Soutenance mémoire
Le règlement REACH
Le règlement REACH (pour « Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of CHemicals ») [17] est entré en vigueur le 1er juin 2007 et constitue le nouveau cadre règlementaire concernant l’enregistrement des produits chimiques au sein de l’Union Européenne. Beaucoup d’informations concernant la mise en œuvre et les procédures de REACH sont disponibles en référence [18] ou sur les sites de différents instituts (INRS [19], ECHA [20]), dont l’INERIS, qui est le service national d’assistance (helpdesk) sur les aspects règlementaires et techniques du texte de REACH [21].
Perception sociétale de la chimie
Les produits chimiques font partie de notre quotidien, qu’ils soient d’origine naturelle ou qu’ils aient été développés par l’homme. Ils font partie intégrante de notre environnement, dans nos maisons, nos vêtements ou encore notre alimentation. Leur présence rend notre quotidien plus agréable, plus simple mais aussi plus sain. Cela dit, il n’en reste pas moins qu’ils peuvent également présenter des risques pour l’homme, les autres êtres vivants et l’environnement dans sa globalité.
Depuis la révolution industrielle du 19ème siècle, les progrès technologiques se sont accélérés, mettant en jeu des moyens de plus en plus importants, avec une aire d’influence aujourd’hui mondiale. Si l’amélioration de la qualité de vie a dominé les débats liés aux progrès issus de la chimie durant les 19ème et 20ème siècles, les préoccupations quant à leurs effets néfastes sur la santé humaine et l’environnement sont peu à peu devenues prépondérantes. Les développements menés dans le domaine militaire n’ont d’ailleurs fait que renforcer cette tendance.
Dès la première guerre mondiale, l’utilisation de gaz de combat à ouvert la voie au développement d’armes chimiques toujours plus terrifiantes d’efficacité. Les accidents chimiques de la deuxième partie du 20ème siècle ont également largement contribué aux craintes au sein de la société. Les catastrophes de Seveso (Italie) en 1976, Bhopal (Inde) en 1984 ou plus récemment l’explosion de l’usine AZF à Toulouse en 2001 sont des exemples des dangers que peuvent engendrer une mauvaise gestion des risques liés aux produits chimiques. Au fil du temps, le terme « chimie » a ainsi été associé aux dangers de toxicité, de pollution, de réactivité incontrôlée et une certaine méfiance s’est développée au sein de l’opinion publique. Cette perception négative a pris peu à peu le pas sur les progrès qu’elle a engendrés. Dans un tel contexte, la gestion des risques chimiques est devenue une préoccupation majeure.
Vers un règlement européen unifié
Pour répondre au retour d’expérience né des accidents au sein de l’industrie chimique, nombre de textes ont été mis en place à l’échelle des états puis au niveau de l’Union Européenne (UE) dès les années 1960, en particulier avec la directive 67/548/CEE concernant la classification, l’emballage et l’étiquetage des substances dangereuses [22]. Mais, malgré les textes européens instaurés au cours du temps, des disparités entre états subsistent. Aussi, la mise en place d’un règlement unifiant les différents textes publiés a été l’occasion d’uniformiser l’application de ces règlements au sein des états membres vers un niveau élevé de protection de la santé et de l’environnement jusque là insuffisant dans certains pays. C’est en avril 1998, au cours d’une réunion des ministres européens de l’environnement des 15 états membres de l’UE à Chester (Royaume-Uni), qu’a été reconnue la nécessité de revoir la politique européenne en matière de produits chimiques. La première étape vers un règlement global européen a ensuite été la publication du « Livre blanc » du 27 février 2001 [23]. Ce document, mis en place par les ministères de l’environnement des 15 états membres de l’UE, ainsi que par quelques 150 responsables politiques, industriels et associatifs issus d’organisations non-gouvernementales, pose les fondations du règlement REACH, tel qu’entré en application au 1er juin 2007. Au final, ce nouveau règlement unique remplace une quarantaine de textes législatifs relatifs aux substances chimiques.
Objectifs et champs d’application
Le règlement REACH vise à améliorer la connaissance des propriétés des substances chimiques qui circulent au sein de l’Union Européenne, qu’elles y soient fabriquées ou importées (à plus d’une tonne par an). Il s’agit ainsi d’assurer la maîtrise des risques liés à leur usage et le cas échéant, à réduire voire interdire l’utilisation des plus préoccupantes. En ce sens, quatre objectifs majeurs peuvent être identifiés :
– Protection de la santé humaine et protection environnementale face aux risques potentiels des substances chimiques ;
– Compétitivité et innovation de l’industrie chimique européenne ;
– Libre circulation des substances sur le marché intérieur de l’Union Européenne ;
– Promotion des méthodes alternatives pour l’évaluation des dangers des substances.
Les champs d’application de ce règlement couvrent à la fois la production, la mise sur le marché et l’utilisation des substances elles-mêmes mais aussi des préparations dans lesquelles on les retrouve. Quelques exceptions restent cependant en marge de ce règlement : substances radioactives, intermédiaires non isolés, polymères, déchets ou encore transport des marchandises dangereuses, pour lesquels les directives en vigueur restent en application.
Les procédures de REACH
REACH est entré en vigueur au 1er juin 2007. A partir de cette date, les procédures liées à ce règlement (enregistrement, évaluation, autorisation des substances chimiques, restrictions applicables à certaines d’entre elles) se sont mises en place.
Pré-enregistrement
Une première phase de pré-enregistrement est intervenue entre le 1er juin et le 1 er décembre 2008. Il s’agissait pour les fabricants et importateurs de pré enregistrer les substances circulant déjà sur le marché. Cela a permis aux déclarants, non seulement de pouvoir enregistrer ces substances ultérieurement mais aussi d’échanger des données afin d’éviter la réalisation d’essais redondants. Au total, ce sont plus de 143 000 substances qui ont été préenregistrées par quelques 65 000 industriels.
Enregistrement et évaluation
Il s’ensuit actuellement la phase proprement dite d’enregistrement des substances existantes produites et importées à plus d’une tonne par an. Les fabricants et importateurs doivent collecter les informations concernant les propriétés des substances afin de déterminer les données de sécurité liées à ces dernières. Pour cela, un dossier d’enregistrement, soumis à l’ECHA, est constitué. Les informations à notifier dans ce dossier comprennent différents éléments tels que :
– l’identité et les coordonnées du producteur ou de l’importateur ;
– le ou les numéros d’enregistrement ;
– l’identité de la ou des substances ;
– la classification de la ou des substances ;
– une brève description de la ou des utilisations de la ou des substances ;
– la fourchette de quantité de la ou des substances.
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Table des matières
Introduction générale
CHAPITRE 1 : Contexte et objectifs
1- Le règlement REACH
1.1- Perception sociétale de la chimie
1.2- Vers un règlement européen unifié
1.3- Objectifs et champs d’application
1.4- Les procédures de REACH
1.5- Le règlement CLP
1.6- Les méthodes alternatives dans REACH
2- Explosibilité
2.1- Définitions
2.2- Evaluation expérimentale des dangers d’explosion
2.3- Modélisation et explosibilité
3- Projet REPLACE pour le développement de méthodes alternatives
CHAPITRE 2 : Bases théoriques
1- Chimie quantique
1.1- Bases de la chimie quantique
1.1.1- Equation de Schrödinger
1.1.2- Approximation de Born-Oppenheimer
1.1.3- Approximation orbitalaire et fonctions de base
1.1.4- Principe variationnel
1.2- Méthode Hartree-Fock
1.2.1- Equations Hartree-Fock
1.2.2- Equations de Roothaan-Hall
1.2.3- Cas des systèmes à couches ouvertes
1.2.4- Limites de la méthode Hartree-Fock
1.3- Méthodes semi-empiriques
1.4- Théorie de la Fonctionnelle de la Densité
1.4.1. Théorèmes de Hohenberg-Kohn
1.4.2. Approche Kohn-Sham
1.4.3. Fonctionnelles d’échange-corrélation
2- Quantitative Structures-Property Relationships
2.1- Principe
2.2- Importance des bases de données
2.3- Descripteurs moléculaires
2.3.1- Descripteurs constitutionnels
2.3.2- Descripteurs topologiques
2.3.3- Descripteurs géométriques
2.3.4- Descripteurs quantiques
2.4- Méthodes d’analyse de données
2.4.1- Régression multi-linéaire
2.4.2- Analyse par composantes principales
2.4.3- Régression aux moindres carrés partiels
2.4.4- Arbre de décision
2.4.5- Sélection des descripteurs
2.4.6- Validation
2.4.7- Domaines d’applicabilité
2.4.8- Interprétation des modèles
CHAPITRE 3 : Prédiction des propriétés explosives des composés nitroaromatiques
1- Méthodologie
1.1- Calcul des descripteurs moléculaires
1.2- Outils d’analyse de données
2- Stabilité thermique
2.1- Généralités
2.2- Travaux antérieurs
2.3- Chaleur de décomposition
2.3.1- Intérêt des descripteurs quantiques
2.3.2- Utilisation d’un jeu de descripteurs étendu
2.3.3- Modèle QSPR pour une base de données étendue
2.3.4- Utilisation d’autres outils de traitement de données
2.4- Température de décomposition
2.5- Bilan
3- Sensibilité à la décharge électrique
3.1- Généralités
3.2- Travaux antérieurs
3.3- Analyse QSPR
3.3.1- Développement du modèle (jeu d’entraînement)
3.3.2- Validation externe et domaine d’applicabilité
3.3.3- Analyse par composantes principales
3.4- Bilan
4- Sensibilité à l’impact
4.1- Généralités
4.2- Travaux antérieurs
4.2.1- Balance en oxygène
4.2.2- Autres descripteurs moléculaires
4.2.3- Régressions multi-linaires (MLR)
4.2.4- Autres approches multi-variables
4.3- Analyse QSPR
4.3.1. Base de données complète
4.3.2. Molécules sans liaison C-H alpha
4.3.3. Molécules avec liaison C-H alpha
4.3.4. Analyse par composantes principales
4.4- Bilan
5- Conclusion
CHAPITRE 4 : Mécanismes de décomposition des composés nitroaromatiques
1- Généralités
2- Méthodologie
3- Décomposition des nitrobenzènes substitués
3.1- Décomposition du nitrobenzène
3.2- Influence des substituants en position para
3.3- Influence des substituants en position méta
3.4- Influence des substituants en position ortho
4- Décomposition des o-nitrotoluènes substitués
4.1- Décomposition de l’o-nitrotoluène
4.2- Influence des substituants sur le carbone 3
4.3- Influence des substituants sur le carbone 4
4.4- Influence des substituants sur le carbone 5
4.5- Influence des substituants sur le carbone 6
5- Conclusion
Conclusion générale
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