Identification

Numero CAS

106-89-8

Nom scientifique (FR)

Épichlorohydrine

Nom scientifique (EN)

2-(chloromethyl)oxirane

Autres dénominations scientifiques (FR)

2-(Chlorométhyl)oxirane

Autres dénominations scientifiques (Autre langues)

(±)-1-Chloro-2,3-epoxypropane ; (±)-2-(Chloromethyl)oxirane ; (Chloromethyl)ethylene oxide ; (DL)-α-epichlorohydrin ; 3-Chloro-1,2-propylene oxide ; Glycidyl chloride ; oxirane, (chloromethyl)- ; Oxirane, 2-(chloromethyl)-

Dénominations d'usage / Noms commerciaux

Epichlorohydrine

Code EC

203-439-8

Code SANDRE

1494

Numéro CIPAC

-

Formule chimique brute

\(\ce{ C3H5ClO }\)

Code InChlKey

BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N

Code SMILES

O(C1CCl)C1

Classification CLP

Type de classification

Harmonisée

ATP insertion

CLP00

Description de la classification

Classification harmonisée selon réglement 1272/2008 ou CLP

Mentions de danger
Mention du danger - Code H226
Mention du danger - Texte Liquide et vapeurs inflammables
Classe(s) de dangers Liquides inflammables
Libellé UE du danger -
Limites de concentration spécifique -
Facteur M -
Estimation de toxicité aigüe -
Fiche ECHA

Généralités

Poids moléculaire

92.53 g/mol

Tableau des paramètres

Tableau des paramètres
Nom de valeur Valeur Température Pression Granulométrie Humidité Norme / Ligne directrice Méthode Commentaire Source
Hydrosolubilité 65900 mg.L-1
Densité 1.181 -
Pression de vapeur 1600 Pa
à 20°C
Pression de vapeur 2270 Pa
Point de fusion -48 °C
Constante de Henry 2.43 Pa.m3.mol-1
calculée
Constante de Henry 3.18 Pa.m3.mol-1
à 20°C
Coefficient de partage octanol/eau (Log Kow) 0.45 -
à 25°C
Coefficient de partage octanol/eau (Log Kow) 0.45 - Expérimentation US EPA (2011)
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Bibliographie

Matrices

Milieu eau douce

VGE/NQE Importer

Volatilisation :

Compte tenu de sa forte solubilité (65900 mg.L-1) et de sa constante de Henry (2.43 Pa.m3.mol-1), l'épichlorohydrine est considéré comme très soluble et peu volatil.

Milieu sédiment eau douce

VGE/NQE Importer

Adsorption :

La faible valeur du Koc (40 L.kg-1) de l'épichlorohydrine indique que cette substance n'a pas tendance à s'adsorber sur les particules en suspension dans l'eau ou les sédiments. (HSDB, 2000)

Milieu terrestre

Tableau des paramètres
Nom de valeur Valeur Température Pression Granulométrie Humidité Norme / Ligne directrice Méthode Commentaire Source
Coefficient de partage carbone organique/Eau (Koc) 10 L.kg-1
Coefficient de partage carbone organique/Eau (Koc) 40 L.kg-1
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Persistance

Biodégradabilité

VGE/NQE Importer

Biodégradabilité :

Par la méthode d'essai du MITI modifié (selon ligne directrice OCDE 301 C), Kondo et al. ont déterminé, pour une concentration en épichlorohydrine de 100 mg.L-1, un pourcentage de biodégradation de 60% après 3 jours d'incubation dans de l'eau de rivière. (Kondo et al., 1988)

Tableau des paramètres
Nom de valeur Valeur Température Pression Granulométrie Humidité Norme / Ligne directrice Méthode Commentaire Source
Biodégradabilité facilement biodégradable -
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Dégradabilité abiotique

VGE/NQE Importer

Hydrolyse :

Le temps de demi-vie pour la dégradation de l'épichlorohydrine dans de l'eau distillée est de

  • 8.2jours.
(HSDB, 2000)

Photolyse :

Pas d'information disponible.

Tableau des paramètres
Nom de valeur Valeur Température Pression Granulométrie Humidité Norme / Ligne directrice Méthode Commentaire Source
Hydrolyse 3.9 jour
Hydrolyse 8.2 jour
Photolyse 24 jour
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Bioaccumulation

Organismes aquatiques

Organismes aquatiques
Nom Espèce Valeur Niveau trophique Taxon Matrice Stade de vie Effet Effet détaillé Durée d'exposition Méthode Norme / Ligne directrice Commentaire Source
Bioaccumulation BCF 0.66 -
calculé
Bioaccumulation BCF 2.33 -
calculé
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Conclusion sur la bioaccumulation

VGE/NQE Importer

Bioaccumulation :

Aucune détermination expérimentale de la bioconcentration de l'épichlorohydrine n'a été trouvée pour des organismes aquatiques. Toutefois, certaines estimations par QSAR4 sont disponibles comme par exemple celle de Santodonato et al., qui trouvent un BCF = 0.66. Compte tenu de ces estimations et du faible log Kow de cette substance, son potentiel de bioaccumulation est probablement faible.

Un BCF de 0.66 est utilisé dans la détermination des normes de qualité. (Santodonato et al., 1980)

Valeurs accidentelles

Valeurs seuils de toxicité aigüe françaises

Le rapport de valeurs seuils de toxicité aiguë françaises est accessible dans la rubrique « Archives ». L’intégralité des rapports de valeurs seuils de toxicité aiguë françaises actuellement en vigueur est consultable dans le tableau des VSTAF.

Valeurs seuils de toxicité aigüe françaises
Nom Unité 1 min 10 min 20 min 30 min 60 min 120 min 240 min 480 min Source Etat du statut Commentaire
SELS (SELS 5%) mg.m-3 9249 4293 3407 2977 2363 1181 591 295 Final
SELS (SELS 5%) ppm 2402 1115 885 773 614 307 153 77 Final
SPEL (SEL 1%) mg.m-3 7265 3372 2676 2338 1856 928 464 232 Final
SPEL (SEL 1%) ppm 1887 876 695 607 482 241 121 60 Final
SEI mg.m-3 2422 1124 892 779 619 309 155 77 Final
SEI ppm 629 292 232 202 161 80 40 20 Final
SER mg.m-3 301 140 111 97 77 39 19 10 Final
SER ppm 78 36 29 25 20 10 5 3 Final
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Autres seuils accidentels

Autres seuils accidentels
Nom Durée Valeur Source Etat du statut Commentaire
AEGL-1 10 min 1,7 ppm EPA (2018) Final
AEGL-1 30 min 1,7 ppm EPA (2018) Final
AEGL-1 60 min 1,7 ppm EPA (2018) Final
AEGL-1 240 min 1,7 ppm EPA (2018) Final
AEGL-1 480 min 1,7 ppm EPA (2018) Final
AEGL-2 10 min 53 ppm EPA (2018) Final
AEGL-2 30 min 53 ppm EPA (2018) Final
AEGL-2 60 min 24 ppm EPA (2018) Final
AEGL-2 240 min 14 ppm EPA (2018) Final
AEGL-2 480 min 6,7 ppm EPA (2018) Final
AEGL-3 10 min 570 ppm EPA (2018) Final
AEGL-3 30 min 160 ppm EPA (2018) Final
AEGL-3 60 min 72 ppm EPA (2018) Final
AEGL-3 240 min 44 ppm EPA (2018) Final
AEGL-3 480 min 20 ppm EPA (2018) Final
ERPG-1 60 min 5 ppm AIHA (2016) Final
ERPG-2 60 min 20 ppm AIHA (2016) Final
ERPG-3 60 min 100 ppm AIHA (2016) Final
IDLH 30 min 75 ppm NIOSH (1994) Final
PAC-1 60 min 1,7 ppm EHSS (2018) Final
AEGL-1, AEGL-2, AEGL-3
PAC-2 60 min 24 ppm EHSS (2018) Final
AEGL-1, AEGL-2, AEGL-3
PAC-3 60 min 72 ppm EHSS (2018) Final
AEGL-1, AEGL-2, AEGL-3
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Valeurs réglementaires

Valeurs réglementaires
Nom Valeur Source Commentaire Effet critique retenu Etat du statut Durée d'exposition Milieu Source d'exposition Facteur Contexte de gestion Age-Dependent Adjustments Factors ADAF - Tranche d'âge ADAF - Valeur ADAF - URL
Limite de qualité 0,1 µg.L-1 JORF (2007)
La limite de qualité se réfère à la concentration résiduelle en monomères dans l'eau, calculée conformément aux spécifications de la migration maximale du polymère correspondant en contact avec l'eau
Final Eau EDCH
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Valeurs guides

Valeurs guides
Nom Valeur Source Commentaire Effet critique retenu Etat du statut Durée d'exposition Milieu Source d'exposition Facteur Contexte de gestion Age-Dependent Adjustments Factors ADAF - Tranche d'âge ADAF - Valeur ADAF - URL
pVG 0,0004 mg.L-1 OMS (2022)
provisional guideline value because of uncertainties in the health database
Provisoire Eau
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Valeurs de référence

Introduction

VGE/NQE Importer

Ce chapitre traite de la toxicité chronique induite par la substance sur l'homme soit via la consommation d'organismes aquatiques contaminés, soit via l'eau de boisson.

Dans les tableaux ci-dessous, ne sont reportés pour chaque type de test que les résultats permettant d'obtenir les NOEC ou la valeur toxicologique de référence (VTR) les plus protectrices. Compte tenu du mode d'exposition envisagée, seuls les tests sur mammifères exposés par voie orale (dans l'alimentation ou par gavage) ont été recherchés.

Toutes les données présentées ont été validées.

Les résultats de toxicité sont principalement donnés sous forme de doses journalières : NOAEL (No Observed Adverse Effect Level), ou LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level). NOAEL et LOAEL sont exprimées en termes de quantité de substance administrée par unité de masse corporelle de l'animal testé, et par jour.

Pour l'évaluation des effets sur la santé humaine, seuls les résultats sur mammifères sont considérés comme pertinents. Contrairement à l'évaluation des effets pour les prédateurs, les effets de type cancérigène ou mutagène sont également pris en compte.

  • (1)Cette VTR a été déterminée par l'OMS. (2) Cette VTR a été déterminée par l'US-EPA.

Autres valeurs des organismes reconnus

Autres valeurs des organismes reconnus
Nom Valeur Source Commentaire Effet critique retenu Etat du statut Durée d'exposition Milieu Source d'exposition Facteur Contexte de gestion Age-Dependent Adjustments Factors ADAF - Tranche d'âge ADAF - Valeur ADAF - URL
REL 1300 µg.m-3 OEHHA (2008) eye and nasal irritation in human volunteers Final Air ambiant
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Introduction

VGE/NQE Importer

Evaluation existante :

-

Effets endocriniens :

L'épichlorohydrine est cité dans la table 2 de la stratégie communautaire concernant les perturbateurs endocriniens (E.C., 2004) : substance pour laquelle des effets endocriniens ont été mis en évidence (catégorie 1) (Petersen et al., 2007).

Pour l'homme : La substance est classée en catégorie 1 (voir ci-dessus).

Pour la faune sauvage : La substance est classée en catégorie 3b : les informations sur la substance sont insuffisantes pour pouvoir juger du caractère perturbateur endocrinien.

Critères PBT /POP :

La substance ne remplit pas les critères PBT/vPvB1 (C.E., 2006)ou POP2 (PNUE, 2001).

Normes de qualité existantes :

Union Européenne : 0.1 µg.L-1 pour l'eau destinée à la production d'eau potable (Directive 98/83/CE) (C.E., 1998)

OMS : 0.4 µg.L-1 (WHO, 2003) Union Européenne : Norme de qualité pour les hydrosystèmes (projet) = 10 µg.L-1 (ETOX, 20073)

Allemagne : Norme de qualité pour les eaux prélevées destinées à la consommation = 10 µg.L-1 (ETOX, 2007) 3

Substance(s) associée(s) :

-

Dangers

Description

VGE/NQE Importer

Dans les tableaux ci-dessous, sont reportés pour chaque taxon uniquement les résultats des tests d'écotoxicité montrant la plus forte sensibilité à la substance. Toutes les données présentées ont été validées par l'INERIS.

Ces résultats d'écotoxicité sont principalement exprimés sous forme de NOEC (No Observed Effect Concentration), concentration sans effet observé, d'EC10 concentration produisant 10% d'effets et équivalente à la NOEC, ou de EC50, concentration produisant 50% d'effets. Les NOEC sont principalement rattachées à des tests chroniques, qui mesurent l'apparition d'effets sub-létaux à long terme, alors que les EC50 sont plutôt utilisées pour caractériser les effets à court terme.

[4] QSAR : Quantitative Structure Activity Relationship.

Valeurs de danger

Valeurs de danger
Nom Espèce Valeur Niveau trophique Taxon Matrice Stade de vie Effet Effet détaillé Durée d'exposition Méthode Norme / Ligne directrice Commentaire Source
CL/CE50 24.2 mg.L-1 Algue
CL/CE50 8.87 mg.L-1 Invertebré
CL/CE50 0.65 mg.L-1 Poisson
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Synthèse

Biote

VGE/NQE Importer

Ce chapitre traite de la toxicité chronique induite par la substance sur les prédateurs via la consommation d'organismes aquatiques contaminés (appelés biote, i.e. poissons ou invertébrés vivant dans la colonne d'eau ou dans les sédiments). Il s'agit donc d'évaluer la toxicité chronique de la substance par la voie d'exposition orale uniquement.

Dans les tableaux ci-dessous, ne sont reportés pour chaque type de test que les résultats permettant d'obtenir les NOEC ou la valeur toxicologique de référence (VTR) les plus protectrices. N'ont été recherchés que des tests sur mammifères ou oiseaux exposés par voie orale (exposition par l'alimentation ou par gavage). Toutes les données présentées ont été validées puisqu'elles sont issues d'une source fiable (USEPA, OMS).

Les résultats de toxicité sont principalement donnés sous forme de doses journalières : NOAEL (No Observed Adverse Effect Level), ou LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level). NOAEL et LOAEL sont exprimées en termes de quantité de substance administrée par unité de masse corporelle de l'animal testé, et par jour.

Pour calculer la norme de qualité liée à l'empoisonnement secondaire des prédateurs, il est nécessaire de connaître la concentration de substance dans le biote n'induisant pas d'effets observés pour les prédateurs (exprimée sous forme de NOEC). Il est possible de déduire une NOEC à partir d'une NOAEL grâce à des facteurs de conversion empiriques variables selon les espèces testées. Les facteurs utilisés ici sont ceux recommandés par le guide technique européen (Tableau 22, page 129, E.C., 2003) et le projet de guide technique européen pour la détermination de normes de qualité (E.C., 2009). Les valeurs de ces facteurs de conversion dépendent de la masse corporelle des animaux et de leur consommation journalière de nourriture. Celles-ci peuvent donc varier d'une façon importante selon le niveau d'activité et le métabolisme de l'animal, la valeur nutritive de sa nourriture, etc. En particulier elles peuvent être très différentes entre un animal élevé en laboratoire et un animal sauvage.

Afin de couvrir ces sources de variabilité, mais aussi pour tenir compte des autres sources de variabilité ou d'incertitude (variabilité inter et intra-espèces, extrapolation du court terme au long terme, etc.) des facteurs d'extrapolation sont nécessaires pour le calcul de la QSbiota sec pois. Les valeurs recommandées pour ces facteurs d'extrapolation sont données dans le guide technique européen (tableau 23, page 130, E.C., 2003). Un facteur d'extrapolation supplémentaire (AFdose-réponse) est utilisé dans le cas où la toxicité a été établie à partir d'une LOAEL plutôt que d'une NOAEL.

Les données obtenues sur les mammifères terrestres et les oiseaux, utilisées pour la détermination des valeurs guides pour la protection des prédateurs vis-à-vis de l’empoisonnement secondaire, sont répertoriées dans les tableaux ci-dessous.

(1) La NOAELcorr correspond à la NOAEL déduite à partir de la LOAEL disponible.

Valeurs écotoxicologiques

Introduction

Dans cette rubrique, sont reportées des valeurs de référence pour la protection des écosystèmes aquatiques et de la santé humaine via l’environnement.

Dans cette rubrique, sont reportées des valeurs de référence pour la protection des écosystèmes aquatiques et de la santé humaine via l’environnement.

Elles peuvent avoir un statut de « Valeur réglementaire » si elles sont issues

  1. de réglementations européennes et issues par exemple de dossiers d’évaluation des risques dans le cadre de processus d’autorisation de mise sur le marché des substances chimiques (c’est le cas des Concentrations Prédites Sans Effet pour l’environnement (PNEC) issues des dossiers réglementaires sous REACh ou dans le cas de la réglementation des produits biocides) ou issues de « Normes de Qualité Environnementale » (NQE) de la Directive Cadre européenne sur l’Eau (DCE) ;
  2. de réglementations françaises telles que les arrêtés de mise en application de la DCE à l’échelle nationale.

Elles peuvent être des « Valeurs guides » lorsque ce sont des propositions scientifiques de l’INERIS qui ne sont pas reportées dans des textes réglementaires. C’est le cas de toutes les valeurs établies par l’INERIS pour guider l’évaluation de la qualité des milieux aquatiques pour les substances qui n’ont pas, ou pas encore, un statut réglementaire dans le contexte de la DCE.
Les « Valeurs Guides Environnementales » (VGE) et les « Normes de Qualité Environnementale » (NQE) sont les outils consacrés pour l’évaluation de la qualité des eaux de surface, dont l’établissement est basé sur une même méthodologie européenne dédiée (E.C., 2018).
Leur construction, d’un point de vue méthodologique, est donc similaire.

Valeurs guides

Description

VGE/NQE Importer

Les normes de qualité pour les organismes de la colonne d'eau sont calculées conformément aux recommandations du guide technique européen pour l'évaluation des risques dus aux substances chimiques (E.C., 2003) et au projet de guide technique européen pour la détermination des normes de qualité environnementale (E.C., 2009). Elles sont obtenues en divisant la plus faible valeur de NOEC ou d'EC50 valide par un facteur d'extrapolation (AF, Assessment Factor).

La valeur de ce facteur d'extrapolation dépend du nombre et du type de tests pour lesquels des résultats valides sont disponibles. Les règles détaillées pour le choix des facteurs sont données dans le tableau 16, page 101, du guide technique européen (E.C., 2003).

  • Moyenne annuelle (AA-QSwater_eco) :

Une concentration annuelle moyenne est déterminée pour protéger les organismes de la colonne d'eau d'une possible exposition prolongée.

La plus faible donnée validée disponible est la LC50 (14 j) pour Poecilia reticulata à 0.65 mg.L-1. Cette donnée ne peut pas être considérée comme une valeur chronique, le temps d'exposition étant insuffisant. Il est suggéré d'abaisser le facteur de sécurité de 1000 à 500 compte tenu du fait que la LC50 a été mesurée après 14 jours au lieu des 96 heures habituellement recommandé.

Il est donc proposé une AA-QSwater_eco de 0.65/500= 0.0013 mg.L-1 soit :

Concentration Maximum Acceptable (MAC)

La concentration maximale acceptable est calculée afin de protéger les organismes de la colonne d'eau de possibles effets de pics de concentrations de courtes durées. Pour la détermination de la MAC, le document guide pour l'évaluation des effets des substances avec des rejets intermittents est utilisée (ECHA, 2008, E.C., 2009)

On dispose de données aiguës sur les trois niveaux trophiques (algues, invertébrés, poissons), la plus faible étant celle sur Poecilia reticulata, LC50 (14 j) = 0.65 mg.L-1. Un facteur d'extrapolation de 100 s'applique pour calculer la MAC :

  • Un seuil de qualité dans le sédiment est nécessaire (i) pour protéger les espèces benthiques et (ii) protéger les autres organismes d'un risque d'empoisonnement secondaire résultant de la consommation de proies provenant du benthos. Les principaux rôles des normes de qualité pour les sédiments sont de : 1. Identifier les sites soumis à un risque de détérioration chimique (la norme sédiment est dépassée)
    1. Déclencher des études pour l'évaluation qui peuvent conduire à des études plus poussées et potentiellement à des programmes de mesures
    2. Identifier des tendances à long terme de la qualité environnementale (Art. 4 Directive 2000/60/CE).

      Aucune information d'écotoxicité pour les organismes benthiques n'a été trouvée dans la littérature.

      A défaut, une valeur guide pour le sédiment peut être calculée à partir du modèle de l'équilibre de partage.

      Ce modèle suppose que: 

  • il existe un équilibre entre la fraction de substances adsorbées sur les particules sédimentaires et la fraction de substances dissoutes dans l'eau interstitielle du sédiment,
  • la fraction de substances adsorbées sur les particules sédimentaires n'est pas biodisponible pour les organismes et que seule la fraction de substances dissoutes dans l'eau interstitielle est susceptible d'impacter les organismes,
  • la sensibilité intrinsèque des organismes benthiques aux toxiques est équivalente à celle des organismes vivant dans la colonne d'eau. Ainsi, la norme de qualité pour la colonne d'eau peut être utilisée pour définir la concentration à ne pas dépasser dans l'eau interstitielle.

NB : La pollution actuelle peut être suivie dans les matières en suspension et les couches superficielles du sédiment. Les couches profondes intègrent la contamination historique sur des dizaines voire des centaines d'années et ne sont pas jugées pertinentes pour caractériser la pollution actuelle. Les paramètres par défaut préconisés par Lepper (2002) et le guide technique européen (E.C., 2003) ont été choisis empiriquement

pour caractériser les matières en suspension et les couches superficielles. Matières en suspension et couches superficielles contiennent relativement plus d'eau et de matière organique que les couches profondes du sédiment.

Une valeur guide de qualité pour le sédiment peut être alors calculée selon l'équation suivante (adaptation de l'équation 70 page 113 du guide technique européen, E.C., 2003) :

Avec :

RHOsup : masse volumique de la matière en suspension en [Kgsed.m-3sed]. En l'absence d'une valeur exacte, la valeur générique proposée par Lepper, 2002) et le guide technique européen (équation 18 page 44, E.C., 2003) est utilisée : 1150 kg.m-3 .

Kpsusp-eau : coefficient de partage matière en suspension/eau en m 3/m3 . En l'absence d'une valeur exacte, les valeurs génériques proposées par Lepper, 2002) et le guide technique européen (équation 24 page 47, E.C., 2003) sont utilisées. Le coefficient est alors calculé selon la formule suivante : 0.9 + 0.025 * Koc soit Kpsusp-eau = 1.9 m 3/m3 .

Ainsi, on obtient :

La concentration correspondante en poids sec peut être estimée en tenant compte du facteur de conversion suivant :

Avec :

Fsolidesusp : fraction volumique en solide dans les matières en suspension en [m3solide/m3susp]. En l'absence d'une valeur exacte, la valeur générique proposée par Lepper (2002) et le guide technique européen (tableau 5 page 43, E.C., 2003) est utilisée : 0.1 m 3/m3 .

RHOsolide : masse volumique de la partie sèche en [kgsolide/m3solide]. En l'absence d'une valeur exacte, la valeur générique proposée par Lepper (2002) et le guide technique européen (tableau 5 page 43, E.C., 2003) est utilisée : 2500 kg.m-3 .

Pour l'épichlorohydrine, la concentration correspondante en poids sec est :

Le LogKow de la substance étant inférieur à 5, un facteur additionnel de 10 n'est pas jugé nécessaire.

Il faut rappeler que les incertitudes liées à l'application du modèle de l'équilibre de partage sont importantes. Les sédiments naturels peuvent avoir des propriétés très variables en termes de composition (nature et quantité de matières organiques, composition minéralogique), de granulométrie, de conditions physico-chimiques, de conditions dynamiques (taux de déposition/taux de resuspension). Par ailleurs ces propriétés peuvent évoluer dans le temps en fonction notamment des conditions météorologiques et de la morphologie de la masse d'eau. Si bien que le partage entre la fraction de substance adsorbée et la fraction de substance dissoute peut être extrêmement variable d'un sédiment à un autre et l'hypothèse d'un équilibre entre ces deux fractions ne semble pas très réaliste pour des conditions naturelles.

Par ailleurs, certains organismes benthiques peuvent ingérer les particules sédimentaires, et donc être contaminés par la fraction de substance adsorbée sur ces particules, ce qui n'est pas pris en compte par la méthode.

La norme de qualité pour l'empoisonnement secondaire (QSbiota sec pois) est calculée conformément aux recommandations du guide technique européen (E.C., 2003). Elle est obtenue en divisant la plus faible valeur de NOEC valide par les facteurs d'extrapolation recommandés dans le tableau 23 page 130 du guide (E.C., 2003).

Pour l'épichlorohydrine, un facteur de 30 est appliqué car la durée du test retenu (NOAEL à 0.2 mg/kgcorporel/j sur le rat, soit une NOEC de 4 mg.kg-1biota) est de 2 ans. On obtient donc :

Cette valeur de norme de qualité pour l'empoisonnement secondaire peut être ramenée à une concentration dans l'eau selon la formule suivante :

Avec :
BCF : facteur de bioconcentration,
BMF : facteur de biomagnification.

Ce calcul tient compte du fait que la substance présente dans l'eau du milieu peut se bioaccumuler dans le biote. Il donne la concentration à ne pas dépasser dans l'eau afin de respecter la valeur de la norme de qualité pour l'empoisonnement secondaire déterminée dans le biote.

La bioaccumulation tient compte à la fois du facteur de bioconcentration (BCF, ratio entre la concentration dans le biota et la concentration dans l'eau) et du facteur de biomagnification (BMF, ratio entre la concentration dans l'organisme du prédateur en bout de chaîne alimentaire, et la concentration dans l'organisme de la proie au début de la chaîne alimentaire). En l'absence de valeurs mesurées pour le BMF, celles-ci peuvent être estimées à partir du BCF selon le tableau 29, page 160, du guide technique européen (E.C., 2003).

Ce calcul n'est donné qu'à titre indicatif. Il fait en effet l'hypothèse qu'un équilibre a été atteint entre l'eau et le biota, ce qui n'est pas véritablement réaliste dans les conditions du milieu naturel. Par ailleurs il repose sur un facteur de bioaccumulation qui peut varier de façon importante entre les espèces considérées.

Pour l'épichlorohydrine, un BCF de 0.66 (Santodonato et al., 1980) et un BMF de 1 (cf. E.C., 2003) ont été retenus. On a donc :

La norme de qualité pour la santé humaine est calculé de la façon suivante (Lepper, 2005) :

Ce calcul tient compte de :

  • la valeur toxicologique de référence (VTR), correspondant à une dose totale admissible par jour ; pour cette substance, elle sera considérée égale à 1.10-4 mg/kgcorporel/j (Cf. tableau ci-dessus),
  • Cons. Journ. Moy : une consommation moyenne de produits de la pêche (poissons, mollusques, crustacés) égale à 115 g par jour,
  • un poids corporel moyen de 70 kg,
  • un facteur correctif de 10% (soit 0.1) : la VTR donnée ne tient compte en effet que d'une exposition par voie orale, et pour la consommation de produits de la pêche uniquement. Mais la contamination peut aussi se faire par la consommation d'autres sources de nourriture, par la consommation d'eau, et d'autres voies d'exposition sont possibles (inhalation ou contact cutané). Le facteur correctif de 10% (soit 0.1) permet de rendre l'objectif de qualité plus sévère d'un facteur 10 afin de tenir compte de ces autres sources de contamination possibles.

Ce calcul n'est donné qu'à titre indicatif. Il peut être inadapté pour couvrir les risques pour les individus plus sensibles ou plus vulnérables (masse corporelle plus faible, forte consommation de produits de la pêche, voies d'exposition individuelles particulières). Le facteur correctif de 10% n'est donné que par défaut, car la contribution des différentes voies d'exposition varie selon les propriétés de la substance (et en particulier sa distribution entre les différents compartiments de l'environnement), ainsi que selon les populations considérées (travailleurs exposés, exposition pour les consommateurs/utilisateurs, exposition via l'environnement uniquement). L'hypothèse cependant que la consommation des produits de la pêche ne représente pas plus de 10% des apports journalier contribuant à la dose journalière tolérable apporte une certaine marge de sécurité (E.C., 2009).

Pour l'épichlorohydrine, le calcul aboutit à :

Comme pour l'empoisonnement secondaire, la concentration correspondante dans l'eau du milieu peut être estimée en tenant compte de la bioaccumulation de la substance :

Pour l'épichlorohydrine, on obtient donc: 

En principe, lorsque des normes de qualité réglementaires dans l'eau de boisson existent, soit dans la Directive 98/83/CE (C.E., 1998), soit déterminées par l'OMS 5 , elles peuvent être adoptées. Les valeurs réglementaires de la Directive 98/83/CE doivent être privilégiées par rapport aux valeurs de l'OMS qui ne sont que de simples recommandations.

Il faut signaler que ces normes réglementaires ne sont pas nécessairement établies sur la base de critères (éco)toxicologiques (par exemple les normes pour les pesticides avaient été établies par rapport à la limite de quantification analytique de l'époque pour ce type de substance, soit 0.1 µg.L-1)..

Pour l'épichlorohydrine la directive 98/83/CE donne une valeur de 0.1 µg.L-1 et l'OMS préconise une valeur de 0.4 µg.L-1 (WHO, 2003).

La norme de qualité pour l'eau de boisson est calculé de la façon suivante (Lepper, 2005) :

Ce calcul tient compte de: 

  • la valeur toxicologique de référence (VTR), correspondant à une dose totale admissible par jour ; pour cette substance, elle sera considérée égale à 1.10-4 mg/kgcorporel/j (Cf. tableau ci-dessus),
  • une consommation d'eau moyenne de 2 L par jour,
  • un poids corporel moyen de 70 kg,
  • un facteur correctif de 10% (soit 0.1) afin de tenir compte de ces autres sources de contamination possibles.

L'eau de boisson est obtenue à partir de l'eau brute du milieu après traitement pour la rendre potable. La fraction éliminée lors du traitement dépend de la technologie utilisée ainsi que des propriétés de la substance.

En l'absence d'information, on considèrera que la fraction éliminée est nulle et le critère pour l'eau de boisson s'appliquera alors à l'eau brute du milieu. Par ailleurs, on rappellera que ce calcul n'est donné qu'à titre indicatif et peut s'avérer inadéquat pour certaines substances et certaines populations.

Pour l'épichlorohydrine, on obtient :

La valeur la plus contraignante, fixée par la directive 98/83/CE est proposée comme norme de qualité pour l'eau destinée à la production d'eau potable.

[5] http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq0506_12.pdf

Valeurs guides
Nom Valeur Matrice Cible Effet critique retenu Durée d'exposition Facteur Commentaire Etat du statut Valeur retenue par l'INERIS Année Source
PNEC / QSed 0.002 mg/kg (poids sec) Sédiments
equilibre de partage
Oui 2009 INERIS (2009) p.16
PNEC chronique / AA-QSwater_eco 0.0013 mg.L-1 Eau douce 500
La CL50 poisson est issu d'un test qui a duré 14 jours, c'est pourquoi un facteur d'extrapolation de 500 a été utilisé. - extrapolation
Oui 2009 INERIS (2009) p.16
Valeur guide eau 0.1 µg.L-1 Eau douce Oui 2009
Ceci est un aperçu

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Synthèse

VGE/NQE Importer

La NQE est définie à partir de la valeur de la norme de qualité la plus protectrice parmi tous les compartiments étudiés.

Pour l'épichlorohydrine, la norme de qualité pour l'eau destinée à l'eau potable mentionnée dans la Directive 98/83/CE est la valeur la plus faible pour l'ensemble des approches considérées.

Selon le projet de document guide pour la détermination des norme de qualité environnementale (E.C., 2009), la norme pour l'eau de boisson ne doit être adoptée comme norme de qualité environnementale que pour les eaux destinées au captage des eaux de boissons. Pour les autres eaux, la valeur de 1 µg.L-1 dans l'eau correspondant à la valeur de norme de qualité pour les organismes aquatiques peut être considérée.

Il faut rappeler que la valeur de la norme de qualité pour l'eau destinée à l'eau potable a été dérivée en l'absence d'information sur la fraction éliminée. Par défaut, la fraction éliminée pour le traitement de l'eau a donc été fixée à zéro. Ce qui implique que l'eau brute du milieu doit respecter le critère pour l'eau de boisson et que l'on néglige donc la possibilité d'éliminer une certaine fraction lors du traitement.

La proposition de NQE pour l'épichlorohydrine est donc la suivante :

PROPOSITION DE NORME DE QUALITE ENVIRONNEMENTALE

Moyenne

Annuelle dans l'eau (eau destinée à la

production d'eau potable) :

NQEEau =

0.1 µg.L-1

non Moyenne Annuelle dans l'eau (eau destinée à
la production d'eau potable) :

NQEEau =

1 µg.L-1

Concentration Maximale Acceptable dans l'eau :

MAC =

6 µg.L-1

Avec un Koc estimé par QSAR de 40 L.kg-1 et un Log Kow = 0.45, la mise en œuvre d'un seuil pour le sédiment n'est pas recommandé par le projet de document guides pour la détermination de norme de qualité environnementale (E.C., 2009).

Bibliographie

Introduction

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[1] La capacité de production mesure les capacités maximales de production en place en France. Ces capacités peuvent être inférieures à la production effective en fonction des demandes du marché. Il n'y a pas de données récentes sur la production d'épichlorhydrine en France.

L'épichlorhydrine est une substance classée carcinogène 1B. Cette substance est à ce titre interdite à la vente au public. Son utilisation est réservée au milieu professionnel où elle est encadrée par la réglementation. L'épichlorhydrine ne fait pas partie de la liste des substances prioritaires de la Directive Cadre Eau (DCE), cependant son émission fait l'objet d'une surveillance : des seuils de rejets pour les installations classées (ICPE) et les stations de traitement des eaux usées (STEU) ont été établis2 .

Le volume de production d'épichlorhydrine dans l'Union Européenne (UE) représente 360 000t.an-1 selon les données les plus récentes (2017). L'UE exporte plus d'épichlorhydrine qu'elle n'en importe (chiffres 2014). Le déterminant des évolutions de prix de cette substance est le prix de sa principale matière première : le propylène. L'épichlorhydrine est principalement utilisée en tant que monomère pour produire des résines époxy (75% de ses usages dans l'UE). Ces résines trouvent des applications principalement dans les secteurs de l'énergie, de l'électricité, de la construction et des transports.

L'épichlorhydrine est aussi employée pour la synthèse du glycérol et dans les secteurs du traitement de l'eau, du textile, du papier et des caoutchoucs.

Les principales émissions industrielles d'épichlorhydrine dans l'environnement sont relevées dans l'atmosphère et sont réalisées par le secteur d'activité de la fabrication de produits chimiques inorganiques de base. Seules des émissions très localisées sont observées dans les rejets aqueux.

Dans l'environnement, quel que soit le compartiment (air, sol ou eau) l'épichlorhydrine est dégradée via l'action de micro-organismes, des réactions photochimiques ou d'hydrolyse. Aucune donnée n'a été trouvée sur la présence de ce composé dans l'air et les sols et sa présence est rare dans les eaux de surface et inexistante dans les eaux souterraines. Certaines mesures très localisées dans les eaux de surface ont cependant révélé des concentrations supérieures à la valeur guide environnementale (VGE) proposée par l'INERIS.

Les données disponibles suggèrent que les techniques de traitement mises en œuvre dans les stations de traitement des eaux usées sont performantes pour réduire de façon drastique les émissions d'épichlorhydrine. La substitution de l'épichlorhydrine passe par celle des résines époxy. Des solutions alternatives à ces résines sont disponibles pour certaines de leurs applications. Il s'agit quasi-exclusivement de matériaux alternatifs (résines polyacryliques, polypropylène carbonate polyols, résines à base polyester, …).

[2] Arrêté du 11 décembre 2014 modifiant l'arrêté du 31 janvier 2008 relatif au registre et à la déclaration annuelle des émissions polluantes et des déchets.

Epichlorohydrin is a substance classified as carcinogenic 1B. It is then prohibited to sale this substance to the public. Its uses are reserved for qualified professional and strictly regulated. Epichlorohydrin is not included in the priority list of substances of the Water Framework Directive (WFD), but its presence in surface and ground waters is monitored and there are discharges thresholds limit applicable to French classified installations for environmental protection (ICPE) and French wastewater treatment plants (WWTPs).

The production of epichlorohydrin in the European Union (EU) is 360 000 t / year. The EU is a net exporter of epichlorohydrin (in 2014). The drivers of the its price is the price of propylene which is its main raw material. Epichlorohydrin is mainly used as a monomer to produce epoxy resins (75% of its uses in the EU). Epoxy resins have applications in the energy, electricity, construction and transport sectors.

Epichlorohydrin is also used for the synthesis of glycerol and in water treatment, textile, paper and rubber industries.

Releases of epichlorohydrin are identified in the atmosphere from the inorganic chemical manufacturing industry. Only very localized emissions are observed in water.

Regardless of the compartment (air, soil or water), epichlorohydrin is degraded in the environment by the action of microorganisms, photochemical reactions or hydrolysis. No data has been found on the presence of this compound in air and soils. It is rare in surface waters and null in groundwater. However, concentrations higher than INERIS' guideline environmental vale (VGE) have been observed in France in some localized streams.

The available data suggests common wastewater treatment plants are efficient to significantly reduce epichlorohydrin emissions. The substitution of epichlorohydrin is linked to alternatives to epoxy resins. Alternatives are available for some of their applications. They are almost exclusively alternative materials (polyacrylic resins, polypropylene carbonates polyols, polyester based resins, etc.).

Tableaux de synthèse

Généralités

Généralités
CAS 106-89-8
SANDRE 1494
Usages principaux

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Fabrication de résines époxy (secteurs de l'énergie et de l'électricité, de la construction, du transport, de l'agroalimentaire et de l'eau,

de la maison et des loisirs)

Autres informations d'usage

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Synthèse du glycérol, production de résines destinées à la production de papiers et de cartons, production de résines utilisées dans le

traitement de l'eau, production d'encres et de pâtes d'impression pour textiles et d'agents de fixation de colorants pour coton, production d'agents anti-feutrage et anti-froissage pour textiles, caoutchoucs

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) non
Réglementations

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Les paragraphes ci-après présentent les principaux textes en vigueur à la date de la rédaction de cette fiche qui encadrent la fabrication, les usages et les émissions de l'épichlorhydrine. Cet inventaire n'est pas exhaustif.

L'épichlorhydrine a fait l'objet de deux dossiers d'enregistrements REACH : un dossier d'enregistrement complet et un autre réduit (pour des usages intermédiaires).

L'épichlorhydrine est classée carcinogène 1B (CMR3). Cette substance est interdite à la vente au grand public.

L'épichlorhydrine fait actuellement l'objet d'une analyse de la meilleure option de gestion des risques (RMOA) par les autorités danoises (ECHA). Une RMOA est une procédure visant à décider si des mesures réglementaires supplémentaires sont nécessaires au niveau de l'Union Européenne pour le contrôle de l'usage d'une substance.

L'épichlorhydrine est classée carcinogène 1B (CMR4).

En tant que substance CMR, l'usage professionnel de l'épichlorhydrine est encadré par la réglementation du travail, notamment en ce qui concerne l'évaluation des risques, la mise en place de mesures de limitation des risques, le contrôle de l'exposition, les mesures en cas d'accident ou d'incident, l'information et la formation des travailleurs et la surveillance médicale (INRS).

L'épichlorhydrine ne fait pas partie des substances prioritaires citées dans la directive Cadre sur l'Eau5 .

[3] Cancérogène, Mutagène ou toxique pour la reproduction

[4] Cancérogène, Mutagène ou toxique pour la reproduction

[5] La Directive Cadre sur l'Eau, ou DCE (2000/60/EC) établit une politique communautaire pour la gestion des eaux intérieures de surface, des eaux souterraines, des eaux de transition (eaux estuariennes) et des eaux côtières, afin, entre autres, de prévenir et de réduire leur pollution

Les installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE) soumises aux régimes d'enregistrement et d'autorisation, ainsi que les stations de traitement des eaux usées (STEU) doivent faire une déclaration au registre français des émissions polluantes lorsque de l'épichlorhydrine est rejetée dans l'eau dans des quantités supérieures à 300g.j-1our ou bien rejetée dans l'air dans des quantités supérieures à 100kg.an-16 .

Différentes valeurs limites d'émission (VLE) d'épichlorhydrine ont été fixées pour les installations relevant du régime de l'enregistrement au titre des rubriques 2220, 2221, 2250, 2251, 2340, 2910-B, 2921, 2430, 2440, 4331, et 4734. Ces VLE sont listées dans le Tableau 2 ci-dessous.

Tableau 2. Valeurs limites d'émission (VLE) d'épichlorhydrine.

[6] En application de l'Arrêté du 11 décembre 2014 modifiant l'arrêté du 31 janvier 2008 relatif au registre et à la déclaration annuelle des émissions polluantes et des déchets.

L'émission d'épichlorhydrine par les installations de production de produits alimentaires et d'alcools peut s'expliquer par l'utilisation de cuves dont le revêtement est constitué de résine époxy (l'épichlorhydrine est un des monomères des résines époxy).

Dans le cadre du programme national d'action contre la pollution des milieux aquatiques par certaines substances dangereuses7 (PNAR), l'épichlorhydrine était concernée par l'action nationale de recherche et de réduction des rejets de substances dangereuses dans les eaux (RSDE) dont l'objectif était de mieux connaître les émissions industrielles des ICPE (Installations Classées pour la Protection de l'Environnement) et des stations de traitement des eaux usées (STEU). Le but était d'identifier et de prioriser, le cas échéant, les réductions, voire les suppressions de certaines émissions de substances dangereuses vers le milieu aquatique. Cette action s'inscrivait dans la mise en œuvre en France de la DCE. Elle s'appliquait non-seulement aux substances de la DCE mais aussi à des substances que la France a décidé de surveiller et dont l'épichlorhydrine faisait partie (cf. résultats de l'action RSDE figurant au § 2.2.1).

L'épichlorhydrine est citée dans la liste des substances dangereuses de l'arrêté du 17 juillet 2009 relatif aux mesures de prévention ou de limitation des introductions de polluants dans les eaux souterraines. Le programme de mesures défini à l'article R.212-19 du code de l'environnement comprend toutes les mesures destinées à prévenir l'introduction de cette substance dans les eaux souterraines.

L'épichlorhydrine a été identifiée comme substance pertinente à surveiller dans les eaux de surface par l'arrêté du 25 janvier 2010 établissant le programme de surveillance de l'état des eaux.

[7] Arrêté du 30/06/05 relatif au programme national d'action contre la pollution des milieux aquatiques par certaines substances dangereuses

L'épichlorhydrine fait partie de la liste des monomères autorisés par le Règlement (UE) N°10/2011 concernant les matériaux et objets en matière plastique destinés à entrer en contact avec les denrées alimentaires. Ce texte précise que l'épichlorhydrine peut être utilisée comme monomère pour la fabrication de matériaux et objets en matière plastique destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires (avec des restrictions quant à la possibilité de migration) mais pas en tant qu'additif ou auxiliaire de production de polymères.

L'épichlorhydrine ne figure pas dans la liste de produits chimiques devant faire l'objet de mesures de surveillance prioritaires8 au titre de la convention OSPAR (ou « Convention pour la protection du milieu marin de l'Atlantique du Nord-Est »).

L'épichlorhydrine ne fait pas partie de la liste des produits chimiques soumis à la « procédure de consentement préalable en connaissance de cause »9 de la convention de Rotterdam (sur la procédure de consentement préalable en connaissance de cause applicable à certains produits chimiques et pesticides dangereux qui font l'objet d'un commerce international).

Classification CLP Voir la classification CLP
Valeurs et normes appliquées en France

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Pour rappel, l'épichlorhydrine ne fait pas partie des substances prioritaires de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE) (cf. paragraphe 1.2.1.3). Aucune norme de qualité environnementale (NQE) n'a donc été fixée pour cette substance.

En revanche, l'INERIS propose une Valeur Guide Environnementale (VGE) pour la concentration de l'épichlorhydrine en eau douce de 0,1µg.l-1 (INERIS, 2009).

En France, une valeur limite d'exposition professionnelle (VLEP) indicative dans l'air des lieux de travail a été établie par l'INRS pour l'épichlorhydrine : la VLTC (Valeur Limite de Courte durée). Il s'agit de la concentration maximale admissible d'une substance dans l'air au-delà de laquelle le travailleur ne peut être exposé pour une courte durée à son poste de travail. Elle s'élève à 2ppm ou 10mg.m-3 (INRS, 2016).

L'Annexe I de l'arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine fixe une teneur maximale en épichlorhydrine de 0,1µg.L-1.

Volume de production

Volume de production
France

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Capacité1 de production : 50 000 tonnes/an (2015)

UE

FTE 2015 Importer

360 000

t.an-1
(2017)

Monde

FTE 2015 Importer

900 000

t.an-1
(2017)

Consommation

Consommation
Volume de consommation en France

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1 082

t.an-1
(2005)

Présence dans l'environnement

Présence dans l'environnement
Eaux de surface

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En France, la valeur maximale reportée dans le cadre de la surveillance des eaux de surface entre 2014 et 2016 est de 1,46μg.l-1.

Eaux souterraines

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Parmi les 1061 mesures d'épichlorhydrine effectuées en 2011 sur des eaux souterraines, aucune n'a excédé la limite de quantification comprise entre 0,05 et 0,1µg.l-1

Air

FTE 2015 Importer

Inconnue

Sols

FTE 2015 Importer

Inconnue

Production et utilisation

Production et ventes

Données économiques

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En 2017, la production d'épichlorhydrine globale est estimée par la Commission Européenne à 900 000 tonnes par an, tandis que la production au sein de l'Union Européenne s'élevait à 360 000 tonnes par an {Commission Européenne, 2017 #55}.

Le Tableau 5 ci-dessous présente les quatre principaux sites de production d'épichlorhydrine en Europe.

Tableau 5. Principaux sites de production d'épichlorhydrine en Europe10 .

La France dispose d'un site important de production d'épichlorhydrine sur la plateforme SOLVAY-INOVYN de Tavaux. La capacité de production annuelle est estimée en 2015 à 50 000 tonnes réparties sur deux lignes de production :

  • l'une produit de l'épichlorhydrine à partir de glycérol12 (nom commercial du produit : EPICEROL ;
  • l'autre synthétise l'épichlorhydrine par une voie dite conventionnelle13 .

Entre avril 2013 et avril 2014, les importations européennes d'épichlorhydrine atteignaient 1 034 tonnes, quant aux exportations, elles s'élevaient sur la même période à 5 738 tonnes14 .

La Figure 1 ci-dessous présente la répartition de la consommation mondiale d'épichlorhydrine en 2013.

https://www.icis.com/resources/news/2014/04/04/9769535/chemical-profile-europe-epichlorohydrin/10

[11] La capacité de production mesure les capacités maximales de production en place en France. Ces capacités peuvent être inférieures à la production effective en fonction des demandes du marché. Il n'y a pas de données récentes sur la production d'épichlorhydrine en France.

[12] Même procédé pour le site SOLVAY de Rheinberg en Allemagne dont la production annuelle a été estimée en 2010 à 60000T12

[13] https://www.icis.com/resources/news/2015/08/04/9910065/inovyn-to-suspend-ech-production-in-tavaux-france-in-september/

[14] https://www.icis.com/resources/news/2014/06/18/9792653/ech-exports-spike-in-2014-imports-down-eurostat/

Figure 1. Répartition de la consommation mondiale d'épichlorhydrine en 201315 .

En France, la consommation d'épichlorhydrine s'élevait en 2005 à 1 082 tonnes (AFSSET, 2007).

La consommation d'épichlorhydrine suit les évolutions de la croissance du PIB (car elle permet la synthèse de résines époxy utilisée dans des secteurs moteurs de la croissance tels que la construction, l'automobile…). En 2014, l'ICIS avait estimé que la consommation d'épichlorhydrine devait croitre de 3% par an jusqu'en 201816 .

Traditionnellement, le principal déterminant du prix de l'épichlorhydrine est le prix du propylène (sa principale matière première). Au moment de la rédaction de cette fiche, le prix de l'épichlorhydrine était compris entre 1600 et 1700€/tonne en Europe (ICIS, 2017).

Procédés de production

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Il existe trois types de procédé de synthèse de l'épichlorhydrine (Ryan and Coker, 2011) :

  • La voie dite « conventionnelle »

Ce procédé, datant des années 30, permet de synthétiser de l'épichlorhydrine en trois étapes :

  1. 1)synthèse de chlorure d'allyle à partir de propylène et de dichlore ;
  2. 2)obtention de dichloropropanol par réaction du chlorure d'allyle avec de l'acide hypochloreux ;
  3. 3)synthèse de l'épichlorhydrine par déhydrohalogénation du dichloropropanol avec un composé basique tel que de la chaux hydratée (Ca(OH)2).
  4. Une autre synthèse permettant une consommation réduite en composés chlorés

[15] https://www.ihs.com/products/epichlorohydrin-chemical-economics-handbook.html

[16] https://www.ihs.com/products/epichlorohydrin-chemical-economics-handbook.html

Cette méthode a vu le jour dans les années 80, elle se déroule en 4 étapes :

  1. 1)synthèse de l'acétate d'allyle à partir de propylène et d'acide acétique ;
  2. 2)obtention de l'alcool allylique par hydrolyse de l'acétate d'allyle ;
  3. 3)réaction entre l'alcool allylique et l'acide hypochloreux produisant du dichloropropanol ;
  4. 4)synthèse de l'épichlorhydrine par déhydrohalogénation du dichloropropanol avec un composé basique tel que de la chaux hydratée (Ca(OH)2).
  5. Une méthode utilisant le glycérol pour matière première (le glycérol pouvant être un sous-produit de la production de biodiesel) :
    1. 1)réaction entre le glycérol et l'acide chlorhydrique produisant du dichloropropanol
    2. 2)synthèse de l'épichlorhydrine par déhydrohalogénation du dichloropropanol avec un composé basique tel que de la chaux hydratée (Ca(OH)2)

Cette synthèse génèrerait des effluents moins chlorés que la synthèse dite « conventionnelle ».

Noms commerciaux

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Le Tableau 6 présente certains synonymes et noms commerciaux de l'épichlorhydrine. Cette liste n'est pas exhaustive.

Tableau 6. Autres synonymes et noms commerciaux (ECHA).

Utilisations

UTILISATIONS

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En Europe, environ 75% de la production d'épichlorhydrine sont dédiés à la synthèse de résines époxy (IOM, 2011), les 25% restants correspondent à la synthèse de glycérol et à divers usages de l'épichlorhydrine par exemple dans les industries du papier et des textiles.

Figure 2. Répartition des secteurs d'utilisation de l'épichlorhydrine.

La famille des résines époxy est composée d'un grand nombre de résines différentes dont les composants comprennent les composés polyphénoliques, les mono et diamines, les amino phénols, les imides et amides hétérocycliques, les diols aliphatiques et les polyols et les dimères d'acides gras (INERIS, 2010).

[17] Les résines sont des polymères non réticulés en suspension dans un solvant et qui ont une apparence le plus souvent liquide ou semi-solide (dépendant de leur degré de réticulation « n »). Sous l'action de la chaleur ou d'un catalyseur, entre les chaines du pré-polymère, des liaisons de covalence forte se développent pour devenir un polymère réticulé à trois dimensions. La structure est désordonnée et amorphe, mais résistante, dure et infusible

Le diglycidyl éther de bisphénol A (BADGE ou DGEBA), synthétisé à partir d'épichlorhydrine et de bisphénol A (cf. ci-après), est le prépolymère époxy le plus utilisé (plus de 70% des résines époxy commercialisées en 2013 étaient formulées à partir de BADGE (INRA, 2013). Les durcisseurs les plus fréquemment employés avec le BADGE sont de type amine (éthylènediamine, diéthylènetriamine, triéthylènetétramine) produisant alors des résines époxy de type mono et diamines. [D'autres résines époxy telles que le BFDGE sont formées à partir d'épichlorhydrine].

La production européenne de résines époxy réalisée en 2013 a été estimée à 258 000 tonnes. La France représente 10% des ventes totales de résines époxy en Europe en 2013 (AMEC, 2013).

Figure 3. Synthèse du diglycidyl éther de bisphénol A (DGEBA, ou BADGE).

Selon le comité européen des résines époxy (ERC), les résines époxy sont destinées en majeure partie aux secteurs (Comité européen des résines époxy, 2017) :

  • de l'énergie et de l'électricité (revêtements de protection pour pales d'éoliennes, systèmes de distribution d'énergie : joints, revêtements, adhésifs, transformateurs, isolateurs, cartes de circuits imprimés en laminé flexible, semi-conducteurs encapsulés et composites structurants, circuits intégrés, transistors, LED, panneaux solaires, …) ;
  • de la construction (peintures, revêtements de sol, de coffrages en aluminium, de moules en béton ou en plâtre, fixations métalliques, colles et mastics sur béton et métal, mortiers pour pose de carrelage pour revêtements de sols) ;
  • du transport (pièces, revêtements et couches isolantes et protectrices pour la construction automobile, de navires, d'avions, d'engins spatiaux et de systèmes satellitaires) ;
  • de l'agroalimentaire et de l'eau (revêtements intérieurs pour boîtes de conserve et canettes, imperméabilisation de canalisations d'eau potable, réservoirs composites en acier et en béton, …) ;
  • de la maison et des loisirs (joints, adhésifs et mortiers pour les réparations du bois et des plastiques, outils et équipements de jardinage, ustensiles de cuisine, raquettes de tennis, skis, crosses de hockey, revêtements pour des équipements électroménagers tels que des réfrigérateurs, machines à laver, lave-vaisselles, et pour des articles de loisirs tels que des cannes à pêche, kayaks, perches pour le saut, vélos, arcs, flèches, équipements de golf, etc.)

Les résines époxy sont aussi employées dans une moindre mesure dans d'autres secteurs, en particulier celui de l'impression. Les résines époxy peuvent alors entrer dans la composition des encres UV et d'encres époxydiques destinées à la sérigraphie18 , à l'impression offset19 et à l'impression par jet d'encre (INRS, 2010).

Les secteurs d'utilisation des résines époxydes sont présentés dans la Figure 4 ci-après (les pourcentages représentent des volumes de production relatifs).

Figure 4. Domaines d'utilisation des résines époxy en Europe en 2013 (AMEC, 2013).

[18] La sérigraphie est un procédé d'impression consistant à faire passer de l'encre, à l'aide d'une racle, à travers les mailles très fines d'un écran afin de la déposer sur le support à imprimer, l'image à imprimer étant reproduite en négatif.

[19] La technique d'impression offset repose sur la répulsion entrez une solution de mouillage qui va se déposer sur les zones du cliché qui ne sont pas à imprimer, et l'encre qui va être repoussée sur les zones à imprimer.

Les résines de type polyamidoamine-épichlorhydrine sont des polymères à faible masse moléculaire, thermoréticulables à pH neutre et solubles dans l'eau. La synthèse de ces résines se déroule en 2 étapes (Brief, 2013) ; (Gérard Constantin, 2001) :

  1. 1)Réaction de polycondensation à haute température entre une polyamine (par exemple la diéthylènetriamine) et un acide polycarboxylique (par exemple, l'acide adipique) ou un de ses dérivés.
  2. 2)Le polyamideamine ainsi formé réagit avec de l'épichlorhydrine pour produire la résine polyamideamine-épichlorhydrine.

Les résines polyamidoamine-épichlorhydrine sont les additifs de résistance à l'humidité pour papiers et cartons les plus courants du marché : 90% des résines utilisées en tant qu'additifs de résistance à l'humidité sont à base d'épichlorhydrine (IOM, 2011). Les résines polyamidoamine-épichlorhydrine confèrent aux papiers et cartons une résistance à l'état humide, et ont des applications dans divers domaines tels que :

  • domestique (papier absorbant, serviettes, mouchoirs en papier, papier de toilette, …) (INRS; Pierre Graff, 2012) ;
  • médical pour la fabrication de papiers crêpés20 (wraps hospitaliers, draps hospitaliers, lingettes, emballage de produits stériles, masking tape : ruban adhésif pour masquage, …) (GRATIET, 2013) ;
  • alimentaire (sachet à thé, filtre à café, briques alimentaires (DOW, 2017), etc.).
  • cosmétique ;
  • la fabrication de billets de banque.

Ces résines sont ajoutées directement dans le papier ou le carton au cours de la fabrication de ces derniers. En règle générale la concentration en résine polyamidoamine-épichlorhydrine est comprise entre 0.1 et 1% (sur matière sèche) (Bernd Bilitewski, 2012).

D'autres résines fabriquées à partir d'épichlorhydrine ont été identifiées, ainsi que leurs usages :

  • Les résines échangeuses d'ions : L'épichlorhydrine est utilisée pour produire des résines échangeuses d'anions et de cations destinées à des applications dans les domaines du traitement de l'eau, de la purification de l'air et de l'analyse chimique (chromatographie échangeuse d'ions) (IOM, 2011).

[20] La porosité du papier crêpé permet à des agents stérilisants de le pénétrer.

  • Les résines polyamine (polycondensat d'épichlorhydrine et de diméthylamine) et les résines réactives (dérivées de l'épichlorhydrine) sont employées pour la production d'agents de fixation de colorants pour coton (Yu, 2009) ;
  • L'épichlorhydrine entre dans la composition des résines épichlorhydrine-polyamide appliquées sur les textiles afin de donner aux articles des propriétés d'anti-feutrage : ce traitement empêche le rétrécissement du produit fini quand il subit des lavages répétés en machine à laver (INERIS, 2003). Ces résines sont également utilisées pour limiter le froissage des textiles via le procédé «Chlor-Hercosett » qui implique la chloration du textile suivie de l'addition de la résine épichlorhydrine-polyamide (IOM, 2011).

L'épichlorhydrine peut être utilisée pour la production de glycérol synthétique. Cependant, le glycérol est un coproduit de la fabrication à l'échelle industrielle de biocarburants21 , savons et surfactants par trans-estérification. Ces secteurs fournissent donc du glycérol à bon marché et cet usage de l'épichlorhydrine est en déclin. Il est malgré tout employé lorsqu'un haut grade de pureté de glycérol est requis, par exemple dans le domaine pharmaceutique et alimentaire (NEXANT, 2011) ; (Vandeputte, 2012) :

  • dans le domaine pharmaceutique, le glycérol agit comme un hydratant qui améliore l'onctuosité et la lubrification de certains médicaments (sirops médicamenteux) ;
  • dans le secteur agro-alimentaire, le glycérol est aussi utilisé en tant qu'ingrédient alimentaire pour son goût sucré, pour retenir l'humidité et comme solvant.

En 2011, la société DOW était le seul producteur de glycérol à base d'épichlorhydrine avec un site de production en Allemagne (NEXANT, 2011).

La présence d'épichlorhydrine en tant que résidu réactionnel dans le glycérol est peu probable car le procédé de production du glycérol implique des températures élevées où l'épichlorhydrine s'hydrolyse (Canada, 2008).

[21] plus de 60% de la production mondiale de glycérol est issue de la production de biodiesel

L'épichlorhydrine est utilisée pour la production de coagulants organiques de synthèse, il s'agit de polyamines, la plus répandue étant l'épichlorhydrine diméthylamine ou epi.DMA. Ces coagulants sont de type cationique et disponibles sous forme liquide en milieu aqueux. Pour le traitement des eaux destinées à l'alimentation (clarification), le taux de traitement à appliquer est de l'ordre de 2 à 15g.m-3 (exprimés en produit commercial), et pour les eaux résiduelles industrielles ce taux est compris entre 5 et 50g.m-3 (ce taux étant fonction du type d'effluent) (Suez, 2017).

L'épichlorhydrine peut aussi être utilisée elle-même directement en tant que coagulant (Varrault, 2016).

Des substances dérivées de l'épichlorhydrine (épichlorhydrine polyhydroxylée et leurs esters) sont employées pour la production d'encres et de pâtes d'impression pour textiles. Ces substances dérivées de l'épichlorhydrine apportent flexibilité et inertie chimique à ces produits. (IOM, 2011).

L'épichlorhydrine est employée afin d'augmenter la résistance aux insectes (mites , …) de divers textiles (laine, coton…) (IOM, 2011).

Il existe 4 types de caoutchoucs produits à partir d'épichlorhydrine (CORBIN, 2010-2011):

  • le polyépichlorhydrine (CO) : homopolymère amorphe obtenu par polymérisation de l'épichlorhydrine ;
  • le copolymère d'épichlorhydrine et d''oxyde d'éthylène (ECO) ;
  • le terpolymère d'épichlorhydrine, d''oxyde d'éthylène et de diène (ETER) : terpolymérisation obtenue par l'introduction d'un monomère diène dans le copolymère ECO, l'ETER est réticulable à l'aide de soufre ou de peroxydes.

La Figure 5 ci-dessous présente les différentes structures de caoutchouc d'épichlorhydrine :

Figure 5. Structures de caoutchouc d'épichlorhydrine.

Les caoutchoucs d'épichlorhydrine sont recherchés pour leur résistance aux températures élevées , aux carburants, aux huiles, à l'ozone et à l'usure (IOM, 2011). Ces caoutchoucs ne sont généralement pas adaptés aux applications dans les pneumatiques mais sont utilisés dans le secteur automobile par exemple pour la fabrication de joints, diaphragmes, membranes, tuyaux ou composants amortissant résistant à la chaleur22 .

Malgré leur prix élevé, ces caoutchoucs ont remplacé les caoutchoucs butadiène-acrylonitrile (NBR) dans de nombreuses applications. Une perspective d'application des caoutchoucs ECO est leur utilisation en mélange avec le NBR, le caoutchouc styrène-butadiène (SBR) et le caoutchouc naturel (CORBIN, 2010-2011).

D'après le site PPDB (Pesticide Properties DataBase) consulté en mai 2017, l'épichlorhydrine ne serait plus utilisé en tant qu'additif pour des produits phytosanitaires (PPDB, 2017).

[22] http://fr.prepol.com/produits/materiaux

Des sources mentionnent l'utilisation de l'épichlorhydrine dans les secteurs suivants :

  • La production de tensio-actifs de type sulfobétaïne pour savons, détergents et produits d'entretien destinés à des applications industrielles et domestiques (Uri Zoller, 2009) ;
  • Dans le secteur cosmétique, en tant qu'agent de réticulation (durcisseur) ajouté à une solution d'amidon activé afin de le réticuler pour former des microsphères23 . Les microsphères dans les produits cosmétiques rincés ont cependant récemment été interdits à la mise sur le marché française (loi n°2016-1087 du 8 Août 2016) ;
  • Dans le secteur de la défense, comme réactif pour la synthèse de glycidyl nitrate destiné à la production d'explosifs et propulseurs (Reddy, 2010);
  • Dans le secteur pharmaceutique, en tant qu'agent réactif alkylant pour la synthèse de principes actifs24 .

Rejets dans l’environnement

Sources naturelles

FTE 2015 Importer

L'épichlorhydrine est une substance anthropogénique et n'existe pas à l'état naturel dans l'environnement (Gouvernement du Canada, 2008).

Sources non-intentionelles

FTE 2015 Importer

Les canalisations dont le revêtement interne est composé de résine époxy à base d'épichlorhydrine (cf § 1.9.1.1) sont susceptibles d'émettre cette substance (Canada, 2008).

De plus, l'épichlorhydrine pourrait contaminer les eaux potables traitées avec des coagulants organiques de synthèse à base d'épichlorhydrine diméthylamine (présence d'épichlorhydrine résiduelle suite à la synthèse de ces coagulants) (cf. §1.9.1.3) (Pure Water Products, 2017).

Émissions atmosphériques

FTE 2015 Importer

Les établissements basés en France et émettant de l'épichlorhydrine dans l'atmosphère à des niveaux supérieurs à 100g/an sont tenus de déclarer leurs émissions.

La Figure 6 ci-dessous présente le cumul des émissions atmosphériques d'épichlorhydrine (en kg.an-1) déclarées au registre GEREP entre 2014 et 2016. Les émissions atmosphériques d'épichlorhydrine déclarées sont en progression, passant de 165 à 466kg.an-1 entre 2014 et 2016.

Figure 6. Emissions atmosphériques d'épichlorhydrine sur la période 2014 à 2016, en kg.an-1 tous secteurs confondus (Source : BDREP)

Le Tableau 7 ci-dessous précise le type d'activité des établissements ayant déclaré des émissions d'épichlorhydrine dans l'atmosphère entre 2014 et 2016. Le secteur représentant la quasi-totalité des émissions atmosphériques d'épichlorhydrine est celui de la « Fabrication d'autre produits chimiques inorganiques de base n.c.a26», ce secteur comporte notamment des entreprises produisant l'épichlorhydrine.

[26] Non-Classé Ailleurs

Tableau 7. Emissions d'épichlorhydrine dans l'atmosphère sur la période 2014-2016 par secteur d'activité (Source : BDREP)

Émissions vers les eaux

FTE 2015 Importer

Le seuil à partir duquel les émissions chroniques ou accidentelles d'épichlorhydrine dans l'eau doivent être déclarées s'élève à 300g.j-1our (cf. §1.2.2).

Entre 2014 et 2016, un seul établissement a déclaré au registre GREP des rejets d'épichlorhydrine vers les eaux pour un rejet de 103 g en 2014.

L'épichlorhydrine fait partie des substances les moins quantifiées du plan d'action RSDE-Phase II : sur les 59 sites ayant suivi la concentration d'épichlorhydrine dans leurs rejets, aucun n'a émis plus de 3 fois des concentrations quantifiables27 d'épichlorhydrine. Lorsque cette substance a été quantifiée, le flux moyen maximal était de 5g.j-1. Selon les données de RSDE-Phase II, les établissements émettant le plus d'épichlorhydrine vers les eaux appartenaient au secteur de la chimie, d'autres secteurs présentant une contribution moindre aux émissions totales (fabrication d'huiles et graisses raffinées, fabrication de parfums et de produits pour la toilette, fabrication de papier et de carton, collecte et traitement des eaux usées, fabrication d'autres articles en caoutchouc, fabrication de préparations pharmaceutiques).

[27] http://www.ineris.fr/centredoc/rapport-rsde-icpe-ineris-drc-15-149870-12457c-vf-1472126994.pdf

Ces données d'émission confirment l'utilisation de l'épichlorhydrine dans les secteurs pharmaceutiques et de production de détergents, savons et produits d'entretien signalée au paragraphe 1.9.8.

La synthèse des résultats de l'action RSDE de la région Ile de France28 indique que l'épichlorhydrine est rarement quantifiée dans les rejets industriels mais présente en entrée des stations de traitement des eaux usées urbaines.

Toujours dans le cadre de l'action RSDE, des mesures d'épichlorhydrine effectuées en entrée et sortie de 4 stations d'épuration du SIAAP de la région Ile de France révèlent sa présence en entrée d'une seule station avec un flux de 6327g.j-1. Les mesures effectuées en sortie de cette STEP indiquent un flux d'épichlorhydrine inférieur à 25g.j-1 impliquant un taux d'abattement d'au moins 99%. Au cours de notre enquête nous avons eu connaissance d'émissions d'épichlorhydrine en sortie de STEP suggérant une efficacité de l'abattement variable en fonction du traitement appliqué par la STEP (Lenoble, 2017).

Émissions vers les sols

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Aucune donnée sur l'émission d'épichlorhydrine dans les sols n'a été trouvée dans le cadre de cette étude.

Rejets dans l'environnement

FTE 2015 Importer

L'épichlorhydrine n'est pas une substance déclarée dans E-PRTR (European Pollutant Release and Transport Register, registre européen des rejets et transferts de polluants), qui selon le Règlement 166/2006/CE, impose aux exploitants de sites industriels visés par ce règlement de déclarer leurs rejets, en fonction de seuils prédéfinis. Les émissions d'épichlorhydrine dans l'eau, le sol et l'air ne sont donc pas répertoriées au niveau européen.

En revanche, en France, l'épichlorhydrine fait partie des substances dont les rejets dans l'air, les sols et l'eau doivent être déclarés lorsqu'ils dépassent un certain seuil (cf. §1.2.2). Cette déclaration annuelle se fait via le logiciel dit GEREP (Gestion électronique du registre des émissions polluantes) et est gérée dans la base de données du registre des émissions polluantes (BDREP, voir le site web IREP25).

En plus de déclarations d'émissions recensées dans GEREP cette section recense les résultats des mesures réalisées dans le cadre de l'action RSDE, ainsi que d'autres informations complémentaires.

https://www.substitution-cmr.fr/index.php?id=112&tx_kleecmr_pi3[uid]=123&tx_kleecmr_pi3[onglet]=1&cHash=dc4fb0330b23

https://www.substitution-cmr.fr/index.php?id=112&tx_kleecmr_pi3[uid]=123&tx_kleecmr_pi3[onglet]=1&cHash=dc4fb0330b24

[25] http://www.georisques.gouv.fr/dossiers/irep-registre-des-emissions-polluantes

La libération d'épichlorhydrine utilisée comme monomère dans les résines époxy composant les revêtements intérieurs d'emballages métalliques et de canalisations d'eau potable a été mise en évidence mais les quantités libérées étaient faibles (OMS, 1984).

http://www.driee.ile-de-france.developpement-durable.gouv.fr/IMG/doc/Rapport_Synthese_IDF_RSDE_Version_Finale_122007_cle2d3316.doc28

Notre enquête a permis de confirmer que des fractions libres d'épichlorhydrine peuvent être présentes dans les résines époxy à l'état de traces (de l'ordre du ppm), et qu'il existe un potentiel de migration depuis les résines époxy. Le respect des limites de migration d'épichlorhydrine par les résines époxy utilisées pour les emballages en contact avec l'alimentation est mentionné pour preuve du faible niveau des émissions. D'autre part, la possibilité d'une émission d'épichlorhydrine à partir d'une dégradation de résine époxy est jugée improbable.

De même, de l'épichlorhydrine pourrait être émise dans des quantités faibles via les articles en papier ou en carton comportant des résines polyamidoamine-épichlorhydrine. Les papiers domestiques (papiers absorbants, mouchoirs en papier, papier toilette…) et les papiers alimentaires (briques alimentaires, filtres à café, sachets de thé, …) sont potentiellement concernés (OMS, 1984).

L'épichlorhydrine n'est pas une substance persistante, bioaccumulable et toxique (PBT), ni très persistante et très bioaccumulable (vPvB) (ECHA, 2017).

La distribution de l'épichlorhydrine dans l'environnement a été modélisée avec un modèle de niveau de fugacité 1 (ECHA, 2017) :

Tableau 8. Distribution d'épichlorhydrine dans l'environnement modélisée à l'aide d'un modèle de niveau de fugacité de niveau 1 (Mackay version 2.11).

En cas d'émission, cette substance sera presque exclusivement transportée vers l'air et l'eau.

Malgré une solubilité dans l'eau modérée, si de l'épichlorhydrine est émise dans l'eau, une faible quantité passera du compartiment « eau » vers le compartiment « air », de même, une faible quantité sera adsorbée par les sols et sédiments. Si l'épichlorhydrine est émise dans l'eau, elle est alors biodégradée ou hydrolysée.

Emise dans l'air, l'épichlorhydrine n'est pas transportée vers d'autres compartiments et se dégrade via des réaction photochimiques.

Dans le cas d'une émission dans le sol, cette substance migrera vers les eaux souterraines puis sera rapidement dégradée via des phénomènes de biodégradation ou d'hydrolyse.

L'hydrolyse de l'épichlorhydrine produit de l'alpha-monochlorhydrine (aussi appelé 3-chloro1,2-propanediol (CAS : 96-24-2) (ECHA, 2017) qui pourrait être une substance carninogène et reprotoxique.

Présence environnementale

Atmosphère

FTE 2015 Importer

Aucune donnée sur la présence d'épichlorhydrine dans l'air n'a été trouvée dans le cadre de cette étude.

Aquatique

FTE 2015 Importer

http://naiades.eaufrance.fr/ La base de données Naiades () recense 15763 mesures de l'épichlorhydrine dans les eaux de surface en France entre janvier 2014 et décembre 2016.

Parmi ces mesures, 12 présentent des concentrations d'épichlorhydrine supérieures à la limite de quantification de 0.1µg.l-1.

La concentration maximale en épichlorhydrine s'élève à 1.46µg.l-1 et correspond à un prélèvement effectué sur le cours d'eau Le Tech (département des Pyrénées Orientales).

Les eaux de surfaces pour lesquelles la concentration en épichlorhydrine est supérieure à la limite de quantification sont exclusivement des cours d'eau, il s'agit : du Tech, de la Romanche, du Rhône et de la Saône.

En 2011, le BRGM a mené une campagne exceptionnelle (CAMPEX) d'analyses des substances présentes dans les eaux souterraines en métropole. L'épichlorhydrine a fait l'objet de 1061 mesures pour lesquelles l'épichlorhydrine n'a pas été quantifiée (les limites de quantification étant comprises entre 0,1 et 0,05 µg.l-1).

Ces campagnes de mesures nous permettent d'estimer que l'épichlorhydrine est rarement présente dans les milieux aquatiques.

Aucune donnée sur la présence d'alpha-monochlorhydrine (substance issue de l'hydrolyse de l'épichlorhydrine) n'a été trouvée dans le cadre de cette étude.

Terrestre

FTE 2015 Importer

Aucune donnée sur la présence d'épichlorhydrine dans les sols n'a été trouvée dans le cadre de cette étude.

Perspectives de réduction

Réduction des rejets

REDUCTION DES EMISSIONS D'EPICHLORHYDRINE

FTE 2015 Importer

Aucune donnée sur le traitement des rejets d'épichlorhydrine n'a été trouvée dans le cadre de cette étude.

Rappelons que dans le cadre de l'action RSDE de la région Ile de France, des mesures d'épichlorhydrine effectuées en entrée et sortie de stations d'épuration du SIAAP ont révélé pour l'une d'entre elles la présence d'épichlorhydrine en entrée et un taux d'abattement d'au moins 99% (cf. 2.2.2). Au cours de notre enquête nous avons eu connaissance d'émissions d'épichlorhydrine en sortie de STEP suggérant une efficacité de l'abattement variable en fonction du traitement appliqué au sein de la STEP (Lenoble, 2017).

Alternatives aux usages

ALTERNATIVES AUX USAGES DE L'EPICHLORHYDRINE

FTE 2015 Importer

En termes de substitution, deux approches sont possibles :

  • la substitution de l'épichlorhydrine par une autre substance possédant des propriétés approchantes au sein d'un même matériau. Cette première approche est peu documentée dans la littérature disponible. Il convient de rappeler que ce manque d'information concerne également l'innocuité des molécules de substitution.
  • la substitution du matériau contenant de l'épichlorhydrine au profit d'un matériau n'en contenant pas. Par exemple le remplacement des résines époxy contenant de l'épichlorhydrine par des polyesters n'en contenant pas. Cette approche a majoritairement été étudiée pour les principales utilisations de l'épichlorhydrine (i.e. la fabrication des résines époxy).

L'INRA et l'ENSCM de Montpellier mènent des recherches sur un nouveau procédé de synthèse de résines époxydes, par recours à des tannins biosourcés. Dans ce procédé, l'épichlorhydrine est remplacée par une enzyme29 .

Comme indiqué au paragraphe 1.9, les résines époxy sont utilisées dans divers secteurs (les secteurs les plus importants en termes de volume de production étant : l'énergie et l'électricité, la construction, le transport, l'agro-alimentaire et l'eau potable).

-Substitution L'INERIS a mis en place un site Internet mettant à disposition des informations fournies par les entreprises sur les alternatives aux résines époxy disponibles : le SNA30. Ce site constitue une des sources principales d'information pour la rédaction de cette section.

Les tableaux ci-dessous présentent des matériaux alternatifs aux résines époxy pour divers secteurs d'utilisation {INERIS, #13}.

[29] http://departements.inra.fr/deptunite23/Le-departement-Les-recherches/Nos-resultats/resine-epoxy/%28key%29/71

[30] Service National d'Assistance

Tableau 9. Matériaux et résines alternatifs aux résines époxy utilisées dans le secteur de la construction.

* Pour comparaison, le prix de résines époxy se situe entre 1,8 et 4,1€/kg

Tableau 10. Matériaux et résines alternatifs aux résines époxy utilisées dans le secteur de l'électricité.

Tableau 11. Résines alternatives aux résines époxy utilisées pour le secteur des transports (revêtements de protection de la carrosserie et de pièces métalliques).

Tableau 12. Matériaux alternatifs aux résines époxy utilisées pour le contact alimentaire (revêtements pour contenants métalliques, citernes, …).

Tableau 13. Matériaux alternatifs aux résines époxy à base d'épichlorhydrine utilisées dans le secteur de l'eau potable.

Les résines à base de polyacrylamide glyoxalé31 (GPAM) permettent de substituer l'épi-DMA pour des applications dont la résistance du papier à l'humidité est provisoire (ex : papier toilette) (Vladimir Grigoriev, 2012). En règle générale, la concentration de GPAM est comprise entre 0.15 et 0.25% du produit fini (sur matière sèche) (Axchem, 2015).

D'autres polymères cationiques, y compris le chitosane et le chlorure de pDADMAC (chlorure de poly(dimethyl diallyl ammonium) peuvent potentiellement être utilisés en alternative à l'épichlorhydrine diméthylamine (epi.DMA).

n°CAS 65505-03-5

  • Le chitosane 32 est un biopolymère qui présente plusieurs intérêts, à savoir (Techniques de l'ingénieur, 2009):
    • Le chitosane est extrait de la chitine (carapace de crustacés), une ressource abondante et renouvelable, c'est par conséquent un produit relativement bon marché ;
    • c'est un produit efficace même en eau froide ;
    • le floc produit à partir de chitosane flotte à la surface et ne précipite pas, ce qui permet d'utiliser des décanteurs à plus forte vitesse ;
    • le produit ne colmate pas les filtres à sable, mais, en agissant comme une couche filtrante supplémentaire, participe plutôt à l'amélioration de la filtration ;
    • les faibles concentrations de polymères impliquent la réduction du volume des boues produites ;
    • les boues produites peuvent être utilisées pour stimuler la croissance des plantes ;
    • les eaux traitées au chitosane voient leur salinité faiblement augmentée ;
    • il est possible de regénérer le chitosane par désorption.

En revanche selon (Suez, 2017), l'utilisation du chitosane pour le traitement des eaux usées tarde à se développer, ce biopolymère comportant quelques inconvénients (Grégorio CRINI, 2009) :

  • les propriétés de chélation et d'adsorption du chitosane dépendent de la chitine (produit de base du chitosane) dont la qualité n'est pas constante ;
  • c'est un matériau non-poreux avec une faible surface spécifique ;
  • l'amélioration des propriétés de ce biopolymère nécessite de lui appliquer des modifications physiques et chimiques ;
  • les performances de rétention des polluants dépendent des caractéristiques de la solution de chitosane qu'il est nécessaire de maîtriser (viscosité, pH).
  • Le pDADMAC33 (CAS = 26062-79-3 -chlorure de poly(dimethyl diallyl ammonium) est utilisé à raison de 0.01-0.05%. Une étude de 2006 financée par l'Agence de l'Eau Seine Normandie (I. BAUDIN; A. FABRE; SUEZ ENVIRONNEMENT, 2006) indiquait que d'un point de vue économique le coût du traitement au pDADMAC était du même ordre de grandeur que celui du traitement à l'épi-DMA. Notons cependant, que le chlorure de pDADMAC peut contenir de la DMA (diméthylamine) résiduelle, un précurseur de la NDMA (N-nitrosodiméthylamine).
  • Les coagulants organiques de synthèse à caractère cationique de la famille du mélamineformaldéhyde (ou mélamineformol)34
  • Les coagulants minéraux35 peuvent aussi présenter une solution alternative à l'épi-DMA, cependant ceux-ci comportent des inconvénients en termes d'efficacité (cations trivalents),

33

34

de contrainte de pH et de coût (le mode d'action des coagulants minéraux entraîne la production d'hydroxyde métallique formant une boue volumineuse impliquant des coûts supplémentaires de déshydratation et de destruction des boues).

Il est aussi possible de remplacer le procédé de filtration granulaire à l'épi-DMA par de nouvelles technologies membranaires qui peuvent néanmoins encore nécessiter un prétraitement avec des coagulants/floculants ou des filtres. Néanmoins, l'utilisation de ces nouvelles technologies pour le traitement de l'eau potable implique des difficultés d'ordre techniques et économiques (par exemple, l'encrassement des membranes) qui freinent leur emploi à grande échelle (Canada, 2009 47).

Conclusion

FTE 2015 Importer

Il semblerait qu'il soit possible de réduire les émissions d'épichlorhydrine via une démarche de substitution pour la majeure partie de ses utilisations :

  • Des alternatives existent pour de nombreuses applications des résines époxy représentant 75% de l'utilisation de l'épichlorhydrine (agro-alimentaire, construction, transport, …).
  • Il est possible d'envisager la substitution de l'épichlorhydrine pour d'autres secteurs d'utilisation comme par exemple la production de papier (résines polyamidoamine), le traitement de l'eau
  • Quant à la production du glycérol et de ses dérivés, l'utilisation de l'épichlorhydrine est en déclin du fait de nouveaux processus de production du glycérol via la production de biocarburants.

Les surcoûts associés à ces démarches de substitution sont inconnus. La présence d'épichlorhydrine dans l'eau est minime ou localisée. En ce qui concerne les émissions canalisées, les données disponibles (qui sont néanmoins rares) suggèrent qu'une haute efficacité des moyens de traitement des eaux usées est atteignable mais qu'elle est variable en fonction des traitements appliqués.

[35] les sels d'aluminium (sulfate d'aluminium, chlorure d'aluminium, aluminate de sodium, sulfate d'aluminium+chaux, sulfate d'aluminium+carbonate de sodium), les polymères d'aluminium (polychlorure basique d'aluminium), les sels de fer (chlorure ferrique, chlorure ferrique + chaux, sulfate ferrique, sulfate ferrique + chaux, chlorosulfate ferrique, sulfate ferreux, sulfate ferreux + chlore, sulfate ferreux + chaux), et d'autres coagulants minéraux (produits mixtes Al3+/Fe3+, sulfate de cuivre, ozone, chlore…).

Dans l'eau, l'épichlorhydrine est rapidement dégradée. Peu de données ont été trouvées sur les dérivés produits lors de ce processus. L'alpha-monochlorhydrine fait partie de ces dérivés. Les notifications de la réglementation CLP concernant cette substance montre l'importance de son potentiel de danger (potentiellement carcinogène et reprotoxique). Une collecte de données sur la persistence et la présence de l'alpha-monochlorhydrine dans l'environnement est nécessaire.

Documents

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106-89-8 -- Epichlorohydrine -- FTE
Publié le 20/07/2018
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Publié le 15/10/2009
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Publié le 27/11/2009