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[DENOTER] Un tissu polyvalent de décontamination chimique et biologique

Le projet DENOTER, né d'une collaboration entre les laboratoires de recherche LAGEPP et LEM et la PME Ouvry, a permis de développer un nouveau textile de décontamination immédiate efficace contre les agents biologiques et chimiques.

Les sapeurs-pompiers interviennent sur des lieux d’accidents et d’incendies, de catastrophes naturelles ou encore de risques nucléaires. Ils s’exposent à une multitude de produits toxiques d’origine chimique ou biologique, à des particules fines ou encore à des dégâts physiques. Autant de facteurs de risques pour leur santé. En 2010, une étude de l’Institut national pour la sécurité et la santé au travail aux Etats-Unis alertait déjà sur le risque accru de cancer chez les sapeurs-pompiers.

Nous avons tous en tête l’image du sapeur-pompier, dont la combinaison est couverte de suie, après l’intervention. Or, cet habit contaminé constitue un risque pour ces professionnels du feu. En effet, les tenues de protection retiennent un certain nombre de composés volatiles, augmentant les risques d’absorption par inhalation ou par contact avec la peau pour lui mais aussi pour ses pairs. C’est pourquoi la décontamination constitue de plus en plus une étape clé de la prévention des risques.

Dans ce contexte, le projet DENOTER, coordonné par Stéphanie Briançon au Laboratoire d'automatique, génie des procédés et de génie pharmaceutique (LAGEPP - Université Claude Bernard Lyon 1/CNRS), en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire d’écologie microbienne (LEM - Université Claude Bernard Lyon 1/CNRS/INRAE/Vet AgroSup) et la PME Ouvry, a proposé un nouveau procédé prometteur de décontamination chimique et biologique des textiles.

Les méthodes de décontamination actuelles reposent principalement sur l’utilisation de poudres absorbantes - poudres d’argiles - qui vont piéger le produit toxique. Mais reste ensuite à traiter ce déchet, par exemple à l’aide d’eaux de rinçage. Un processus long, nécessitant plusieurs étapes et couteux en ressources. Afin de développer une solution plus simple et facile à développer sur les terrains d’intervention, les scientifiques du projet DENOTER ont mis au point une poudre innovante : plutôt que de piéger les toxiques, celle-ci les transforme en espèces chimiques non-toxiques.
 

Une réaction chimique de surface

L’équipe de Stéphanie Briançon, professeure à l’université Lyon 1, développe depuis plusieurs années au LAGEPP une expertise sur les toxiques chimiques, nourrie de partenariats forts avec des entreprises comme Ouvry et la direction générale des armées – dans le cadre de projets ASTRID (ANR). Leur intérêt s’est notamment porté sur des composés appelés organophosporés, des agents chimiques utilisés dans certains pesticides ou par le passé comme gaz de combat. Pour les dégrader, les scientifiques ont identifié un matériau particulièrement efficace : les oxydes métalliques.

Naturellement présents dans de nombreux minerais, ils réagissent au contact d’organophosphorés au cours d’une réaction chimique de surface. « La réaction d’un oxyde métallique avec un organophosphoré va priver ce dernier d’une liaison chimique. Il en résulte deux espèces moins toxiques, voire non-toxiques » explique Stéphanie Briançon.

En laboratoire, les scientifiques ont testés les capacités de dégradation des oxydes métalliques sur un modèle d’agent toxique, le paraoxon. En effet, de vrais agents toxiques de guerre ne pouvant être simplement utilisés, les chercheurs ont recours à des simulants, des molécules dont les propriétés sont très proches des agents réels tout en étant dénuées de toxicité.

Grâce à l’expertise de l’entreprise Ouvry en matière d’équipements de protection, les chercheurs ont incorporé l’oxyde métallique sous forme de poudre dans un textile de surface. Ses capacités absorbantes permettent de piéger le paraoxon, avant d’être dégradé. Ce dispositif a permis de tester de nombreux oxydes métalliques. Résultat : une particule s’est révélée prometteuse : l’oxyde de magnésium, qui permet une dégradation totale du simulant de toxique.
 

Un dispositif polyvalent

S’appuyant sur le savoir-faire de l’entreprise Ouvry, les chercheurs ont démontré l’efficacité de ce procédé à dégrader le paraoxon sur une grande variété de surfaces, aussi bien des textiles (vêtements de protection) que des polymères ou du verre (matériau des verres de protection par exemple). Mais l’équipe est allée plus loin. En plus de l’efficacité sur des agents chimiques, les chercheurs ont éprouvé ces poudres sur des agents biologiques.

Spécialisés en microbiologie, les chercheurs du laboratoire LEM ont contribué à mettre au point des méthodologies d’études pour évaluer l’effet sur des bactéries ou des virus simulants des agents pathogènes. En interagissant avec la paroi des bactéries, les particules d’oxyde de magnésium pénètrent à l’intérieur de la bactérie, entraînant une mort cellulaire.

Les chercheurs ont testé tout un panel de produits et de conditions en accord avec les exigences de l’industriel, notamment du point de vue de la qualité. « C’était un projet pour lequel nous avions déjà les compétences au laboratoire, mais qui nécessitait de répondre à certaines normes. Nous avons beaucoup réfléchi sur les protocoles et les méthodes afin de répondre aux attentes de l’industriel » explique Veronica Rodriguez Nava, Professeure à L’Université Lyon 1.
 

Une étroite collaboration entre recherche et entreprise

En retour, les microbiologistes ont apporté leurs savoir-faire pour améliorer les procédés au sein de l’entreprise. « En travaillant en étroite interaction, nous avons affiné leur fonctionnement en interne en matière de stockage et de conditionnement des principes actifs entrant dans la composition du tissu » souligne Didier Blaha, Maître de conférence à l’Université Lyon 1.

De la synergie entre recherche fondamentale, appliquée et industrielle, le projet DENOTER a ainsi abouti à une solution innovante pour répondre à une problématique concrète dans le domaine de la décontamination. Les résultats de ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans les équipements de protection, mais également de nouvelles perspectives de recherche. « Ce type de projet permet aussi de mieux connaître les compétences et spécialités au sein d’autres laboratoires. Cela nous donne aussi de nouvelles idées de collaborations qui se concrétiseront peut-être par de futurs projets ensemble » ponctue Stéphanie Briançon.

Contact scientifique :

Stéphanie Briançon, Professeure à l'Université Claude Bernard Lyon 1
mail : stephanie.briancon@univ-lyon1.fr | tel : 04 72 43 18 93
 

Les laboratoires :
Laboratoire d'automatique, génie des procédés et de génie pharmaceutique (LAGEPP - Université Claude Bernard Lyon 1/CNRS)

Laboratoire d’écologie microbienne (LEM - Université Claude Bernard Lyon 1/CNRS/INRAE/Vet AgroSup)
Publié le 1 septembre 2021