la chaleur et au feu ; de plus, leurs teintes très claires leur permettent d’être faciles à colorer (RIVM, 2018; Ineris, 2021a).
[17] -NH2
Production de produits à base de bois
Produits stratifiés :
Les produits stratifiés décoratifs se composent (Techniques de l'ingénieur, 2006) :
- d’une feuille de papier décor imprégnée de résine à base de mélamine
- d’une feuille barrière de papier, imprégnée également de résine mélamine
- d’une surface protectrice composée d’une feuille de papier mince (alphacellulose) riche en résine mélamine (jusqu’à 60 % après séchage)
Ces produits stratifiées sont fixés à un substrat en bois comme des panneaux de fibres ou de particules (qui eux-même sont susceptibles de contenir de la mélamine), les produits qui en résultent sont utilisés dans l'ameublement, les plans de travail, les murs, les sols,... (European Melamine Producers Association EMPA, 2023).
Panneaux de bois :
Les résines aminoplastes sont employées en tant qu’adhésif dans le secteur du bois pour la production de divers types de panneaux de bois : les plaques de contreplaqué, les panneaux de particules (PB), les panneaux de fibres à densité moyenne (MDF) ainsi que les panneaux de fibres à haute densité (HDF), les panneaux de lamelles orientées (OSB) ou le bois de placage stratifié (LVL), les parquets contrecollés, les charpentes lamellées-collées.
Les résines aminoplastes Urée-Formaldéhyde (UF) sont les plus utilisées pour cette application. Or d’après l’association des producteurs européens de mélamine, ces adhésifs contiennent de la mélamine (European Melamine Producers Association EMPA, 2023). Notons que le secteur du bois peut aussi faire appel à des adhésifs à base de résines MUF (cf. tableau 2).
Tableau 2. Répartition des types de résines condensées utilisées comme adhésif dans le secteur du bois en 1999 en Europe de l’ouest (Ineris, 2021a)
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Type de résines |
% |
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Urée-Formaldéhyde (UF) |
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Mélamine-Urée- Formaldéhyde (MUF) |
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Phénol- Formaldéhyde (PF) |
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Phénol-Résorcinol- Formaldéhyde (PRF) |
La distinction entre colles à base de résine, et résines n’est pas toujours faite par les professionnels, et les deux termes sont parfois utilisés indifféremment. Néanmoins dans ce rapport le terme résine sera utilisé pour les produits permettant la production de panneaux à bois et le terme colle sera utilisé pour les produits d’ameublement.
En fonction de la résine utilisée pour lier les différentes feuilles de plaquage, les panneaux en contreplaqués sont plus ou moins résistants à l’humidité. Les panneaux destinés aux cuisines et salles de bains sont liés avec une résine MUF car ils doivent être résistants à l'humidité.
Les panneaux de particules agglomérées sont constitués de particules de bois (grands copeaux, particules, copeaux de rabotage, sciures) et/ou autre matériau lignocellulosique en forme de particules (amas de chanvre, amas de lin, fragments de bagasse). Ces copeaux de bois ou de résidus sont le plus fréquemment agglomérés à l’aide de résine UF, mais la résine MUF peut également être employée.
Les panneaux de particules orientées (OSB) sont liés avec des résines phénolformaldéhyde (PF), MUF et diisocyanate de diphénylméthane (pMDI), ou une combinaison de ces liants (Atmo Alsace, 2007).
Revêtements de surface
Les résines MF font partie des agents de réticulation18 employés pour la production de divers polymères (résines alkydes, époxy, acryliques et polyester) destinés à produire des revêtements tels que des peintures, vernis et laques destinés aux secteurs automobile, électroménager… (Joseph P. Greene, 2021; European Melamine Producers Association EMPA, 2023)
Les résines MUF et les résines MF sont utilisées comme agents de réticulation pour la production de revêtements protecteurs en résine époxy utilisés à l'intérieur des boîtes de conserve en métal (European food safety authority (EFSA), 2010; Saminu Musa Magami, 2015).
Ces agents de réticulation améliorent la résistance aux produits chimiques et à l'eau du revêtement et lui confèrent des propriétés mécaniques telles que la résistance aux rayures (European Melamine Producers Association EMPA, 2023).
[18] Un agent de réticulation est une substance qui initie ou régularise la réaction de réticulation entre les chaînes d’un polymère, c’est-à-dire la formation d’un réseau macromoléculaire tridimensionnel
Production de béton
Superplastifiants :
Les superplastifiants sont des additifs développés pour conférer aux matériaux cimentaires une plus grande fluidité. Leur action peut être perçue de deux manières :
- soit le superplastifiant permet, sans changer la teneur en eau du béton, d’augmenter son affaissement/étalement,
- soit le superplastifiant permet de réduire fortement la teneur en eau d’un béton donné sans en changer la consistance.
Pour cette raison, ces adjuvants sont également désignés par le terme « réducteurs d’eau ». Leur dosage moyen est de 0,8 à 3 % de la masse du ciment. Toutefois, l’intérêt principal des superplastifiants réside dans la fluidité apportée au ciment : la pâte devient alors très malléable, facile à couler et à mettre en œuvre.
Utilisées comme superplastifiants, les polymélamines sulfonates (ou SMF - Sulphonated Melamine Formaldehyde, cf. Figure 1) font partie de la composition de bétons à haute résistance (European Melamine Producers Association EMPA, 2023). Les polymélamines sulfonates sont synthétisées après sulfonation de la mélamine et condensation en présence de formaldéhyde. Les polymélamines sulfonates présentent l’avantage de retarder très peu la prise du ciment (Tramaux, 2018a).
Retardateur/Accélérateur de prise :
Les résines aminoplastes (MF et MUF) sont utilisées dans l’industrie du béton, ces résines servant à retarder ou accélérer la prise du béton. Environ 3400 tonnes seraient utilisées annuellement en France pour cet usage selon le ministère de l’industrie (Ineris, 2007).
Industrie papetière
Les résines aminoplastes à base de mélamine sont utilisées dans l’industrie papetière pour la production de billets de banque, papiers couché19 , papier kraft, etc. Ces résines d’imprégnation conférent au papier traité une meilleure résistance au froissement et à l'humidité (Ineris, 2021a; European Melamine Producers Association EMPA, 2023).
Le traitement du papier peut être réalisé selon deux procédés (Techniques de l'ingénieur, 2006) : au sein de la pâte à papier par ajout d’une solution acide de résine mélamine ou en surface par l’application d’un revêtement de surface à base de résine mélamine pure ou en mélange avec une solution d’amidon.
[19] Le papier ou carton couché est recouvert d´une ou plusieurs couches de produits afin d´obtenir une surface lisse soit matte ou brillante
Industrie textile
Des agents de finition, des auxiliaires d’impression et des agents hydrophobes/oléophobes employés dans le secteur textile sont produits à partir de mélamine (Commission Européenne, 2023).
- Agents de finition pour un entretien facile des textiles
de mélamine (R=H, CH2OH, CH2OCH3)
Les agents de finition ont pour but de rendre les tissus infroissables, irrétrécissables (par exemple la laine).
Les agents de finition produits à partir de mélamine (cf. Figure 2) sont des agents de réticulation appliqués principalement sur des fibres cellulosiques et/ou des mélanges de fibres cellulosiques et synthétiques.
- Auxiliaires pour l'impression pigmentaire
Des agents fixateurs sont parfois nécessaires pour améliorer le niveau de résistance à l'humidité, en particulier pour les fibres lisses telles que le polyester. Les condensats de mélamine-formaldéhyde à faible teneur en formaldéhyde sont utilisés à cette fin.
- Agents hydrophobes/oléophobes
Pour les textiles ne nécessitant qu'un traitement hydrofuge sans effet antisalissure ou oléofuge, des agents hydrofuges à base de résines de mélamine modifiées peuvent être utilisés (résines mélamine-formaldéhyde, mélamine-urée-phénol-formaldéhyde, mélamine-formaldéhyde méthylée et mélamine-urée-formaldéhyde (DTSC (Department of Toxic Substances Control), 2022).
Ces résines, aussi utilisées comme agents d’extension20, sont produites en condensant des composés gras (acides, alcools ou amines) avec des mélamines méthylées. Ces agents sont appliqués par le processus de séchage au tampon, souvent avec des agents de réticulation en présence d'un catalyseur.
[20] Dans le cas d’application d’agents hydrophobes/oléophobes fluorés, l'utilisation d'agents d'extension permet de réduire la quantité de produit chimique fluoré nécessaire, et donc de réduire les coûts de ce traitement
Mousses
Les mousses mélamine sont produites par polycondensation de la mélamine avec du formaldéhyde.
Ces mousses présentent des propriétés d’absorption acoustique, de résistance au feu, d’isolation thermique ou d’abrasivité qui leur permettent de trouver des applications industrielles dans les secteurs (BASF) :
- de l'automobile (insonorisation, isolant thermique dans le compartiment moteur)
- du transport (par ex. isolation acoustique pour les cabines d'avion)
- du bâtiment et dans les milieux industriels réglementés
- grand public (« éponges magiques » qui permettent de gommer par micro-abrasion les tâches sur des surfaces telles que le carrelage, les plaques de cuisson en vitrocéramique et les papiers peints)
Production de pièces moulées
La mélamine réagit avec le formaldéhyde pour produire un plastique thermodurcissable communément appelé "mélamine". Les produits moulés finaux comprennent notamment des appareils ménagers, de la vaisselle, des poignées d'ustensiles de cuisine, des prises électriques (European food safety authority (EFSA), 2010; European Melamine Producers Association EMPA, 2023).
Tannage du cuir
Les résines MF constituent une classe importante de produits de retannage du cuir (Muhammad Naveed Ashraf, 2022). Le retannage est un deuxième tannage appliqué sur les peaux dont le rôle est de donner les caractéristiques mécaniques propres à chaque article.
Colles pour papier
Un usage des résines aminoplastes à base de mélamine pour renforcer les colles destinées à la fabrication de sacs en papier et de carton ondulé a été mentionné par le passé (la présence de résine aminoplaste améliorant la résistance de la colle à l’humidité) (Techniques de l'ingénieur, 2006; European food safety authority (EFSA), 2010).
Encres
Les résines à base de mélamine agissent comme agents de réticulation dans la production d’encres (Allnex).
Fonderie
Les résines MF sont utilisées comme liants pour la fabrication de moules et de noyaux (Ineris, 2021a).
Traitement de l'eau
Des résines cationiques utilisées pour le traitement de l’eau sont fabriquées à partir de résine MF (Ineris, 2021a). Ces résines sont employées pour la séparation des phases aqueuses et organiques des unités de flottation en raffinerie. Ces résines à base de mélamine sont utilisées pour traiter les eaux de rejets de l’industrie textile et papetière (USALCO, 2022).
RETARDATEURS DE FLAMME
Les retardateurs de flamme impliquant de la mélamine sont principalement employés dans les mousses de polyuréthane, les polyamides, les thermoplastiques (polypropylène, polyéthylène), les revêtements intumescents et les polyuréthanes thermoplastiques (Specialchem).
Il existe quatre types de substances ignifuges à base de mélamine :
- la mélamine pure
- les dérivés organiques de la mélamine (ex. cyanurate de mélamine)
- les dérivés inorganiques de la mélamine (ex. phosphate de mélamine, polyphosphate de mélamine)
- les dérivés de la mélamine tels que le Melem et le Melon
Ces retardateurs de flamme sont rarement utilisés seuls. Leur mode d'action est le refroidissement (la sublimation ou la décomposition de ces substances à teneur élevée en azote absorbe une quantité importante d’énergie thermique) et la dilution via le dégagement d’un gaz ininflammable (l’ammoniac). La dilution peut aussi conduire à la formation d’un résidu expansé permettant d’isoler le matériau en dégradation de la source de chaleur.
Les retardateurs de flamme azotés sont également utilisés dans le cadre de systèmes intumescents (ANSES, 2015; Techniques de l'ingénieur, 2016a; ECHA, 2023b).
Les systèmes intumescents sont des systèmes initialement développés pour protéger du feu les textiles, le bois, et les peintures qui gonflent sous l’irradiation thermique. Le matériau se trouve alors protégé du flux de chaleur par une couche alvéolaire à faible conductivité thermique. Par ailleurs, cette couche protectrice diminue la vitesse de diffusion des gaz issus de la pyrolyse du polymère vers la zone de combustion ainsi que la vitesse de dégradation du matériau. Ce type de protection comprend en général (Techniques de l'ingénieur, 2016b) :
- une source d’acide ou de précurseur d’acide (par exemple le phosphate de mélamine)
- une source de composés hydroxylés susceptibles de se déshydrater (le pentaérythritol, des sucres (arabinose, maltose...), des composés polyholosides macromoléculaires (cellulose, amidon...), des polymères susceptibles de charbonner (polyamide 6, polyuréthane thermoplastique))
- un agent générateur de gaz facilitant l’expansion (par exemple la mélamine)
- un liant (le polymère lui-même ou des produits de dégradation ou un liant spécifique)
En 2005, les retardateurs de flamme à base de mélamine représentaient 2,8 % de la consommation du marché européen des retardateurs de flamme (cf. Figure 3 ci-après).
Mélamine
La mélamine est utilisée pour ses propriétés ignifugeantes dans les peintures spécialisées, les produits textiles techniques (tels que les vêtements de lutte contre l'incendie), les mousses polyuréthane flexibles (utilisées dans l'industrie du meuble et de la literie) et dans les produits électroniques (European Melamine Producers Association EMPA, 2023).
La mélamine est couramment employée en combinaison avec d'autres retardateurs de flamme (par exemple le TCPP21) ; selon un fabricant de mélamine, cette dernière utilisée seule ne sera probablement pas l'ignifugeant le plus adapté pour la plupart des applications (Ministry of environement and food of Denmark, 2016).
[21] Tris(2-chloro-1-methylethyl) phosphate n°CAS 13674-84-5
Dérivés organiques de la mélamine
Les isocyanurates de mélamine, tels que le cyanurate de mélamine (n°CAS 37640-57-6), sont utilisés comme retardateurs de flamme additifs (principalement pour la production de polyamide22) ou dans des systèmes retardateurs de flamme intumescents (avec le polyphosphate d'ammonium) pour la production de polypropylène (ECHA, 2023b).
L’isocyanurate de tris(pentabromobenzyle) est incorporé dans les produits transparents renforcés type PET23, PBT24…(Techniques de l'ingénieur, 2016b).
[22] La composition PA 6 (nylon) / Cyanurate de mélamine (25 % en masse) génère un matériau autoextinguible (Techniques de l'ingénieur, 2016b)
[23] Polytéréphtalate d'éthylène
[24] Polytéréphtalate de butylène
Dérivés inorganiques de la mélamine
La mélamine peut être associée à des éléments inorganiques tels que le phosphore ou le bore. Les dérivés inorganiques de la mélamine les plus fréquemment employés pour leur action ignifugeante sont les phosphates : les phosphates de mélamine, les polyphosphates de mélamine et les pyrophosphates de mélamine. Ces retardateurs de flamme peuvent intégrer des systèmes intumescents (Techniques de l'ingénieur, 2016a).
Les dérivés inorganiques sont notamment utilisés pour traiter divers polymères du secteur de l’électronique (cf. Tableau 3 ci-dessous) (ECHA, 2023b).
Tableau 3. Secteur électronique - Compatibilité Polymère/Dérivé inorganique de la mélamine (ECHA, 2023b)
(*) PA 6 et PA 6-6
Homologues de la mélamine
La mélamine peut être convertie en structures réticulées par des réactions de condensation avec perte progressive d'ammoniac : le Melem et le Melon (cf. Figure 4 et Figure 5) (ECHA, 2023b). Notons que ce dernier ne serait utilisé qu'à titre expérimental (Ineris,2021b).
PRODUCTION DE HMMM
Une application de la mélamine est la synthèse de l’hexa(méthoxyméthyl)mélamine (HMMM, n°CAS 3089-11-0), un agent de réticulation utilisé pour la production de revêtements et de caoutchouc (destiné à la fabrication de pneus) (Razan Alhelou, 2019; Cassandra Johannessen, 2021).
ENGRAIS
Au cours d’une réunion réalisée en 2008, les experts de l'OMS ont reçu des informations limitées suggérant que la mélamine pouvait être ajoutée aux engrais pour contrôler le taux de libération de l'azote dans le sol (OMS, 2009).
PRODUCTION DE POLYACETATE DE VINYL (PVAC)
La mélamine est utilisée pour la réticulation du poly(acétate de vinyle) (PVAC) (INRS, 2018).
COLORANT
La mélamine est l'un des principaux composants du Pigment Yellow 150, un colorant dans les encres et les plastiques (SoleChem, 2022).
PILES A COMBUSTIBLE
La mélamine fait l’objet d’activités de recherche dans le domaine des piles à combustible afin d’améliorer le taux de réaction de réduction de l'oxygène (Milena Zorko, 2021).
Rejets dans l’environnement
Sources naturelles
La mélamine est une substance anthropogénique, par conséquent ses rejets dans l'environnement ne sont pas d'origines naturelle.
Sources non-intentionelles
La mélamine est l'un des principaux métabolites de la cyromazine (n°CAS 66215-27-8) dans les sols sa fraction maximale d'occurrence s'élève à 74.5% de la substance mère (PPDB Pesticide Properties DataBase).
La cyromazine est un insecticide :
- ciblant les larves de diptères et les insectes nuisibles dans les champs et les serres (légumes et plantes ornementales) et dont l’utilisation est interdite depuis 2020 (Commission Européenne; University of Hertfordshire)
- dont l’usage est autorisé par les agriculteurs dans les bâtiments d'élevage (bovins, porcs, volailles, etc.) pour lutter contre les larves de mouches dans le fumier (et dans d'autres sites de reproduction) (ECHA).
Les ventes de cyromazine ont progressé en France entre 2012 et 2015 (avec un pic en 2015 de près de 900 kg), puis celles-ci ont régulièrement diminué pour atteindre un niveau quasiment nul en 2021 en adéquation avec l’interdiction de son utilisation phytosanitaire (cf. Figure 6 et Tableau 6).
Tableau 6. Récapitulatif des ventes de cyromazine (en kg) sur le territoire français entre 2012 et 2022 (Source : BNVD)
Entre 2012 et 2022, 3602 kg de cyromazine ont été vendus en France (métropolitaine et outre-mer) dont 59% en Occitanie et 15% en Provence-Alpes-Côte d’azur (BNVd, 2023).
Émissions anthropiques totales
Selon le dossier REACH (ECHA), des rejets de mélamine dans l'environnement peuvent se produire lors de la fabrication et de la formulation de mélanges et lors de la production d'articles.
Cependant, la mélamine ne fait pas partie des substances soumises à déclaration dans le registre E-PRTR25 (European Pollutant Release and Transport Register, registre européen des rejets et transferts de polluants à partir de sites industriels) du règlement (CE) n o166/2006. Ce registre contient des informations sur les rejets de polluants dans l’air, dans l’eau et dans le sol, ainsi que sur les transferts, hors site, de polluants présents dans les eaux usées et les déchets. Les émissions de mélamine dans l’eau, le sol et l’air ne sont donc pas répertoriées au niveau européen.
En France, la mélamine ne fait pas partie des substances à déclarer dans le Registre national des Emissions Polluantes26 (via le logiciel GEREP géré par la base de données BDREP) concernant les installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE).
D'autres rejets dans l'environnement sont susceptibles de se produire lors de l'utilisation à l'intérieur et à l'extérieur de divers articles : matériaux de construction en métal, bois et plastique, revêtements de sol, meubles, matériaux de construction, rideaux, produits en cuir, produits en papier et en carton, équipements électroniques (ECHA).
Émissions atmosphériques
Les émissions atmosphériques de mélamine ne sont pas soumises à déclarations dans le registre E-PRTR ni dans le Registre national des Emissions Polluantes.
Émissions vers les eaux
Les émissions de mélamine vers les eaux ne sont pas soumises à déclarations dans le registre E-PRTR ni dans le Registre national des Emissions Polluantes.
Émissions vers les sols
Les émissions de mélamine vers les sols ne sont pas soumises à déclarations dans le registre E-PRTR ni dans le Registre national des Emissions Polluantes.
Pollutions historiques et accidentelles
La base de données BASOL27 inventorie les sites et sols pollués ou potentiellement pollués.
Cette base de données ne recense aucune pollution historique ou accidentelle par de la mélamine.
Présence environnementale
Atmosphère
Nous ne disposons pas de mesure de mélamine dans l’atmosphère.
La mélamine est une substance très peu volatile, sa présence dans l’atmosphère devrait être négligeable.
Aquatique
La base de données Naïades28 ne recense aucune donnée de mesure de mélamine dans les eaux de surface en France (BRGM, 2023). Toutefois, 7 mesures ont été effectuées entre 2016 et 2020 dans des eaux de surface de pays voisins comme l’Allemagne et la Suisse, avec des concentrations pouvant atteindre 21 µg/l et une concentration médiane de 1,46 µg/l (Ingo Richter, 2023).
[28] https://naiades.eaufrance.fr/
Terrestre
La base de données ADES29 ne mentionne pas de mesure de mélamine dans les eaux souterraines françaises. La base de données NORMAN-EMPODAT30 ne fait aucune référence à des mesures de mélamine effectuées dans les matrices sols et eaux souterraines du territoire français. De même, la mélamine ne fait pas partie des substances mesurées lors de la campagne CAMPEX effectuée entre 2011 et 2013 par le BRGM31.
Au Pays-Bas, la mélamine est surveillée par les compagnies d’eau potable au niveau des points de prise d’eau potable du Rhin et de la Meuse (RIVM, 2018). . En 2016, les concentrations moyennes annuelles de mélamine des trois points de prise d’eau potable du Rhin étaient comprises entre 0,97 et 1,36 µg/l et les concentrations maximales entre 1,6 et 2,8 µg/l. Les concentrations maximales de mélamine au niveau des quatre points de prise d’eau potable de la Meuse étaient en 2016 comprises entre 0,98 et 5,8 µg/l.
La mélamine est le principal produit de dégradation de la cyromazine, un insecticide auparavant employé dans les champs et serres. L’utilisation de cette substance a pu entrainer la présence de la mélamine dans les sols. Compte tenu de ses potentielles propriétés PMT (Persistante, Mobile et Toxique), la mélamine pourrait être présente dans les eaux souterraines.
Perspectives de réduction
Alternatives aux usages
Résines aminoplastes
Production de produits à base de bois (panneaux de bois contreplaqués et agglomérés)
Des études sur la substitution de l’utilisation des résines MUF (Mélamine-Urée-Formaldéhyde) et MF (Mélamine-Formaldéhyde) dans les panneaux de bois ont été réalisées dans le cadre de la proposition de restriction REACH (annexe XV) concernant le formaldéhyde et les substances libérant du formaldéhyde dans les articles (Anses, 2016; Ineris, 2021a). Les substituts sont présentés dans le tableau ci-après :
Tableau 5. Substituts aux résines MF et MUF dans le secteur du bois (Source (Ineris, 2021a))
Production de revêtements de type peintures et vernis
Une étude réalisée par l’Ineris en 2007 sur la substitution du formaldéhyde avait conclu, à la suite d’une enquête auprès d’industriels, que les résines à base de formaldéhyde (et donc les résines Mélamine- Formaldéhyde MF) disposaient de substituts pour l’ensemble des applications, au moins pour les applications grand public et que l’utilisation de résines aminoplastes dans les peintures domestiques était très marginale (Ineris, 2007).
Le rapport de l’Anses de 2016 (Anses, 2016) présente comme substituts aux peintures à base de résines aminoplastes :
- les peintures époxy ; faible résistance à la lumière, utilisation en couche primaire.
- les peintures alkyde (peintures glycerophtalique) ; peintures durables pouvant être biosourcées32
- les peintures acrylique ; moins durable sur le bois, plus chères que les peintures à base de résines aminoplastes
- les peintures polyester ; moins chères que les peintures à base de résines aminoplastes.
Selon l’enquête réalisée par l’Ineris en 2013 auprès de producteurs français de peintures et vernis, les vernis à base de polyuréthane présentent des performances supérieures à ceux à base de résine aminoplaste (les résines polyuréthanes étaient en 2010 les produits les plus utilisés en France). Néanmoins, ces vernis peuvent contenir des isocyanates (qui sont nocifs par inhalation) ainsi que des solvants. Les produits mono composant en émulsion permettent de s’affranchir de ces inconvénients, car les isocyanates ont déjà réagi avec la résine et les émissions en sont fortement diminuées. On trouve également de nombreux produits hybrides en phase aqueuse ou solvantée produits à partir d’un mélange de plusieurs résines.
[32] La synthèse des peintures alkydes implique des polyols (de type pentaérythritol) qui comportent du formaldéhyde à l’état de trace (présent en tant que résidu de synthèse)
Industrie du papier
L’Anses indique qu’aucun substitut n’est identifié pour les résines MF (Anses, 2016). Nous n’avons d’autres informations concernant la substitution de mélamine pour les résines MUF.
Textiles
- Agents de finition pour un entretien facile des textiles
-dihydroxyéthylène urée - DMDHEU
D'un point de vue chimique, il existe deux groupes de substances alternatives aux agents de finition à base de mélamine (Commission Européenne, 2023) :
- les agents de réticulation à base d'urée et de formaldéhyde (par exemple le diméthylol urée, l'hydroxyméthylurée et le bis(méthoxyméthyl) urée)
- les agents de réticulation hétérocycliques à base d'urée, de formaldéhyde, de diamines, en particulier, de glyoxal (n°CAS 107-22-2) (par exemple le DMDHEU - bis(hydroxyméthyl)-dihydroxyéthylène urée, cf. Figure 7).
Note : ces substances sont susceptibles d’émettre du formaldéhyde
- Agents hydrophobes, oléophobes
Des agents hydrofuges exempts de mélamine sont disponibles sur le marché, ces derniers sont compilés dans le Tableau 6 ci-après (DTSC, 2022)
Tableau 6. Alternatives aux agents hydrophobes, oléophobes à base de mélamine (DTSC, 2022)
Des PFAS34 pourraient se substituer aux résines mélamine employées comme agents hydrophobes et oléophobes néanmoins ce groupe de substances n’est probablement pas une alternative acceptable, du fait de leur très forte persistance dans l’environnement et des efforts en cours pour ne plus les utiliser (DTSC, 2022).
[34] Substances per- et polyfluoroalkylées
Mousses
Les mousses de mélamine font référence dans le domaine des mousses acoustiques « classées feu ». Il existe néanmoins sur le marché deux types de mousses aptes à les substituer : les mousses de polyuréthane et les mousses de polyéthylène réticulé (Solutions elastomères).
Les mousses de polyuréthane peuvent être imprégnées de manière à obtenir le même classement au feu que les mousses mélamine. Ces mousses sont employées pour insonoriser les machines industrielles, les murs, les moteurs, les machines etc... Leur protection au feu est de même qualité que celle des mousses mélamine, néanmoins leur coût est 2,5 fois plus important (d’après le site marchand Solutions Elastomères).
Les mousses de polyéthylène réticulé sont des alternatives qui trouvent des applications pour les professionnels (transports, bâtiment...) et pour les particuliers (mur anti-bruit extérieur). Ces mousses offrent toutefois une moindre protection au feu et leur coût est (d’après le site marchand Solutions Elastomères) environ 1,5 fois plus important que celui des mousses mélamine.
Production de pièces moulées
D’après l’Anses, l’ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) et des polyesters thermodurcissables pourraient substituer le plastique thermodurcissable « mélamine » destiné à produire des pièces moulées. Les polyesters thermodurcissables semblent présenter les propriétés adéquates du point de vue de la faisabilité économique et technique (Anses, 2016).
Il existe des alternatives spécifiques à la mélamine utilisée pour la création de vaisselle : l'acier inoxydable, le verre trempé, la céramique et la vaisselle émaillée.
Retardateurs de flamme
Il existe sur le marché plusieurs substances qui pourraient être en mesure de remplacer les retardateurs de flamme impliquant de la mélamine (pure ou dérivée avec des acides organiques ou inorganiques), ces dernières sont listées dans le Tableau 7 ci-après35.
Tableau 7. Alternatives potentielles à la mélamine et ses dérivés pour des applications ignifugeantes (Sources : (Commission Européenne, 2023 ; Specialchem; Techniques de l'ingénieur, 2016a; Techniques de l'ingénieur, 2016b; Nicoleta Levinṭa, 2019))
| Substituts | Matériau dans lequel il peut être utilisé | Disponibilité du substitut [36] | Faisabilité technique | Coût du substitut | Caractéristiques de danger |
|---|---|---|---|---|---|
|
Polyphosphate d’ammonium APP (n°CAS 68333-79-9)
|
Polyamides Polyesters Polypropylène Polyuréthane |
Disponible |
Taux d’incorporation faible dû à sa concentration élevée en phosphore
Moindre stabilité thermique Sensible à l’humidité Migration en surface des polymères |
Faible |
Persistant (d’après des valeurs provenant de modèles prédictifs et/ou d'un jugement professionnel) |
|
Hypophosphite d’aluminium (n°CAS 7784-22-7) |
Polyamides |
Disponible |
Nécessite un processus d’encapsulation pour éviter la formation de phosphine (PH3), une substance toxique |
Faible |
|
|
Phosphore rouge |
Polyamides Polyesters Polyuréthane Systèmes intumescents |
Disponible |
Pour réduire les risques de formation de phosphine (PH3, une substance toxique) lors de la transformation du thermoplastique, les particules de phosphore rouge sont stabilisées par une couche d’oxyde métallique puis encapsulées dans une couche de résine Le phosphore rouge présente l’avantage d’être très concentré en phosphore, ce qui entraîne des taux d’introduction en matrice faible : l’impact sur les propriétés intrinsèques de la matrice sont relativement faible Tolère les hautes températures de mise en forme (> 250 °C). Pour des raisons de coloration, son application est exclue pour les articles finaux blancs ou très clairs |
Faible |
Persistant (sur la base de données empiriques) |
|
Hydroxyde d'aluminium (n°CAS 21645-51-2) |
Polyesters |
Disponible |
Facile à incorporer dans les plastiques Les quantités nécessaires pour atteindre le niveau de performance sont élevées (la fraction peut dépasser 50 %) ce qui peut affecter les propriétés mécaniques du polymère telles que la résistance en traction ou la résistance à l’impact La température peu élevée de décomposition de l’ATH[1] limite son utilisation dans des thermoplastiques pour lesquels la température de transformation est supérieure à cette valeur |
Faible |
La substance est composée d’une espèce métallique qui ne se dégrade pas, mais qui peut changer d'état d'oxydation ou subir des processus de complexation dans des conditions environnementales |
|
Composés à base de magnésium (carbonate de magnesium - n°CAS 546-93-0, hydroxyde de magnésium - n°CAS 1309-42-8) |
Polyesters |
Disponible |
Les quantités nécessaires pour atteindre le niveau de performance sont élevées (la fraction peut dépasser 50 %) ce qui peut affecter les propriétés mécaniques du polymère telles que la résistance en traction ou la résistance à l’impact |
Faible |
Les composés à base de magnésium sont composés d'une espèce métallique qui ne se dégrade pas, mais qui peut changer d'état d'oxydation ou subir des processus de complexation dans des conditions environnementales |
|
Silicone (Polydiméthylsiloxane – n°CAS 63148-62-9) |
Polyuréthane Polyéthylène Polypropylène |
Disponible |
|
Elevé |
|
[1] ATH (Alumina TriHydrate) : Trihydrate d’alumine
[36] La disponibilité du substitut désigne le fait de disposer d'une quantité de produit suffisante pour satisfaire la demande des clients
[37] ATH (Alumina TriHydrate) : Trihydrate d’alumine
Dans le cas des systèmes intumescents, le phosphate de mélamine employé comme « précurseur d’acide » peut être remplacé par des acides sulfurique, phosphoriques… leurs dérivés organiques ou minéraux comme les phosphates d’urée, les phosphates acides d’ammonium, les polyphosphates d’ammonium, les sulfates d’ammonium... La guanidine ou l’urée peuvent se substituer à la mélamine utilisée comme agent générateur de gaz (Techniques de l'ingénieur, 1999).
Superplastifiants
Polycarboxylates
Les superplastifiants polycarboxylates (PCE) sont des copolymères possédant une structure en peigne, c’est-à-dire un squelette carboné classique à partir duquel s’étendent des chaînes latérales (Gang Chen, 2017). Les chaînes latérales des polycarboxylates garantissent une forte répulsion stérique entre les particules de ciment pour empêcher leur agglomération.
La structure chimique des polycarboxylates (cf. Figure 8) permet un plus grand degré de modification chimique, ce qui offre la possibilité d'adapter le mélange aux besoins de l’application et de développer des bétons autoplaçants très performants, capables d’épouser la forme de coffrages complexes.
Lignosulfonates
Les lignosulfonates d’ammonium, de calcium, de sodium (cf. Figure 9) sont des superplastifiants extraits de la pulpe de bois dont le mode d’action repose principalement sur la création d’une force de répulsion électrostatique entre les particules minérales (Société chimique de France, 2011; Tramaux, 2018a; Tramaux, 2018b).
Moins efficaces que les superplastifiants de dernière génération (polycarboxylates…) les lignosulfonates continuent à être utilisés de nos jours car ils sont biosourcés et relativement peu onéreux. Leurs faibles performances s’expliquent en partie par le fait que leur composition et leurs masses molaires sont extrêmement variables ; en effet, la composition chimique varie en fonction du végétal considéré, de son âge, de son milieu de culture, du procédé de fractionnement de la matière végétale employé, etc.
Polynaphtalènes sulfonates
de naphtalène et de formaldéhyde (n°CAS 36290-04-7)
Les sels sulfonés de polycondensés de naphtalène et de formaldéhyde (n°CAS 36290-04-7) (cf. Figure 10), fréquemment nommés les polynaphtalènes sulfonates ou naphtalène sulfonate de sodium formaldéhyde (SNF) représentent une part importante du marché superplastifiants. Cet additif disperse les particules de ciment floculées au moyen d'un mécanisme de répulsion électrostatique.
Notons que ces sels sont des polymères du naphtalène, lequel est une substance classée cancérigène de catégorie 2 et faisant partie des substances prioritaires listées au niveau européen pour la politique dans le domaine de l’eau.
Alternatives au béton
L’éditeur Techniques de l’Ingénieur a identifié trois alternatives durables au béton (Techniques de l'ingénieur, 2021) :
- Le béton de chanvre, développé en France depuis les années 1990, ce matériau s’obtient en mélangeant des particules de chanvre (la chèvenotte) avec un liant, de l’eau et des adjuvants
- Les matériaux fibres-ciment, ces matériaux composites sont fabriqués à partir de ciment, d’eau, de fibres et de charges minérales (notamment en cellulose). Couramment utilisé pour la fabrication de plaques de toitures ondulées, le fibre-ciment est aussi de plus en plus employé pour la conception de matériaux de façade et de lames de bardage
- Le béton d’argile, mélangé avec un gravier, ce matériau permet de réaliser des dalles, des chapes et, après mise en forme par coffrage et par compression, des façades porteuses
Toutefois, avant d’utiliser en remplacement du béton un matériau alternatif, il conviendrait de vérifier qu’il n’emploie pas d’additifs qui seraient également problématiques pour l’environnement.
Fonderie
L’Anses présente des substituts aux résines mélamine-formaldéhyde (MF) comme par exemple des silicates. Aucune information n’est indiquée concernant la faisabilité de ces substitutions (Anses, 2016).
Conclusion
La mélamine est une substance susceptible de provoquer le cancer et présente un risque présumé d'effets graves pour les organes à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée. Elle est par ailleurs persistante dans l’environnement.
Compte tenu des preuves scientifiques quant à ses graves effets probables sur la santé humaine et sur l’environnement, la mélamine fait partie des substances classées comme « extrêmement préoccupantes » (SVHC) par l’ECHA.
La mélamine est massivement produite et utilisée dans une large gamme de secteurs d’activité, et est majoritairement employée pour la production de résines Mélamine-Formaldéhyde (MF) et Mélamine-Urée-Formaldéhyde (MUF) qui sont utilisées pour la fabrication de produits à base de bois.
Malgré ses multiples dangers et son utilisation omniprésente, il existe très peu de données se rapportant aux quantités de mélamine émises et présentes dans l’environnement.
Pour les résines, la substitution a été orientée ces dernières années par la volonté de réduire l’usage et les émissions de formaldéhyde et les efforts concernant spécifiquement la mélamine semblent ne pas avoir été prioritaires. Néanmoins, il existe plusieurs applications où la substitution de la mélamine est envisageable (agents de traitement de textiles, superplastifiants pour béton, retardateurs de flamme pour plastiques…).
Bibliographie
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