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Production et exportation

Selon les rapports d'évaluation des risques de la Commission Européenne (2008a ; 2010), en Europe, la fabrication du BPA était effectuée en 2006 par 4 sociétés : il y avait ainsi 6 sites de production répertoriés basés en Allemagne, aux Pays Bas, en Belgique et en Espagne.

D'après l'enquête annuelle de branche réalisée en France de 2004 à 2007 par l'INSEE, il n'y a pas d'entreprise française qui produise du BPA (De Vos et al., 2008 ; Ministère de l'économie de l'industrie et de l'emploi, 2007).

Selon la Commission Européenne (2009a) reprenant des données datant de 200012 , les entreprises qui produisent et ou importent du BPA sont :

• pour l'Allemagne : BAYER AG, DOW DEUTSCHLAND INC. et HELM AG ;
• pour l'Autriche : NEUBER GES.M.B.H ;
• pour la Belgique : BAYER ANTWERPEN N.V. ;
• pour l'Espagne : MITSUI & CO ESPANA S.A. ;
• pour la France : RHONE-POULENC CHIMIE et SEPPIC ;
• pour l'Italie : SHELL ITALIA S.P.A. ;
• pour les Pays Bas : B.V. CONSOLCO et SHELL NEDERLAND CHEMIE B.V. ;
• pour le Royaume Uni : Brenntag (UK) Limited, Daltrade LDT, BRE-Building Research establishement, Institute for terrestial ecology et Shell Chemicals Europe LDT.

La production mondiale annuelle de BPA en 2006 était estimée à 3,8 million de tonnes (Geens et al., 2009).

En Europe, la production annuelle de BPA en 2005 était estimée à 1,6 millions de tonnes par l'association Plastics Europe13 (2007). Ce chiffre est cohérent avec celui publié par le rapport d'évaluation des risques de la Commission Européenne (2008a) : 1,15 millions de tonnes/an.

[12] http://ecb.jrc.ec.europa.eu/IUCLID-DataSheets/80057.pdf

Prix du BPA

De 1995 à 2000, le prix du BPA est estimé de 0,5 $ à 0,94 $ par pounds (soit à 750 à 2 620 €/tonne14) pour les achats de gros volumes (ChemProfile, 2001).

Sur le marché asiatique, le BPA est évalué au cours de l'été 2009, de 1 050 $/tonne (CFR15 China mark) à 1 350 $/tonne (CFR NE Asia) (soit 755 à 971 €/tonne16) (ICIS, 2009).

Sur le marché Européen, le prix du BPA est évalué de mai à juin 2009 de 30-50 €/tonne à 50-100 €/tonne. Au mois d'août, il est évalué de 20-25 €/tonne (prix départ d'usine) à 1 055 -1 120 €/tonne FD NWE17 (franco de port) (ICIS, 2009).

La variabilité des prix ci-dessus illustrée s'explique par le fait qu'en 2005 et 2006, les stocks de BPA étaient trop importants sur le marché. Au début 2007, le marché s'est retourné suite à une pénurie de phénol (matière première pour la production de BPA) et une augmentation de la demande de polycarbonate et de résines époxydes (SRI Consulting, 2007).

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Le BPA est produit à partir de phénol et d'acétone par une réaction de condensation catalysée par un alcalin au laboratoire et industriellement par un acide (Commission Européenne, 2003). Deux procédés de fabrication existent, le plus classique opère en phase liquide homogène, le second utilise une catalyse hétérogène présentant les caractéristiques suivantes (Techniques de l'ingénieur, 1998) :

[13] L'association Plastics Europe regroupe plus de 100 entreprises membres, produisant plus de 90% de tous les polymères dans les 27 états membres de l'UE ainsi qu'en Norvège, en Suisse, en Croatie et en Turquie ().  http://www.plasticseurope.org/content/Default.asp?PageID=933

[14] Calculé avec pour correspondance : 1 pound = 0,37324 kg et 1€ = 0,96$ taux de l'année 2000 Ministère de l'écologie de l'Energie du Développement durable et de la Mer (2009). Historique des cours du dollar en FF de 1970 à 2001, en€ depuis 2002. Source DGEMP-DIREM.  

[15] CFR : Cost and Freight soit « coût et transport »

[16] Calculé avec pour correspondance : 1€ = 1,39$ taux de l'année 2009 Ministère de l'écologie de l'Energie du Développement durable et de la Mer (2009). Historique des cours du dollar en FF de 1970 à 2001, en€ depuis 2002. Source DGEMP-DIREM.  

[17] FD NWE : Free delivered -Northwest Europe soit «livraison comprise dans le prix si elle a lieu dans le nord est de l'Europe»   

• les échangeurs d'ions acides qui ont des atomes de soufre bivalents sont plus souvent utilisés que les acides minéraux ;
• le phénol est utilisé en excès en tant que solvant pour éviter la formation de produits de densité élevés.

L'acétone et le phénol sont injectés dans un réacteur rempli d'échangeur cationique. La conversion du BPA a lieu à environ 75°C. Le mélange est ensuite concentré par la libération de l'eau et de l'acétone sous pression réduite. Lors du refroidissement, le BPA cristallise. Il est alors lavé avec du phénol qui est par la suite distillé sous pression réduite. Le BPA produit avec ce protocole est d'une très grande pureté. La réaction mise en œuvre est présentée dans la Figure 1 ci-dessous.

Figure 1. Réaction de formation du BPA (Techniques de l'ingénieur, 2007).

Cette réaction de condensation génère l'isomère 4,4' présenté ci-dessus, correspondant au BPA, et l'isomère 2,4'18 dans des quantités variables.

La qualité époxyde (sous forme de perles) peut contenir jusqu'à 5 % de l'isomère 2,4' alors que la qualité polycarbonate (sous forme d'écailles) plus restrictive ne peut contenir plus de 0,2 % (Techniques de l'ingénieur, 1998).

[18] Le 4,4'-isopropylidène diphénol est le composé communément appelé bisphénol A (BPA ou DPP), le 2,4'-isopropylidène diphénol est un isomère du BPA. Un isomère est un composé de même masse moléculaire mais dont la ramification des groupements d'atomes le constituant est différente.

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Le BPA est une substance d'origine exclusivement anthropique : c'est principalement un monomère (utilisé dans la synthèse des polymères), un additif destiné à rendre les corps plus durs et transparents (Vandenberg et al., 2007 ; AFSSA, 2008) ainsi qu'un révélateur8 utilisé dans les papiers thermiques. Citons également les propriétés ignifugeantes de certains dérivés du BPA comme le tetra-bromo-BPA9 .

Selon les Techniques de l'ingénieur (1998), FDA (2010) et Fürhacker (2000) le BPA est majoritairement utilisé dans la fabrication du polycarbonate et de résines époxyphénoliques10 (ou résines époxydes), mais également dans la fabrication de résines polyesters insaturées, de résines polyarylates

Quelques soient les usages du BPA, cette substance est utilisée lors de la fabrication de nombreux produits ayant de multiples usages, aussi bien dans la sphère domestique que dans la sphère industrielle.

Plus en détail, le BPA est présent en tant que monomère dans :

• les polycarbonates (plastiques rigides et transparents) qui sont utilisés pour la fabrication de nombreux produits destinés à l'emballage alimentaire, tels que les bonbonnes d'eau réutilisables, les biberons, la vaisselle (assiettes et tasses), le petit-électroménager de cuisine, les récipients de conservation, … ;
• les polycarbonates qui sont également utilisés pour divers produits plastiques non alimentaires, tels que les pare-chocs automobiles, les lunettes (lunettes de protection, montures, verres solaires, …), les CD, … ;
• le polyester carbonate, produit notamment par Bayer (APEC®), qui est synthétisé à partir de deux Bisphénols : Bisphénol A et Bisphénol TMC.
• les résines époxydes qui sont utilisées comme revêtement intérieur des cannettes et des boîtes de conserves, dans des peintures, encres, ... Ces résines sont également utilisées dans les réseaux d'adduction d'eau potable (revêtements de cuves et de canalisations) ;
• les résines époxydes et polyacrylates qui peuvent être utilisées pour la synthèse de ciment dentaire (Vandenberg et al., 2007) ;
• certains polyarylates qui sont utilisés, entre autres matériaux, dans les équipements médicaux ;
• les polysulfones (préparés à partir de sel de sodium de BPA) ;
• les polyétherimides (synthétisés à partir de dianhydride de BPA) ;
• Les plastiques recyclés n°3 (Vinyle ou PVC polychlorure de vinyle), 6 (polystyrène) et 7 (souvent du polycarbonate) peuvent contenir du BPA (IATP, 2009).

[8] Un révélateur pour papier thermique est un produit permettant une réaction chimique aboutissant à la production de couleur lors de l'utilisation du papier thermique (). http://cerig.efpg.inpg.fr/ICG/Dossiers/Papier_thermique/chapitre_3.htm

[9] Communication de Jean-Pierre CRAVEDI disponible à l'adresse suivante : http://www.sevab.ups-tlse.fr/fr/popup/detailsSujet.php?id=396

[10] Les résines époxydes contenant du bisphénol A sont, à proprement parler, les résines époxy-phénoliques. Dans ce rapport, nous utiliserons le terme général de «résines époxydes» qui est le terme le plus souvent rencontré dans la bibliographie.   

De plus, le bisphénol A peut également intervenir:

• en tant que révélateur dans les papiers thermiques (Fürhacker et al., 2000) ;
• dans la fabrication d'esters cyanurés, lesquels sont polymérisés pour être employés principalement dans les domaines aéronautique et spatial. D'autres bisphénols sont aussi utilisés (bisphénol E) dans ce cadre.

De même, le Tetrabromobisphénol A (TBBP-A) est le retardateur de flamme le plus employé (substance importée à hauteur d'environ 14 000 t.an^-1 dans l'UE en 2003/2005). Il est synthétisé à partir de BPA, mais cette synthèse n'est pas réalisée en Europe. Le BPA est une impureté du TBBP-A, mais présente en très faibles quantités (de l'ordre de 3 ppm).

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Consommation

La consommation de BPA a nettement augmenté (37 %) au sein de l'Union Européenne entre les périodes 1996-1999 (685 000 tonnes/an) et 2005-2006 (1 084 870 tonnes/an19) (Commission Européenne, 2008a ; 2003).

La consommation mondiale a augmenté à un taux moyen annuel d'environ 10 % de 2003 à 2006 : cette hausse s'explique principalement par la forte demande en polycarbonate.

La demande de BPA est supposée atteindre les 5,5 millions de tonnes en 2011 (SRI Consulting, 2007).

La répartition géographique de la consommation mondiale de BPA en 2006 est présentée dans la Figure 2, ci-après.

Figure 2. Consommation mondiale de BPA en 2006 (SRI Consulting, 2007).

En 2006, les Etats Unis et le Japon sont les plus gros consommateurs mondiaux de BPA. Les pays de l'Asie et l'Europe de l'ouest sont également de gros consommateurs (plus de 50 % de la consommation mondiale).

[19] Chiffres calculés à partir des données des rapports d'évaluation des risques du BPA de la Commission Européenne (2003).

Secteurs d'utilisation

Le BPA est utilisé pour diverses applications mais principalement pour la fabrication de résines polycarbonates et de façon secondaire pour la fabrication de résines époxydes. La consommation à l'échelle Européenne de BPA est présentée dans le Tableau 2, ci-après, et permet de visualiser les principaux secteurs d'utilisation de cette substance.

Tableau 2. Données sur la consommation du BPA en Europe de l'ouest (2005/2006) issues du rapport d'évaluation des risques de la Commission Européenne (2008a).

[*] : % du total de la consommation

Utilisation du BPA dans les polymères en tant que monomère

Les polycarbonates

Le BPA est principalement utilisé (à près de 80 % en masse) comme monomère pour la production des polycarbonates. Les polycarbonates tiennent leur nom des groupes carbonates de la chaine macromoléculaire principale. Celle-ci est illustrée par la Figure 3 ci-après.

Figure 3. Chaine macromoléculaire principale d'un polycarbonate (Kirk-Othmer, 2001).

En 2006, environ 2,9 tonnes de polycarbonates ont été synthétisées en Europe (données issues de l'industrie et compilées par Plastics Europe (2007).

Il existe deux types de polycarbonates selon les réactifs utilisés et le procédé mis en œuvre : les thermodurcissables20 et les thermoplastiques21 . Le polycarbonate de bisphénol A appartient à la famille des thermoplastiques.

Le polycarbonate est produit par deux procédés : la polymérisation interfaciale et la transestérification ou procédé du fondu. Un intérêt nouveau a été porté à la seconde méthode : depuis une dizaine d'années, des centaines de brevets sont apparus sur la technique du fondu. La transestérification n'utilise pas de solvants (phosgène) durant la polymérisation et est donc plus respectueuse de l'environnement (Kirk-Othmer, 2001).

[20] Pour les produits THERMODURCISSABLES, la polymérisation se finit dans le moule. Le démoulage n'intervient que lorsque la polymérisation est assez avancée pour que le produit présente les propriétés requises. La mise en forme est alors définitive et irréversible (). http://www.laplasturgie.fr/techniques.php#thermoplastique

[21] Pour les produits THERMOPLASTIQUES, un apport de calories par chauffage ou frottement fait passer la matière de l'état solide à l'état plastique, la mise en forme est alors possible dans un moule ou une filière. L'objet est ensuite figé dans la forme voulue par un système de refroidissement, mais il est possible de changer ultérieurement la forme ou l'état de la pièce (). http://www.laplasturgie.fr/techniques.php#thermoplastique

La plupart du polycarbonate de BPA est produit par un procédé de polymérisation interfaciale utilisant du phosgène et une petite quantité de catalyseur, illustré par la Figure 4. Ce procédé met en œuvre le mélange d'une solution de BPA et d'un stoppeur de réaction (1 à 5 %) tel que le phénol, le p-ter-butylphenol ou le p-cumylphenol dans une solution de chlorure de méthylène (Kirk-Othmer, 2001).

Figure 4. Réaction de formations de la résine polycarbonate (Techniques de l'ingénieur, 2007).

Selon nos informations, ce procédé est utilisé par GE Plastics en Chine, au Japon et en Espagne. Il est basé sur la transestérification d'un groupement carbonate avec le bisphénol A (Kirk-Othmer, 2001). L'avantage de cette méthode est de se passer de phosgène dans le processus réactionnel.

Les secteurs d'utilisation des polycarbonates sont présentés dans la Figure 5 ci après :

Production mondiale de polycarbonate

Volume 2006 : 2,9 millions de tonnes

Figure 5. Secteurs d'utilisation des polycarbonates (volume 2006: 2,9.106 tonnes) selon Plastics Europe (2007).  

Les polycarbonates sont principalement utilisés pour les équipements optiques (verres de vue, CD et DVD, lentilles de caméras thermiques, optiques de phares automobiles, …), équipements électriques, électroniques et médicaux et pour les revêtements dans l'alimentaire (Plastics Europe, 2007). Pour ces usages, les polycarbonates possèdent les caractéristiques suivantes : clarté et résistance à la chaleur et aux chocs. Néanmoins, ce polymère a une résistance limitée aux agents chimiques : l'hydrolyse du polymère peut survenir à température élevée et à pH alcalin : cette réaction peut aboutir à la libération du bisphénol A (EL-BEAINO, 2009).

Selon Plastics Europe (2007), les applications du polycarbonate sont :

• Les CD, DVD, Blue-Ray et autres disques,
• Les couvertures de panneaux solaires,
• Les vitrages de sécurité, casques, lunettes et écrans de protection,
• Les modules de toit des voitures,
• Les casques,
• Les lunettes de soleil,
• Les équipements médicaux (oxygénateurs de sang, respirateurs dialyseurs, instruments à usages uniques,
• Les boitiers pour équipements électroniques (téléphones portables, appareils photos, sèche-cheveux, ordinateurs, téléviseurs, machines à café,
• Les équipements électriques, tels que prises et interrupteurs,
• Les phares et pare-chocs de voitures,
• …

Dans le domaine alimentaire, peuvent particulièrement être en PC :

• Les bouilloires électriques,
• Les bombonnes d'eau réutilisables,
• Les biberons antichocs,
• La vaisselle micro-ondable et pour le camping,
• Les boîtes de rangement et récipients alimentaires,
• Moules pour réaliser des bonbons et tablettes en chocolat,
• Egouttoirs, couvre-assiette, gobelets, douilles de pâtisserie,
• …

www.batiproduits.fr Dans le bâtiment, les applications du polycarbonate sont les suivantes : toitures, bardages, châssis de fenêtres et éléments de désenfumage, portes spéciales, … (source : )

Le polyester carbonate

Il est produit notamment par Bayer (APEC®), et synthétisé à partir de deux Bisphénols : Bisphénol A et Bisphénol TMC. Il est utilisé dans les domaines suivants :

• Automobile et transports : équipements liés à l'éclairage, …
• Produits de consommation : parties de sèche-cheveux, parties de fer à repasser, portes de micro-ondes, …
• Electrique/Electronique : fusibles, interrupteurs, réfelcteurs et diffuseurs de lumière, …
• Industrie : Masques de protection, Témoins lumineux, …
• Médical : Dans les autoclaves, éclairages pour chirurgie, emballage médical, …
• (source : Site internet Bayer)

Certains polyarylates sont basés sur le BPA. Ils sont utilisés dans une large gamme d'applications, notamment dans les équipements médicaux, le traitement des eaux (conduites, pompes,…), l'automobile, l'aéronautique, …

Les principaux polyarylates contenant du BPA sont le poly BPA téréphtalate et le poly4hydrobenzoate (utilisé dans le nylon 6) (Techniques de l'ingénieur, 1998) ;

Les polysulfones

Préparés à partir de sel de sodium de BPA, ils présentent une grande variété d'usages :

• des pièces de petit électroménager (pièces de cafetières, de cuisinières, de sèche-cheveux, ustensiles pour four à micro-ondes...) (Techniques de l'Ingénieur, 2007) ;
• des applications qui nécessitent une meilleure stabilité et une meilleure résistance à la chaleur que le polycarbonate, dont des applications domestiques ;

  Appareils médicaux et chirurgicaux stérilisables, en remplacement du laiton dans des pièces de robinetterie spéciale, dans des blocs de respirateurs, supports de circuits intégrés, composants TV, pièces d'intérieurs d'avions (Site Internet société AUPI Usinoga Plastiques) ;

• Comme matériau de membranes de filtration (eau potable, eau chaude collective, agroalimentaire, dialyse, séparation de gaz industrielle, ….) (Site Internet Solvay pour le produit UDEL®) ;

-…

Les polyétherimides

Synthétisés à partir de dianhydride de BPA, leurs principaux usages sont les suivants :

• Les mousses de polyétherimide sont employées dans des environnements exigeant une résistance élevée (températures extrêmes notamment) : pièces dans l'aviation, la marine, la défense, l'industrie, l'électronique, la santé (appareils médicaux). Il s'agit par exemple de pièces d'intérieur (éléments de cockpits, de sièges,….), d'éléments de piles à combustibles au méthanol, de radômes c'est-à-dire de pièces de protection de radars, d'éléments d'antennes-satellites,… (Site internet ALCAN pour la mousse AIREX RB2, et Documents Société SABIC)
• Usage alimentaire possible, comme par exemple des éléments de pompes de distributeurs de boissons qui seraient utilisés aux USA et en Europe par la société Vitality Foodservices. (Site Internet société SABIC, 2009).

Utilisation du BPA dans les résines en tant que monomère22

Les résines époxydes

Les résines époxydes représentent environ 18 % en masse de l'utilisation totale du bisphénol A (Commission Européenne, 2008a). Il existe un grand nombre de résines époxydes différentes, en fonction des réactifs utilisés dans la réaction. Ces réactifs 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 (Kirk-Othmer, 2004).

Le diglycidyl ether de bisphénol A (DGEBA, ou BADGE) est la résine époxyde la plus utilisée (95 % des résines époxydes en tonnage mondial), synthétisé à partir de bisphénol A et d'épichlorohydrine (Techniques de l'ingénieur, 2009), cf. Figure 6 et Figure 7 ci-après. Cette dominance de résines époxydes réalisées à partir de BPA a pour origine son relatif bas prix et son adéquation à de nombreuses applications (Kirk-Othmer, 2004).

Le marché global des résines époxydes est estimé pour l'année 2000 à environ 1,15 millions de tonnes. Le marché européen est, quant à lui, estimé à plus de 370 000 tonnes (Kirk-Othmer, 2004). Ce chiffre est cohérent avec celui de la Commission Européenne évalué à 196 535 tonnes à partir de données de la période 1996-1999 (Commission Européenne, 2003).

Figure 6. Réaction de fabrication des résines époxydes liquides (Kirk-Othmer, 2004).

[22] Les résines sont des polymères non réticulés en suspension dans un solvant et qui ont une apparence le plus souvent liquide (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.

Figure 7. Réaction de fabrication des résines époxydes solides (Kirk-Othmer, 2004).

Selon Plastics Europe (2007), les résines époxydes sont utilisées pour leur capacité de protection contre la corrosion et leur stabilité thermique, majoritairement :

• pour une moitié dans les revêtements protecteurs dans les domaines de l'emballage alimentaire (les boites de conserves et de boissons), de l'industrie automobile et maritime ;
• dans les peintures (« peintures epoxy », ou peintures « brai-epoxy » qui sont anti-corrosion, peintures « ester epoxyde »)
• pour la fabrication de circuits imprimés en laminé (flexible), de semi-conducteurs encapsulés et composites structurants, etc. ;
• pour une application en croissance telle que les encres lithographiques et les résines photosensibles pour l'industrie électronique (Kirk-Othmer, 2004).

Ainsi, les secteurs d'utilisation des résines époxydes sont présentés dans la Figure 8 ci-après.

Figure 8. Domaines d'utilisation des résines époxy (volume 2005: 1,6.106 tonnes), d'après Plastics Europe (2007).  

http://www.batiproduits.com Plus en détail, selon Plastics Europe (2007) et le site , les applications des résines époxydes sont variées et comprennent :

• Les revêtements de sols (bâtiments industriels et publics) ;
• Les produits de renforcement/réparation de surface en béton, matériaux divers pré-imprégnés de résines (pierre « naturelle », panneaux décoratifs, cloisons mobiles, graviers de verre utilisé en mosaïque, réseaux d'air comprimé ;
• Les revêtements de coffrages en aluminium, de moules en béton ou en plâtre, dans les travaux publics (INRS, 2007) ;
• Les revêtements pour l'alimentation en conserves et les boissons en canettes (intérieur de boîtes de conserves, intérieur de capsules métalliques de bouteilles ou de pots en verre) ;
• Les revêtements de contenants métalliques (containers maritimes, citernes, tours réfrigérantes, réservoirs de stockage industriels (métal et béton) ;
• Les revêtements de ponts en acier ;
• Les revêtements des tubes et canalisations de gaz, d'eau potable (en béton et en métal) ;
• Les composites (raquettes, planches de surf, casques, tuyaux, pales d'éoliennes…) ;
• Les adhésifs, dans les domaines suivants :

  Colles grand public et multi-usages ;

  Colles et mastics pour les Travaux publics (sur béton, métal,…) ;

  Mortiers pour pose de carrelages et pour sols ;

  Colles pour revêtements de sols (linoléum, dalles) ;

  …

• L'encre d'imprimerie, dont elles peuvent constituer la matrice polymère. D'après (Danish EPA, 2004), les encres particulièrement concernées sont les encres UV (encres photopolymérisables) ainsi que les encres à base de polyuréthanes utilisées pour l'impression d'étiquettes et emballages de produits alimentaires.

  Les encres UV permettent un séchage rapide et économe en énergie et avec une moindre émission de COV par l'imprimeur. Pour cette raison, elles connaissent un fort succès, en s'étendant à presque toutes les techniques d'impression. Ces produits ont ainsi pu être recommandés pour réduire les émissions de COV et la consommation d'énergie.

• Les composites dans les coques de navires, les structures des avions et des cars ;
• La construction de panneaux métalliques (toitures métalliques) et de panneaux en bois agglomérés ;
• Les outils et équipements de jardinage ;
• Les pièces et revêtements automobiles ;
• Les cartes de circuits imprimés ;
• Les équipements électroménagers (frigidaires, lave-vaisselles, aspirateurs) ;
• Meubles de salles de bain (certains entièrement en résine) ;
• …

Les applications des résines époxy dans le domaine alimentaire, outre le revêtement des boites de conserve, portent aussi sur certains ustensiles et appareils de cuisine, pour les professionnels ou pour les particuliers. Quelques exemples :

• outils coupants possédant une partie en résine (coupe-œufs, coupe-frite, presse-ail, …) ;
• revêtement d'ustensiles de cuisson ;

-…

Résines vinylesters

Le BPA est utilisé indirectement pour la fabrication de résines vinylesters. Elles sont obtenues par addition d'un acide carboxylique sur une résine époxyde. Les acides les plus courants sont l'acide acrylique et méthacrylique. Les résines vinylesters de type BPA sont les plus couramment utilisées (Commission Européenne, 2007 ; Techniques de l'ingénieur, 2009).

Les domaines d'application de ces résines sont les suivants :

• Réservoirs, citernes, tuyaux, appareils de génie chimique ;
• Tuyaux d'assainissement et stations d'épuration ;
• Installations de tours de lavage de gaz de désulfurisation et, de manière plus générale, de gaz provenant du traitement des déchets ;
• Construction automobile ;
• Construction maritime ;
• Piscines ;
• Mortiers et bétons ;
• Revêtements (sols, etc.) ;
• Supports de fibres optiques ;
• Casques et applications balistiques ;
• Aéronautique ;
• Structure de plate-forme off-shore ;
• Bouteilles de gaz ;
• Éoliennes ;

-…

Les autres résines

Les autres résines dans lesquelles le BPA est utilisé sont les résines phénoplastiques, les résines phénolique ainsi que les résines de polyesters insaturés (bisphenol fumarates et bisphenol-A epoxy dimethylacrylates) (Commission Européenne, 2003).

Les dérivés du bisphénol A sur lesquels elles sont basées confèrent aux résines de polyester insaturés des propriétés anticorrosives. Parmi eux, le bisphénol A hydrogéné et les dérivés alkylés de bisphénol A semblent être les plus utilisés (Techniques de l'ingénieur, 2009 et Site Internet Société Croda).

Les résines polyester concernées par le BPA sont notamment utilisées dans des toners d'imprimante (Danish EPA, 2004). Elles pourraient également être employées dans des peintures.

Autres usages du BPA en lien avec les polymères et les résines

Le BPA, ou des composés du BPA, ou des résines à base de BPA sont utilisés comme durcisseurs dans des résines époxy, ou d'autres résines.

Le BPA peut être introduit dans un polyamide (moins de 8 %) pour lui conférer une stabilité dans les domaines électrotechniques (Commission Européenne, 2003).

Il est utilisé pour la fabrication des polyols qui sont eux même utilisés pour la fabrication des polyuréthanes (Commission Européenne, 2003).

Il est fréquemment employé dans la fabrication des pneus, en tant qu'antioxydant, incorporé à la matrice de polymère (Commission Européenne, 2003). Ce composé est donc probablement présent dans le pneu à des teneurs très faibles. Notons néanmoins, qu'il existe en France des récipients fabriqués à partir de pneus recyclés : ces contenants sont à destinations des particuliers.

Dans le domaine de la fabrication de polychlorure de vinyle PVC, selon la Commission Européenne (2003), le BPA est utilisé en tant que :

• inhibiteur pendant la phase de polymérisation ;
• constituant d'un pack d'additif pour le traitement du PVC ;
• antioxydant dans la production de plastifiants utilisés dans le traitement du PVC. Les PVC concernés seraient uniquement utilisés comme isolants de câbles électriques et pour des toitures (Oko Institut, 2008).

http://www.specialchem4coatings.com D'après le site spécialisé , les composés suivants du bisphénol A sont utilisés comme antioxydants incorporés dans des revêtements plastiques :

• Alkyl(C12-C15) bisphenol A phosphite et lkyl(C10) bisphenol A phosphite (exemple de produit commercial : Doverphos® 613 et Doverphos® 675 ) ;
• Agerite Superlite® Polybutyles de bisphenol A, utilisés dans des latex intervenant dans le domaine automobile et les produits domestiques (exemple de produit commercial : ).

Retardateurs de flamme déricés du BPA : le Tetrabromobisphénol A (TBBP-A)

Le Tetrabromobisphénol A (TBBP-A) est le retardateur de flamme (tetrabromobisphénol A) le plus employé (substance importée à hauteur d'environ 14 000 t.an^-1 dans l'UE en 2003/2005). Il est synthétisé à partir de BPA, mais cette synthèse n'est pas réalisée en Europe. Le BPA est une impureté du TBBP-A, mais présente en très faibles quantités (de l'ordre de 3 ppm).

Les deux emplois du TBBP-A sont les suivants :

• Utilisation du TBBP-A à 90 % comme réactif pour la fabrication de résines, auxquels il confère des propriétés intrinsèques de résistance au feu. Dans ce cas, la teneur résiduelle en BPA de la résine est négligeable. Les résines concernées sont des résines époxy servant de matrice aux circuits imprimés, des résines qui encapsulent certains composants électroniques, ainsi que certains polyarylates.
• Les 10 % restant concernent une utilisation dite « additive », dans laquelle le TBBP-A est ajouté à a résine, usage pour lequel un relargage de BPA est possible, quoique limité. Les polymères concernés sont le polycarbonate (lui-même fabriqué à partir de BPA) et des polyesters insaturés comme notamment l'ABS (électroménager) et des applications électroniques (télécommandes, …).

Les produits de consommations contenant le plus de TBBP-A en poids relatif sont les ordinateurs, les téléviseurs, les lave-vaisselles.

Le TBBP-A pourrait être transformé partiellement en Bisphénol A dans les stations d'épuration ou dans l'environnement (Oko Institut, 2003). Par contre, les produits contenant du TBBP-A ne semblent pas susceptibles d'exposer directement les consommateurs au BPA.

Un autre retardateur de flamme dérivé du BPA, mais nettement moins utilisé, est le Bisphenol A bis(diphenylphosphate) (BDP), parfois proposé comme alternative aux retardateurs de flamme halogénés et donc au TBBP-A, mais lui aussi susceptible de se dégrader en Bisphénol A dans l'environnement aquatique. Signalons encore le cas analogue du Bisphenol A diphosphoate (BAPP).

Le papier thermique

La fabrication du papier thermique peut également faire appel au BPA en tant qu'additif dans le revêtement agissant sous l'effet de la chaleur (Commission Européenne, 2003). Bien que cet usage du BPA soit minoritaire parmi tous les usages mettant en œuvre cette substance, il

convient de s'y intéresser car le papier thermique est susceptible d'être à l'origine de rejets notables de BPA dans l'environnement.

Le papier thermique est principalement utilisé pour les reçus (« facturettes » de cartes bancaires, reçus loto, …), les tickets (cinéma, concerts, …), les étiquettes d'identification (colisage, pesage des fruits et légumes en libre-service, identification des aliments frais préemballés, … ), les badges d'identification, … L'ensemble de ces usages se justifie par le fait que l'utilisation de papier thermique permet au détenteur de l'appareil une maintenant minimale limitée à l'alimentation en supports « papier » de l'appareil. Il n'y a donc pas de « tonner » ou cartouche d'encre à changer, pas de nettoyage à effectuer, …

Suite à une communication personnelle avec l'encadrement de l'usine RICOH INDUSTRIE FRANCE SAS de Wettolsheim, les informations suivantes nous ont été communiquées :

• D'une manière générale, à l'échelle mondiale, les applications du papier thermique destiné aux fax sont en très fort recul alors que celles-ci-dessus évoquées sont en plein essor ;
• L'usine de Wettolsheim est la seule usine française de papier thermique ; elle est à l'origine de la production d'environ 2 000 tonnes par an de papier thermique pour un chiffre d'affaire d'environ 100 millions d'euros et 60 à 70 % de part de marché au niveau européen ;
• Ce site alsacien ne fabrique que du papier thermique « haut de gamme » (papier thermique protégé tel que celui utilisé pour les étiquettes à l'épreuve de l'humidité destinées aux produits frais préemballés ou celui utilisé pour les extraits bancaires protégés contre les frottements, ...). Cette production s'effectue sans utilisation de BPA. Cette substance a été substituée en 2001 ;
• Au niveau européen, outre l'usine française, il y a deux sites allemands et un français produisant du papier thermique. A l'exception d'une référence, ces sites n'ont pas recours au BPA pour les papiers thermiques haut de gamme. En revanche, ces sites semblent utiliser le BPA pour la fabrication de papier thermique non protégé (tel que le papier utilisé pour le colisage ou l'étiquetage « poids/prix » des légumes en libre service).

Selon notre interlocuteur le BPA est utilisé comme révélateur pour la fabrication de papier thermique standard du fait de son coût peu élevé.

Un programme de substitution du BPA dans les papiers thermiques a été récemment engagé aux USA, avec la collaboration des industriels impliqués dans la formulation des revêtements et des papetiers (USEPA, 2010).

Autres utilisations

Le BPA est utilisé dans diverses autres applications. Toutes les utilisations le mettent en œuvre en tant que réactif, qu'additif dans la fabrication de produits ou en tant qu'intermédiaire pour la production de produits chimiques (Commission Européenne, 2003).

Des ciments dentaires contenant des polymères à base de BPA sont utilisés dans les matériaux composites de restauration et de scellement à base de résine (Martin, 2007 ; Environnement Canada et Santé Canada, 2008). Le BPA peut être soit présent comme impureté dans ces ciments (cas du bisphenol A glycidyl methacrylate ou bis-GMA), soit comme sous-produit de dégradation (cas du bisphenol A dimethacrylate, ou BIS-DMA) (Söderholm et al., 1999 ; Association Dentaire Française, 200723).

Des dérivés du BPA sont utilisés dans les fluides hydrauliques, en particulier le tetrabromobisphénol A (TBBPA) (Commission Européenne, 2003 ; ICIS, 2009).

Le BPA lui-même est également parfois ajouté dans de faibles proportions à des liquides de freinage en tant qu'anti-oxydant (45t.an^-1 à l'échelle de l'UE selon l'évaluation des risques de la Commission).

Les polymères à base de BPA peuvent aussi rentrer dans la composition de cosmétiques, comme le rouge à lèvre, le maquillage pour le visage et les yeux et le vernis à ongle

[23] Leloup G., Les composites sont-ils toxiques ? Un problème émergeant de santé publique ?, Conférence 2007 de l'Association Dentaire Française, http://www.adf.asso.fr/cfm/site/thesaurus/detail_conference.cfm?rubrique_origine=47&conference=136/2007

(Environnement Canada et Santé Canada, 2008). Néanmoins, sans l'exclure, cette utilisation n'a pas été documentée en France lors de notre étude.

Selon le laboratoire Spectrum, le BPA peut être utilisé dans les formulations de fongicides. (LABORATORIES, 2009), mais d'après le rapport d'évaluation des risques du BPA de la Commission Européenne (2003), cela ne semble pas (ou plus) être le cas dans l'Union Européenne. De même, au cours de cette étude, cette utilisation n'a pas été documentée en France.

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Les informations trouvées à ce sujet sont jugées trop faibles.

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L'industrie du papier contribue fortement à l'émission de BPA dans les eaux usées des stations d'épuration. Le traitement des eaux usées permet d'éliminer 90 % de la charge totale (Fürhacker et al., 2000).

Evaluation des techniques de traitement des effluents

Tous types d'effluents

Un grand nombre de publications décrivent les conditions de dégradation biologique du BPA (Commission Européenne, 2003 ; Ying et al., 2003 ; Kang et Kondo, 2005 ).

D'après la Commission Européenne (2003), lors de cette dégradation, 60 % du carbone du BPA serait minéralisé en CO2, 20 % constituerait le carbone des cellules bactériennes et 20 % du carbone organique soluble resterait dans le média. Cette substance est considérée comme « facilement biodégradable » dans les eaux et dans les sols (Commission Européenne, 2010).

D'après la Commission Européenne (2003), une des voies possible de dégradation biologique est présentée dans la Figure 10 ci-après.

Figure 10. Voies possibles de dégradation du BPA (Commission Européenne, 2003).

D'après la Commission Européenne (2003), lors de cette dégradation, 60 % du carbone du BPA serait minéralisé en CO2, 20 % constituerait le carbone des cellules bactériennes et 20 % du carbone organique soluble resterait dans le média.

Effluents industriels uniquement

La chloration (en condition de désinfection) est un procédé d'élimination des estrogènes naturels ou de synthèse. Cependant, les estrogènes naturels seraient 10 fois plus réduits par ce procédé que les synthétiques dont, en autres le BPA (Commission Européenne, 2003).

Notons que nous n'avons pas d'information sur les résidus d'oxydations (Deborde et al., 2009).

L'ozonation (en condition de désinfection des eaux) permet la dégradation du BPA. L'élimination est rapide avec plus de 99 % des perturbateurs endocriniens étudiés (Deborde et al., 2009).

Le BPA s'adsorbe sur différents média. Les conditions aérobiques facilitent l'adsorption (Ying et al., 2003). Nous n'avons pas d'information sur la nature de ces médias.

D'après un fournisseur de charbon actif, le BPA qui appartient à la famille des alkyls phénols devrait être totalement adsorbé par les charbons actifs. Cependant, ce fournisseur n'a pas spécifiquement étudié la molécule. D'après ce fournisseur, dans le cas d'eau résiduaire urbaine, du charbon actif en poudre pourrait être utilisé. La teneur en DCO39 souvent importante est limitante bien avant les composés phénolés. Dans le cas de l'utilisation de charbon en poudre, celui-ci ne peut pas être régénéré. Il est repris et éliminé par le fournisseur. D'après ce même fournisseur, dans le cas d'effluents industriels contenant du BPA, du charbon en granulé pourrait être utilisé. Ce type de charbon peut être régénéré « presque indéfiniment » par le fournisseur. Selon le type d'industrie, notamment alimentaire ou pharmaceutique, un cycle de régénération spécifique peut être réalisé. Le coût d'une telle installation dépend du flux à traiter, de la composition des effluents et ne peut être estimé sans plus de précision. Le coût de fonctionnement dépend du prix de charbon actif et/ou de sa régénération selon le cas. Le prix approximatif quelque soit le type de charbon actif est de 1500 €/tonne. Ce type de procédé peut combiner l'élimination de plusieurs composés indésirables mais il ne constitue pas un traitement sélectif spécifique à une molécule.

Une étude réalisée par l'Agence de l'eau Artois-Picardie (Agence de l'eau Artois-Picardie, 2007), indique que les STEP d'Ile de France ayant une étape d'adsorption sur solide et une dégradation biologique par voie aérobie ont un abattement de la substance de 91%. Ainsi, le BPA présent dans un effluent d'eaux usées n'est pas totalement éliminé par la combinaison de ces deux traitements. Cependant, nous n'avons pas de précision sur le type de média utilisé pour l'adsorption.

[39] DCO: Demande Chimique en Oxygène, la DCO est la consommation en oxygène par les oxydants chimiques forts pour oxyder les substances organiques et minérales de l'eau. Elle permet notamment d'évaluer la charge polluante des eaux usées.  

Le procédé de filtration par bioréacteurs à membranes permet d'éliminer le BPA par biodégradation et adsorption des boues à hauteur de 90 % (Nghiem et al., 2009). Cependant, cette étude ne permet pas d'identifier la part spécifique de l'élimination résultante de l'adsorption et celle résultante de la biodégradation.

L'élimination du BPA par ultrafiltration a été étudiée en fonction de différents paramètres (concentration initiale en BPA, seuil de coupure de la membrane40 , pH, force ionique et présence de matière organique). La concentration initiale en BPA n'a pas d'influence sur le rendement de l'élimination. La rétention de BPA augmente quand le seuil de coupure de la membrane diminue. Avec un seuil de coupure de 2 kDa41 , une concentration de BPA à 100 µg.L^-1 à 100 kPa, la rétention du BPA peut atteindre 97,7 %. Cependant, à un pH proche du pKa42 du BPA, la rétention diminue fortement : 92,2 % de rétention pour un pH de 3,95 à 6,96 mais par contre 9,3 % de rétention pour un pH de 10,4. La présence d'acide humique favorise la rétention (Dong et al., 2008).

Le réactif de Fenton est utilisé pour oxyder les polluants organiques industriels des effluents aqueux : ce réactif dégrade le BPA.

Le potentiel de dégradation du BPA par sonochimie a été évalué par un laboratoire français, le LCME, Laboratoire de Chimie Moléculaire et Environnement de l'université de Savoie. Les résultats sont encourageant, les BPA s'élimine rapidement sous l'action des ultrasons. Ils ont également démontrés que les ultrasons couplés avec le procédé photo-fenton et/ou la catalyse avec le dioxyde de titane permettrait de minéraliser le BPA et ses intermédiaires.

[40] Le seuil de coupure d'une membrane, désigne la masse de la plus petite molécule ou du plus petit ion arrêté par une membrane d'ultrafiltration, de nanofiltration ou d'osmose inverse dans des conditions normalisées.

[41] Seuil de coupure (ou MWCOs Molecular Weight Cut Off) dont l'unité 1 Da = 1 g/mL.

[42] Le pKa est défini par pKa = -log Ka, Ka étant la constante d'acidité d'un couple acido-basique. Plus l'acide est fort plus le pKa est petit.

Ces résultats sont encourageants pour une application de dépollution des composés organiques de l'eau (LCME, 2007 ; Pétrier et al., 2009).

Evaluation des coûts des techniques de traitements des effluents industriels

L'élimination du BPA dans les effluents industriels est évaluée pour différentes techniques proposées par RPA (2003) et présentées dans le Tableau 15 ci-après.

La plupart des systèmes de traitement comprennent au moins un traitement primaire ou un traitement primaire et secondaire. Cependant d'après le rapport RPA, un traitement biologique ne suffit pas pour éliminer le BPA. Il est donc conseillé de rajouter un traitement tertiaire. En effet selon le Tableau 15, seuls les traitements tertiaires peuvent éliminer plus de 99 % du BPA. Les coûts présentés dans le Tableau 15 sont basés sur un flux de 5 000 m 3/jour et un investissement sur 15 ans.

Tableau 15. Efficacités et coûts des techniques de traitement des effluents industriels (RPA, 2003).

D'autres techniques de traitements avec les coûts d'investissement et les coûts de fonctionnement associés sont présentées à titre indicatif dans le Tableau 16 ci-dessous en fonction de la capacité de traitement souhaitée.

Tableau 16. Coût d'investissement et coûts de fonctionnement selon les techniques de traitement utilisés (RPA 2003 reprenant des données de ERM, 1999).

Dans le cas de la réduction du BPA dans les effluents issus des papeteries, il a été estimé que pour le débit d'un réacteur classique, le coût d'investissement d'un traitement par boues activées (incluant le traitement primaire comprenant la gestion des boues) peut être compris entre 19 et 24 millions d'euro. Le coût de fonctionnement associé se situerait entre 2 et 2,6 millions d'euro par an.

Pour la technique d'aération des effluents dans des lagunes, le coût dépend beaucoup de la localisation, cependant il a pu être estimé entre 16 et 20 millions d'euro (incluant le traitement primaire et le séchage des boues). Le coût de fonctionnement est plus faible que pour la technique de boues activées, il est estimé entre 1,3 et 1,7 millions d'euro (RPA, 2003).

Evaluation de l'impact économique de la réduction du BPA par traitement des effluents dans le secteur du recyclage du papier

On estime entre 200 et 500 le nombre de sites de recyclage du papier en activité au sein de l'Union Européenne et un débit moyen de 5000 m 3 d'effluent par jour (RPA, 2003).

Pour la filière, le coût annuel total de la mise en place d'un traitement des effluents supplémentaire sur ces sites dépend des techniques déjà existantes et donc du pourcentage de sites nécessitant des techniques supplémentaires. La plupart des sites ont déjà un système de traitement qui comprend le traitement primaire, voire le traitement secondaire.

D'après RPA (2003), dans l'Union Européenne, la quantité de bisphénol A recyclée dans la filière de papier thermique est évaluée à 504 tonnes/an. Ces nouvelles technologies couterait entre 28 000 à 575 000 euro par tonne de bisphénol A recyclée par an, ou entre 320 et 6 000 euros par tonne de papier thermique recyclé dans l'Union Européenne.

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Il y a plusieurs possibilités de gestion du BPA dans les déchets.

L'incinération détruit les produits plastiques et libère le BPA du produit, à son tour détruit par la combustion.

Le recyclage de matériaux plastiques est possible (Commission Européenne, 2003). Le BPA peut alors se retrouver dans les plastiques recyclés numéros 3 (PolyVinylChloride et Vinyl), 6 (PolyStyrène) et 7 (autres, PolyCarbonate) (IATP, 2009).

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Les produits alternatifs aux produits contenant du BPA sont présentés en fonction de leurs applications. Les principales applications concernées sont les papiers thermiques, les plastiques durs des bouteilles et biberons en polycarbonate, les revêtements des cannettes et boites de conserves en résines époxydes, mais également les encres d'impressions et les applications médicales. Les alternatives ont été étudiées à partir des rapports suivant : Danish EPA (2004), Investor Environmental Health Network (2008), OEC (2009) et IATP (2008) ; à partir des sites web suivants : site du fabricant Philips AVENT (2009), site du magazine PlasticsToday (2009), site de l'association Green Century Capital Management (2009), du site www.remplacementbisphénola.com (2009), du site www.ebouteilles.fr (2010) et du site du journal LE MONDE (2009) et enfin à partir de communications personnelles avec des industriels de la filière des plastiques ou de la filière du papier thermique. Pour les autres produits, nous n'avons pas identifié d'information quant à leur possible substitution.

En ce qui concerne le domaine des plastiques, les dénominations des polymères englobent plusieurs centaines de molécules. Ces grandes familles de polymères sont nommées à titre générique et ne prennent pas en compte le cas particuliers où du BPA serait utilisé dans un polymère de ces grandes familles de polymères. Nous recommandons donc une grande prudence dans l'utilisation de ces tableaux.

Enfin, des polycarbonates ou des résines époxy alternatives pourraient être basés sur le bisphénol-S25 (analogue structural du BPA26), mais cette alternative semble, à ce jour, peu développée dans l'industrie27 . De plus, bien que peu d'information soit disponible sur cette substance, il n'est pas évident que cette substitution conduise à l'utilisation d'une substance moins dangereuse pour la santé humaine ou moins préoccupante pour l'environnement (cette substance est, par exemple, classée non bio-dégradable par le National Institute of Technology and Evaluation du Japon28).

Synthèse des alternatives proposées par secteurs d'application

Bouteilles et contenants alimentaires en polycarbonate.

Les bouteilles et contenants alimentaires en plastique dur (y compris les biberons) contenant du BPA, en tant que monomère résiduel, sont en polycarbonate. Les alternatives proposées doivent être agréés contact alimentaire pour pouvoir répondre à l'application contenants alimentaires.

Le Tableau 9, ci-après, présente les alternatives aux bouteilles et contenants alimentaires en plastique dur de polycarbonate. Néanmoins, notons que chaque alternative, notamment celles liées au développement d'un contenant en matière plastique, peut présenter d'éventuels inconvénients liés aux substances employées, inconvénients difficilement identifiables par notre étude.

[25] Bisphénol-S ou BPS ou 4-Hydroxyphenyl sulfone, Bis(4-hydroxyphenyl) sulfone ; CAS : 80-09-1.

[26] Selon http://www.sevab.ups-tlse.fr/fr/popup/detailsSujet.php?id=396

[27] Nous ne disposons pas d'information quantitative sur l'usage du BPS, néanmoins selon l'United States International Trade Commision Rulings And Harmonized Tariff Schedule (2006) il semblerait que cette substance puisse être utilisée comme matière première dans la fabrication de résines époxy, de polycarbonate, de polyéther sulfone et de matériel thermique. Ce bisphénol pourrait également avoir un usage en tant qu'intermédiaire chimique lors de la production de teintures.

[28] http://www.safe.nite.go.jp/data/hazkizon/pk_e_kizon_disp.html?k_no=1328#bunkai

Tableau 9. Alternatives aux polycarbonates.

[29] L'huile de Ricin est une huile végétale obtenue à partir des graines du Ricin. Cette huile contient de l'acide undécylénique et de l'heptanal composé intéressant pour l'industrie chimique, notamment pour la production des esters de polyols (lubrifiant) et des polyamides textiles comme le "Rilsan" (nom commercial d'un produit fabriqué par la société Arkema).

[30] Le symbole présent sur les produits finis signifie que le plastique est du plastique recyclé n°2 et donc qu'il a été élaboré à partir de plastique polyéthylène de haute densité (HDPE).

[31] Le symbole présent sur les produits finis signifie que le plastique est du plastique recyclé n°5 et donc qu'il a été élaboré à partir de plastique polypropylène (PP).

[32] Un camelback est une poche en plastique souple avec un tuyau et une tétine, utilisée par les sportifs pour s'hydrater régulièrement.

[33] Etudié depuis très peu de temps (en comparaison avec une recherche d'environ 50 ans pour le PC, PE, PA et PP).

[34] Le symbole présent sur les produits finis signifie que le plastique est du plastique recyclé n°1 et donc qu'il a été élaboré à partir de plastique polyéthylène téréphtalate (PETE).

* Pour comparaison, le prix du PC est entre 2,5 et 2,7 euro/kg.

Données non disponibles

Revêtements des cannettes, boîtes de conserves et autres contenants alimentaires, Peintures et encres.

Les revêtements des cannettes et boites de conserves contenant du BPA sont en résines époxydes. Les alternatives proposées doivent également être agréés contact alimentaire pour pouvoir répondre à l'application « contenants alimentaires ».

Certaines peintures et encres sont également à base de ces résines. Pour les toners d'impression, (Danish EPA, 2004) indique ne pas avoir pu identifier d'alternative.

Une synthèse des alternatives aux résines époxydes identifiées sont détaillées dans le Tableau 10 ci-après.

Tableau 10. Alternatives aux résines époxydes.

* Pour comparaison, le prix de résines époxydes est entre 1,8 et 4,1 euro/kg.

Données non disponibles

Les emballages non métalliques (plastiques ne contenant pas de BPA) sont aussi des alternatives aux emballages métalliques revêtus de résines époxydes. Ces emballages sont par exemple les « Tetrapacks », les bocaux en verre, etc.

PVC

D'après l'autorité Norvégienne de Contrôle de la Pollution, des alternatives sont disponibles sur le marché pour du PVC sans Bisphénol A.

Les papiers thermiques

Dans le secteur des papiers thermiques, les substituts au BPA identifiés par RPA (2003) sont présentés dans le Tableau 11 ci-dessous.

Tableau 11. Substituts potentiels proposés par RPA (2003) ou Danish EPA (2004).

Ces composés sont déjà utilisés dans l'industrie en tant qu'antioxydants.

L'hypothèse présentée par RPA (2003) quant à la possible utilisation de ces substances en tant que direct substitut au BPA n'est, à ce jour, pas validée par les industriels. Le manque d'information sur ces 5 substances ne permet pas à RPA de se prononcer sur les risques liés à ces substances. Cependant, selon cette même source, une tendance favorable d'un point de vue environnemental, est donnée aux deux dernières substances du Tableau 11.

Une source internet35 et Danish EPA signalent que le Bisphenol S et F sont utilisés comme alternatives. Toutefois il semble que ces molécules puissent également conduire à des risques comparables au Bisphenol A.

En France, la seule entreprise productrice de papier thermique a substitué le BPA en 2001 (nous ne connaissons pas le substitut utilisé). En Europe, le BPA semble peu utilisé pour les papiers thermiques haut de gamme. Sans changement de technologie, des substituts à l'usage du BPA en tant que révélateur sont donc disponibles sur le marché.

D'autre part, d'autres technologies permettant le remplacement du papier thermique sont également disponibles comme le ruban de transfert thermique36 ou l'utilisation d'encre pour l'impression de ces articles.

Un programme de substitution du BPA dans les papiers thermiques a été récemment engagé aux USA, avec la collaboration des industriels impliqués dans la formulation des revêtements et des papetiers (USEPA, 2010). Certains d'entre eux affirment avoir déjà substitué le BPA dans leurs papier (exemple : la société Appleton37 mais qui l'a substitué par un autre phénol, le BPS ou bisphénol S).

Sur la base des documents de travail d'une première réunion ayant eu lieu le 15 Juillet 2010, un certain nombre de molécules ou familles de molécules candidates ont été identifiés, d'un point de vue de la faisabilité technique. Elles devront maintenant être évaluées en termes de risques toxiques, écotoxiques, et en termes de pouvoir perturbateur endocrinien. Les alternatives identifiées à ce stade sont les suivantes :

[35] http://cerig.efpg.inpg.fr/ICG/Dossiers/Papier_thermique/chapitre_3.htm

[36] Un ruban de transfert thermique est une encre solide destinée à l'impression d'étiquettes dans le domaine industriel et peut s'appliquer sur une grande variété de supports (papier, film, tissus, …).

[37] http://www.azom.com/news.asp?NewsID=23204

Tableau 12. Alternatives au BPA utilisé dans les papiers thermique selon USEPA (2010).

Autres alternatives identifiées

Le Tableau 13 ci-après propose les alternatives au BPA utilisé dans les encres d'impressions et les équipements médicaux.

Tableau 13. Alternatives au BPA utilisé dans les encres d'impressions et les équipements médicaux

Alternatives au TBBP-A

La recherche d'alternatives au TBBP-A a jusqu'à présent été motivée par ses propriétés propres et non par la possibilité d'une dégradation de cette substance en BPA.

D'une façon générale, de nombreux travaux ont essayé d'identifier des alternatives efficaces aux retardateurs de flamme bromés, et présentant un meilleur profil toxicologique et écotoxicologique. Une synthèse des études récentes sur la substitution est proposée par Oko-Institut (2008). Seize retardateurs de flamme non-halogénés y sont comparés et un diagnostic est posé sur chacun d'eux. Les seuls considérés comme potentiellement sans problème par cette synthèse sont les suivants :

• DNP (Resorcinol-bis-diphenyl-phosphate);
• BDP (Bisphenol A diphenyl phosphate), lequel ne pourrait par contre pas être considéré comme acceptable si on cherche à remplacer le TBBP-A à cause de son lien avec le BPA ;
• Triphenyl Phosphate (TPP) ;
• Trioxyde d'Aluminium ;
• Hydroxyde de magnésium.

Ces alternatives ne sont pas à elles seules capables de remplacer le TBBP-A dans toutes ses applications. D'autres substituts sont donc employés, ainsi que des matériaux polymères alternatifs. Parmi ces matériaux alternatifs, certains ne sont pas plus satisfaisants du point de vue du lien avec les Bisphénols (cas du Polyethersulfone).

Globalement, Oko-Institut (2008) considère qu'une substitution à relativement court terme (2 à 3 ans) est possible pour l'ensemble des applications du TBBP-A dans le domaine des applications électriques et électroniques (additives et réactives).

Evaluation environnementale et sanitaires des alternatives proposées par Danish EPA

L'agence de protection de l'environnement Danish EPA (2004) a réalisé une évaluation des composés alternatifs au bisphénol A au sein de l'Union Européenne en 2002. L'évaluation des alternatives possibles est précisée dans la directive 1999/45/EC : la méthodologie d'identification est basée sur les fonctions réalisées par les produits contenant du BPA, puis sur les groupes de substances utilisés pour établir ces fonctions. Les alternatives répertoriées par Danish EPA sont les polyacrylates et les polyesters en alternatives aux résines époxydes ; les polyamides (Nylon 66) en alternative aux polycarbonates ; les polyacrylates et les colophanes polymérisés en alternatives aux polymères utilisés dans les encres d'impression.

D'un point de vue environnemental, les polyesters et polyamides pourraient être des alternatives intéressantes, en fonction toutefois de la substance spécifique de ces groupes de substances chimiques. Les polyesters et polyamides ont des effets moins néfastes que les colophanes polymérisées et les polyacrylates qui pourraient causer des effets dangereux pour l'environnement comme le BPA (Danish EPA, 2004).

D'un point de vue sanitaire, les polyesters et les polyamides pourraient également être une alternative intéressante aux polycarbonates car ils pourraient causer moins d'effets néfastes que le polymère pouvant libérer du BPA. Les polyacrylates peuvent irriter les yeux, le système respiratoire et les colophanes polymérisées peuvent causer une sensibilisation par contact avec la peau. Alors que le BPA est connu pour irriter le système respiratoire, porter

atteinte aux yeux et créer une sensibilisation au contact avec la peau (Danish EPA, 2004). De plus, le BPA est classé perturbateur endocrinien de groupe 1 par la Commission Européenne alors que les alternatives proposées ne présentent pas cette caractéristique (Commission Européenne, 2000). Une nuance est à apporter, nous ne connaissons pas les monomères et additifs de ces alternatives et nous n'avons donc pas apporté des informations quant à leurs éventuelles toxicités.

Cependant, l'étude Danish EPA (2004) porte sur des groupes de polymères. Cette approche est très généraliste et ne réalise donc pas une évaluation spécifique des effets évalués sur l'environnement et la santé humaine de chaque polymère. En effet le groupe polyamide comprend de nombreux polymères (Nylon de type 6, 66, 69, 612, 46, 11 et 12) qui ont chacun leur spécificité.

Evaluation des alternatives proposées par les industriels

Les interrogations sur les effets du BPA sur la santé par les scientifiques, a induit un mouvement d'inquiétude dans la population et a créé un besoin perçu par les industriels (SENAT, 2009). Cette forte demande de la population pour des produits sans BPA, a permis une évolution des matériaux à application médicale, emballages alimentaires et des bouteilles et biberons. Des alternatives sont proposées par les industriels eux mêmes. Ainsi, plusieurs industriels comme « Béaba® » ont décidé de commercialiser une gamme de produits sans BPA. Cependant, les propositions sont souvent très générales ce qui ne nous a pas permis d'évaluer leurs impacts environnementaux et sanitaires. D'après un industriel du secteur des plastiques, une nuance est tout de même à apporter, la demande pour des produits sans BPA a également fait apparaitre des produits qui n'ont jamais contenu de BPA, avec l'appellation « sans BPA ».

Aspects économiques des alternatives

L'évaluation économique des alternatives devrait prendre en compte les coûts de production des polymères et les coûts de mises en œuvre de ces polymères. Par manque d'information, nous nous basons uniquement sur le prix d'achat des polymères, ou sur le prix final du produit fini.

Les prix des polymères sont très variables, en fonction de leur développement et de leurs utilisations. Les prix présentés dans le Tableau 14 ci-dessous ont été évalués à partir d'un

index des prix effectifs du marché en septembre 200938 et des prix des matières recyclées (Plastics Technology, 2010 ; 2009).

Tableau 14. Synthèse des prix approximatifs des polymères en Euro/kg (Plastics Technology, 2010; 2009).  

* Polymères identifiés pouvant contenir du BPA

** synthétisé à partir de Bisphénol S

[38] Plastics Technology : http://www.ptonline.com/dp/pt/resins.cfm

Le prix du polymère influe sur le coût final de l'alternative choisie. Nous n'avons pas d'information concernant le coût de mise en œuvre des polymères alternatifs pour évaluer économiquement et dans leur intégralité ces alternatives.