DİOXİDE DE TİTANE

Synonyms:
TITANIUM DIOXIDE  ; Dioxide DE TITANE  ; oxyde de titane (IV), TiO2; TiO2; cas 13463-67-7; Cas no:13463-67-7;  Titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; TITANIUM DIOXIDE  ; Dioxide DE TITANE  ; OXYDE DE TİTANE (IV), TİO2; TİO2; CAS 13463-67-7; TITANIUM DIOXIDE  ; Dioxide DE TITANE  ; OXYDE DE TİTANE (IV), TİO2; TİO2; CAS 13463-67-7; CAS NO:13463-67-7;  TİTANİUM DİOXİDE (RUTİLE); TİTANİUM DİOXİDE; TİTANİUM DİOXIDE  ; DİOXYDE DE TİTANE  ; TITANIUM DIOXIDE  ; Dioxide DE TITANE   ; TİTANİUM DİOXIDE  ; DİOXYDE DE TİTANE   ; TİTANİUM DİOXİDE RUTİLE; Tıtanıum Dıoxıde  ; Dıoxyde De Tıtane  ; Oxyde De Titane (Iv), Tio2; Tio2; Cas 13463-67-7; Cas No:13463-67-7;  Titanium Dioxide (Rutile); Titanium Dioxide; Titanium Dioxıde  ; Dioxide De Titane  ; Tıtanıum Dıoxıde  ; Dıoxyde De Tıtane   ; Titanium Dioxıde  ; Dioxide De Titane   ; Titanium Dioxide Rutile; tıtanıum dıoxıde  ; dıoxyde de tıtane  ; oxyde de titane (ıv), tio2; tio2; cas 13463-67-7; cas no:13463-67-7;  titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; titanium dioxıde  ; Dioxide de titane  ;Tıtanıum Dıoxıde  ; Dıoxyde De Tıtane   ; Titanium Dioxıde  ; Dioxide De Titane   ; Titanium Dioxide Rutile; tıtanıum dıoxıde  ; dıoxyde de tıtane  ; oxyde de titane (ıv), tio2; tio2; cas 13463-67-7; cas no:13463-67-7;  titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; titanium dioxıde  ; Dioxide de titane  ; tıtanıum dıoxıde  ; dıoxyde de tıtane   ; titanium dioxıde  ; Dioxide de titane   ; titanium dioxide rutile; TiO2; TiO2; CAS NO:13463-67-7;  TİTANİUM DİOXİDE (RUTİLE); TİTANİUM DİOXİDE; TİTANİUM DİOXIDE  ; DİOXYDE DE TİTANE  ; TITANIUM DIOXIDE  ; Dioxide DE TITANE   ; TİTANİUM DİOXIDE  ; DİOXYDE DE TİTANE   ; TİTANİUM DİOXİDE RUTİLE; Tıtanıum Dıoxıde  ; Dıoxyde De Tıtane  ; Oxyde De Titane (Iv), Tio2; Tio2; Cas 13463-67-7; Cas No:13463-67-7;  Titanium Dioxide (Rutile); Titanium Dioxide; Titanium Dioxıde  ; Dioxide De Titane  ; Tıtanıum Dıoxıde  ; Dıoxyde De Tıtane   ; Titanium Dioxıde  ; Dioxide De Titane   ; Titanium Dioxide Rutile; tıtanıum dıoxıde  ; dıoxyde de tıtane  ; oxyde de titane (ıv), tio2; tio2; cas 13463-67-7; cas no:13463-67-7;  titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; titanium dioxıde  ; Dioxide de titane  ; tıtanıum dıoxıde  ; dıoxyde de tıtane   ; titanium dioxıde  ; Dioxide de titane   ; titanium dioxide rutile; TiO2; TiO2 ; Titanyum dioksit anastaz  ; Titanium dioksit anastaz  ; Titanyum dioksyt anastaz  ; Titanyum dioksit ; di oxyde de titane  ; Dioxide de titane; Dioxide de titan  ; Di Oxyde de titane  ; tıtanıum dıoxıde  ; dıoxyde de tıtane   ; titanium dioxıde  ; Dioxide de titane   ; titanium dioxide rutile; TiO2; TiO2; CAS NO:13463-67-7;   Dıoxyde De Tıtane   ; Titanium Dioxıde  ; Dioxide De Titane   ; Titanium Dioxide Rutile; tıtanıum dıoxıde  ; dıoxyde de tıtane  ; oxyde de titane (ıv), tio2; tio2; cas 13463-67-7; cas no:13463-67-7;  titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; titanium dioxıde  ; Dioxide de titane  ; tıtanıum dıoxıde  ; dıoxyde de tıtane   ; titanium dioxıde  ; Dioxide de titane   ; titanium dioxide rutile; TiO2; TiO2 ; Titanyum dioksit anastaz  ; Titanium dioksit anastaz  ; Titanyum dioksyt anastaz  ; Titanyum dioksit ; di oxyde de titane  ; Dioxide de titane; Dioxide de titan  ; Di Oxyde de titane  ; Dioxyde de titane; dioxyde de titan; Titanyum Dioksit; Titanium Dioksit; Titanyum Diyoksit
 

DİOXİDE DE TİTANE    

Dioxyde de titane
Image illustrative de l’article Dioxyde de titane
Oxyde de titane
Identification
Nom UICPA    Dioxyde de titane
Synonymes    
C.I. 77891
C.I. Pigment White 6

No CAS    13463-67-7 (rutile), 1317-70-0 (anatase)
No ECHA    100.033.327
No CE    236-675-5
PubChem    26042 [archive]
No E    E171
SMILES    
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InChI    
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Apparence    poudre cristalline incolore à blanche.
Propriétés chimiques
Formule brute    TiO2
Masse molaire1    79,866 ± 0,002 g/mol
O 40,07 %, Ti 59,93 %,
Propriétés physiques
T° fusion    1 855 °C
T° ébullition    2 500 à 3 000 °C
Solubilité    Peu sol dans HF,
HNO3 concentré,
H2SO4 concentré.
Insol dans l'eau,
dans HCl, HNO3 dilué,
H2SO4 dilué
Masse volumique    3,9–4,3 g cm−3

Le dioxyde de titane ou oxyde de titane (IV) est un composé d'oxygène et de titane de formule TiO2 présent dans la nature, et fabriqué industriellement.

Le dioxyde de titane est le pigment blanc PW6 du Colour Index, utilisé aussi fréquemment comme opacifiant pour les peintures et de nombreux autres produits.

Le dioxyde de titane est un photocatalyseur de réactions chimiques utilisées dans la dépollution. Non toxique, il pourrait être nuisible aux organismes vivants sous sa forme nanoparticulaire, utilisée notamment pour des crèmes solaires. Il est autorisé dans les cosmétiques et dans les aliments, sauf en France où il est interdit pour un an dans les denrées alimentaires à compter du 1er janvier 20206.

Polymorphes
Anatase
Article détaillé : anatase.
L'anatase est un minéral tétragonal, à groupe d'espace I41/amd, ayant pour paramètres de maille7,8 :

a = 3,785 2 Å ;
c = 9,513 9 Å.
Elle a une densité théorique de 3,893. Chauffée au-delà de 700 °C, elle se transforme en rutile.

L'anatase fut isolée pour la première fois en 1791 par le révérend William Gregor dans le sable noir du Devon (Angleterre). En 1795, Martin Klaproth remarqua que ce produit était similaire aux traces que l'on trouvait dans le rutile.

Le brevet de fabrication industrielle fut déposé en 1917. La présence d'anatase est un des éléments que Walter Mac Crone utilisa pour démontrer que la carte du Vinland serait un faux document.

Brookite
Article détaillé : brookite.
De structure orthorhombique, groupe d'espace Pcab, ses paramètres de maille sont9,10 :

a = 5,455 8 Å ;
b = 9,181 9 Å ;
c = 5,142 9 Å.
Elle a une densité théorique de 4,120 et une densité généralement mesurée de 4,140.

Rutile
Article détaillé : rutile.
C'est un système réticulaire tétragonal, à groupe d'espace P 4/mnm ayant pour paramètres de maille11,12:

a = 4,593 3 Å ;
c = 2,959 2 Å.
Il a une densité théorique de 4,250 mais la densité généralement mesurée est de 4,230.

Autres polymorphes
TiO2 α
De structure rhomboédrique, ses paramètres de maille sont13,14 :

a = 0,513 3 Å ;
c = 0,136 1 Å ;
Elle a une densité théorique de 3,757 et une densité généralement mesurée de 3,640.

TiO2 β
De structure monoclinique, ses paramètres de maille sont15,16 :

a = 12,163 Å ;
b = 3,735 Å ;
c = 6,513 Å ;
β = 107,29°
Elle a une densité théorique de 1,538 et une densité généralement mesurée de 4,6.

Production
graphe temporel par procédé, avec et sans la production chinoise
Évolution de la production mondiale de dioxyde de titane.
Les minerais extraits ont une teneur en TiO2 allant de 45 % (ilménites) à 95 % (rutiles). Disposant des plus gros gisements, l'Afrique du Sud et l'Australie assurent environ la moitié de l'extraction mondiale de minerai17.

On distingue deux procédés : le procédé au sulfate (de) destiné à la transformation des ilménites, et le procédé au chlore (de), transformant les rutiles, mais aussi les ilménites après une étape de transformation préalable. La forte croissance de la production chinoise a relancé le procédé au sulfate17.

En 2014, la consommation mondiale de dioxyde de titane atteint 5,5 millions de tonnes, soit plus du double de ce qu'elle était en 1980 (2,1 millions de tonnes environ). Les principaux producteurs mondiaux sont des entreprises chinoises et des multinationales comme Chemours, Huntsman, Cristal-MCH, Kronos International (de) et Tronox (en)17.

La demande et la production augmentaient assez linéairement jusqu'en 2017 où un incendie survenu en janvier dans une usine finlandaise Huntsman de Poti (Finlande) qui produisant 130 000 t/an, va provisoirement priver l'Europe de 10 % environ de ses approvisionnements. Le propriétaire a néanmoins confirmé le 17 mars 2017 un plan de fermeture de l'usine Tioxide-Calais, préparé depuis 201518.

Applications
Pigment
Le blanc de titane, Pigment White 6 (PW6) ou CI 77891 du Colour Index, est utilisé pur comme pigment blanc et comme opacifiant. Le dioxyde de titane pigmentaire est généralement soumis à des traitements de surface destinés à améliorer certaines caractéristiques en vue d'un usage particulier. Ils consistent à revêtir chaque particule d'un produit organique ou minéral. On cherche notamment à améliorer ou à réduire l'hydrophilie, ou la résistance aux intempéries19.

Le pouvoir opacifiant d'un pigment blanc augmente avec l'indice de réfraction et la grosseur des particules. De tous les pigments blancs, le dioxyde de titane rutile a l'indice de réfraction le plus élevé, à 2,70. On peut donc préparer des pigments opaques au dioxyde de titane avec des particules plus fines qu'avec les autres substances (oxyde de zinc, lithopone, sulfate de baryum). On peut cependant fabriquer des pigments dioxyde de titane transparents, avec des particules de 20 à 50 nm. Ils servent comme absorbants d'ultraviolet dans des cosmétiques ou pour la protection des bois, ou comme pigments opalescents. La taille optimale de la particule d'oxyde de titane d'un pigment blanc couvrant est de 200 à 240 nm. L'impression de blancheur dépend aussi de la taille des particules, les particules les plus fines diffusant plus de bleu. Par un phénomène d'azurage, un pigment peut sembler plus blanc, même si son pouvoir réfléchissant global est moindre. La forme anatase réfléchit nettement plus dans le bleu que la forme rutile, et elle est livrée avec des particules plus fines20.

Le dioxyde de titane peut entrer comme pigment dans la composition de peintures et de toutes sortes de substances :

papier ;
plastiques ;
céramiques ;
médicaments ;
dentifrices ;
chewing-gums ;
fromage industriel ;
pâtisserie ;
confiserie ;
crème solaire ;
cosmétiques
etc.
Catalyseur
La cristallinité et la dimension particulaire du dioxyde de titane peuvent lui conférer une activité photocatalytique.

La forme anatase est seulement active dans la photocatalyse ayant une séparation de bandes (énergie de gap) de 3,2 eV. Hombikat UV-100 TiO2 se compose de la forme anatase pure et ses particules ont une superficie de PARI d'environ 186 m2 g-1 (en appliquant la théorie Brunauer, Emmett et Teller de l'adsorption des gaz pour la détermination de l'isotherme d'adsorption). Cependant, la majorité des investigations a été effectuée en utilisant Degussa P-25 TiO2. Ce matériau se compose de 80% d'anatase et 20% de rutile et a une surface spécifique de BET d'environ 55 m2 g-1. Le diamètre de ses particules se situe habituellement entre 25 nm et 35 nm[réf. nécessaire].

On peut utiliser ce dioxyde pour :

catalyser la dégradation de pesticides contenus dans l'eau, sous l'action des ultraviolets21 ;
catalyser l'oxydation de NO2 (polluant issu des pots d'échappement) en NO3 (nitrates), par exemple, en l'introduisant dans l'enrobé routier22 ;
associé à du platine, réduire sous l'action des ultraviolets du dioxyde de carbone dissous dans de l'eau en méthane avec émission de monoxyde de carbone23.
Toxicité et écotoxicité

Faisceaux de nanotubes de dioxyde de titane (TiO2).
Le dioxyde de titane n'est pas chimiquement toxique24.

Comme pour la plupart des pulvérulents, les poussières de dioxyde de titane, de dimension micrométrique, sont source d'irritation oculaire et des voies respiratoires (irritation mécanique). Cet effet implique des dispositifs de protection, notamment pour l'emploi du pigment en poudre dans la préparation des peintures.

Les propriétés optiques et catalytiques du dioxyde de titane le font utiliser de plus en plus aux échelles nanométriques. Des études de toxicité et d'écotoxicité ont mis en cause les nanoparticules de dioxyde de titane. Des effets inflammatoires semblent possibles25. Le TiO2 ne semble pas allergène sur la couche supérieure de la peau, mais chez la souris, « indépendamment de la taille des particules » il peut potentialiser un autre allergène26. Depuis la fin du xxe siècle le degré de toxicité, cancérogénicité et génotoxicité des nanoparticules en général est discuté, enrobées ou non. L'écotoxicité des formes nanométriques est en outre encore mal connue27, n'ayant été étudiée qu'en laboratoire sur quelques animaux et plantes (microalgues ; Pseudokirchneriella subcapitata28), car ces nanoparticules ne sont diffusées dans l'environnement que depuis peu de temps (le dioxyde de titane est industriellement produit dès 1946, mais ses formes nanoparticulaires ne le sont que depuis les dernières années du xxe siècle29).

En avril 2017, un porte parole des Amis de la Terre, Jeremy Tager, conclut, d'après deux études relues par des pairs, qu'il existe maintenant des preuves de risques sérieux pour la santé en cas d'ingestion et que, de ce fait, l'usage de nanodioxyde de titane devrait être interdit dans les aliments30.

La généralisation de l'utilisation de nanoparticules de dioxyde de titane (nano-TiO2) dans de très nombreux usages industriels dans le monde et la libération de ces nanomolécules à partir de déchets ou lors d'accidents peut conduire à une contamination importante de l'environnement par du nano-TiO2, et notamment dans les écosystèmes aquatiques qui sont l'exutoire naturel du ruissellement et des égouts et rejets de nombreux effluents industriels31. Sa génotoxicité a notamment été évaluée sur le Tilapia du Nil (déjà utilisé comme bio-indicateur pour d'autres évaluation d'effets toxiques)31. Après avoir été exposé 21 jours à divers taux de nano-TiO2 de moins de 25 nm (0,1 mg/L, 0,5 mg/L et 1,0 mg/L) (avec des témoins non exposés), d'éventuels effets génotoxiques ont été évalués hebdomadairement par le test des micronoyaux. Le test des comètes a révélé des lésions de l'ADN dans certains érythrocytes, même au niveau le plus bas d'exposition (0,1 mg/L) (P < 0,05) et l'étude a montré que ce test était plus efficace que le « test du micronoyau » pour détecter des effets génotoxiques sur le Tilapia (Oreochromis niloticus, largement commercialisé dans le monde pour l'alimentation). Les auteurs ont conclu en 2016 que « l'exposition au nano-TiO2 pourrait entraîner des risques génotoxiques pour les populations de poissons dans les plans d'eau contaminés »31.

Cancérogénicité
Le 10 mars 2006, le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé le dioxyde de titane cancérogène possible pour l'humain (catégorie 2 B)32,33,34,35. Dans son rapport de 201136, l'ANSM indique que, chez le rat, l'exposition par inhalation à de fortes doses de TiO2 favorise l'apparition du cancer, par un effet indirect de stress oxydant génotoxique. Elle note que ces résultats ne sont pas transposables aux cosmétiques, car dans ce dernier cas, l'exposition est cutanée.

Génotoxicité
Sous cette forme, les tests in vitro montrent une toxicité cellulaire de type inflammatoire (stress oxydant) due − comme cela semble être toujours le cas chez les nanoparticules intéressantes comme catalyseur − à une réactivité de surface augmentée. Une génotoxicité a aussi été observée par de « nombreuses études36 ». On suppose que cet effet provient de « la génération de dérivés réactifs de l'oxygène (DRO) capables d’endommager l’ADN par exemple chez la souris37 » (en présence et en l’absence de lumière UV)36. Cet effet a été observé pour plusieurs molécules nanoparticulaires différentes36. Pour le TiO2, s'ajoutent des « propriétés photocatalytiques (propriétés susceptibles de générer des ERO (espèces réactives de l'oxygène) après exposition aux rayonnements UV) qui seraient aussi impliquées dans la génotoxicité des nanoparticules »36. Pour limiter ce risque, certains fabricants de crèmes solaires utilisent des nanoparticules de TiO2 enrobées dans des substances organiques (alcoxy titanates, silanes, méthyl polysiloxanes) et inorganiques (alumine, silice et zircon)36. Celles-ci peuvent en outre être dopées pour atténuer les effets des ERO et des « systèmes antioxydants » (par exemple, alpha-tocophérol (vitamine E) ou acide ascorbique (vitamine C) ou bêta-carotène38) sont parfois inclus dans la formulation36.
La forme cristalline anatase du TiO2 est photo-instable et donc peu utilisée dans les cosmétiques, au profit d'une forme rutile ou d'un mélange anatase/rutile plus stable à la lumière36. Cependant, une étude a conclu que ce mélange est plus réactif que les formes cristallines anatase et rutile seules 39.
Selon Landsiedel et al. (2010) les nanoparticules « enrobées », maintenant les plus utilisées dans les cosmétiques solaires, ne se montrent pas directement génotoxiques dans les tests36, mais les résidus de crème perdus dans l'eau au lavage, ou lors des baignades peuvent faire de ces molécules des contaminants environnementaux..

Une étude de 2016 a montré chez le Tilapia (Oreochromis niloticus) que 21 jours d'exposition à une faible doses de nano-TiO2 dans l'eau entraîne un risque génotoxique pour les poissons de cette espèce31.

Cinétique dans l'organisme
Elle est encore mal connue, mais l'INRA a montré, en 2017 chez le rat, que l'E171 peut franchir la barrière intestinale et se retrouver dans le sang, puis s'accumuler dans certains organes (foie notamment) et déclencher des « troubles du système immunitaire ». Après 100 jours d'exposition orale à du TiO2, près de 50% des rats présentaient des lésions pré-cancéreuses du côlon. « De plus, le E171 accélère le développement de lésions induites expérimentalement avant exposition ». Les aliments donnés aux rats en contenaient 10 mg par kilogramme de poids corporel et par jour, soit une dose proche de l’exposition alimentaire humaine telle qu'évaluée par l’European Food Safety Agency, en septembre 2016 40. L'INRA a conclu qu'une exposition orale chronique induit et promeut des stades précoces de la cancérogenèse colorectale ; « sans toutefois permettre d’extrapoler ces conclusions à l’Homme ». Les toxicologues et écotoxicologues craignent que le TiO2 puisse traverser plusieurs barrières biologiques, voire s'accumuler dans certains organes-cibles (cytoplasme cellulaire), faute d'élimination suffisante par le rein. Ils craignent que le TiO2 ayant pénétré les cellules ne lèse leur ADN (phénomène observé in vitro) avec des effets à long terme sur l'individu ou sa descendance41.

Lors du nanoforum organisé par le CNAM en 2007, la représentante de l'Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé (AFSSAPS)42 a dit craindre :

des maladies auto-immunes ;
une accumulation dans le foie (l'un des organes de détoxication des métaux) ;
des accidents graves avec des produits d’écho-contraste.
Une étude de 2017 a montré que, chez le rat, le TiO2 passe la barrière intestinale43.

Passage transcutané du TiO2 nanoparticulaire
Du fait d'un usage fréquent dans les crèmes solaires, se pose la question du passage transcutané du TiO2 nanoparticulaire, bien que l'inhalation ou l'ingestion soient aussi à explorer, notamment pour les crèmes solaires proposées en vaporisateurs.

Les premières études publiées concernant l'application (in vitro et ex vivo) sur peau animale et peau humaine laissaient penser que les nanoparticules de TiO2 ne pénétraient que les couches externes de la peau (la couche cornée et l'infundibulum pilosébacé), mais ces études n'étaient pas représentatives de l'exposition réelle (étude trop courtes, de 72 heures au maximum, utilisant des particules insuffisamment caractérisées en termes de « taille, forme cristalline, enrobage, etc. », voire sans protocoles standardisés ni validés, ou ne respectant pas les recommandations du Comité scientifique pour la sécurité des consommateurs (CSSC) ou de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE).

Puis une étude44 publiée en 2010 a confirmé la présence (élevée dans ce cas) de nanoparticules de TiO2 (enrobées et non enrobées) et de particules de TiO2 submicroniques (300–500 nm) dans la couche cornée et moindrement (« quelques particules isolées » de TiO2 dans le derme pour les animaux traités avec les trois types de particules. Des « quantités statistiquement significatives de TiO2 » ont aussi été trouvées dans le ganglion inguinal gauche du groupe traité par des nanoparticules de TiO2 non enrobées et dans le ganglion inguinal droit du groupe traité par des particules de TiO2 submicroniques (300–500 nm). Les animaux ayant servi au test étaient des mini-porcs. L'application de crème était répétée « 4 fois par jour, 5 jours par semaine durant 22 jours ». Cette étude est considérée par l'Afssaps en 2011 comme la plus représentative des vraies conditions d'exposition. Une pénétration et une dispersion dans l'organisme semblent donc possibles chez l'humain (dont la peau est réputée fonctionner d'une manière proche de celle du mini-porc), au moins à partir des régions où la peau est la plus fine et perméable, et pour les cas où le TiO2 n'est pas sous forme « enrobée ». L'étude présente néanmoins un biais. Elle est faite sur des animaux adultes (peau plus épaisse) et à peau saine et non lésée. Elle ne permet pas de savoir si le comportement des nanoparticules est le même sur une peau de bébé ou d'enfant, ou sur une peau lésée par un coup de soleil, en train de peler, ou après une longue exposition aux UV, ou à la suite de lésions « de nature pathologique ou d'origine exogène » (par exemple, eczéma, psoriasis45, impétigo, allergie, dermatite atopique26). Selon l'Afssaps, « il est probable que toute lésion de la peau de nature pathologique ou d’origine exogène puisse favoriser l’absorption des nanoparticules. Par ailleurs, il a été observé dans quelques études impliquant des nanoparticules autres que les nanoparticules de TiO2 et de ZnO (par exemple les quantums dots et les fullerènes), qu’il pouvait exister un impact des effets mécaniques (par exemple flexion de la peau) sur la pénétration cutanée »46.

Sur une peau saine (chez le porc) les nanoparticules ne semblent pas pénétrer la peau en profondeur, mais on en retrouve dans le tissu lymphatique (ganglions), ce qui laisse penser qu'une certaine diffusion systémique existe44.

Cinétique dans l'organisme, nanotoxicologie
Récemment (en 2011), des chercheurs du CEA47 et de l’Université Joseph Fourier48 ont montré que, in vitro, des nanoparticules de dioxyde de titane (nano-TiO2) altèrent l'intégrité de la barrière hémato-encéphalique (BHE, vitale pour la protection du cerveau) ; les nano-TiO2 s'accumulent dans l'endothélium de la BHE, y causant une inflammation qui aboutit à une rupture de la barrière. De plus, ces particules semblent inhiber la fonction réparatrice des P-glycoprotéines (protéines jouant un rôle majeur dans la détoxication d'organes vitaux dont le cerveau49,50).

Diffusion dans l'environnement et écotoxicité suspectée
Du dioxyde de titane sous forme nanoparticulaire a été retrouvé dans les années 2010 dans plusieurs types de friandises et de produits alimentaires courants. L'ONG Agir pour l'environnement (2016) puis 60 millions de consommateurs (2017) ont attiré l'attention sur l'absence de mention de la forme nanoparticulaire de cet additif sur l'étiquetage alors que certaines associations la suspectent d'être potentiellement cancérigène51.

Du dioxyde de titane est diffusé dans l'environnement, en particulier dans l'environnement marin sous forme de déchets industriels déversés dans les cours d'eau ou directement en mer, comme en mer du Nord où il est suspecté d'être responsable ou coresponsable de tumeurs de la peau (hyperplasie de l'épiderme/papillome) chez certains poissons (poissons plats notamment). Une étude a comparé quelques maladies (hyperplasies, papillomes, lymphocystoses, nodules hépatiques (tumeurs pré-néoplasiques et néoplasiques), infections/parasitoses dues aux protozoaires Glugea sp.) de la limande dans 5 sites côtiers néerlandais, au printemps des années 1986 à 1988. L'un des sites est une zone de rejet offshore industriel de dioxyde de titane et d'acide, l'autre est dans une zone d'influence estuarienne polluée (entre autres par du titane) alors que les 3 autres ont été choisis comme référence. Les résultats montrent « une forte et constante prévalence de l'hyperplasie de l'épiderme et des papillomes chez la limande dans les des deux sites ayant reçu du dioxyde de titane, par rapport aux autres sites ». De même, les hyperplasies, papillomes épidermiques et lymphocystoses étaient statistiquement significativement associés et la présence de nodules hépatiques (le foie est avec le rein le principal organe impliqué dans la détoxication). Les auteurs ont noté que les lymphocysoses étaient plus fréquents en pleine mer que près des côtes, au contraire des Glugea plus fréquents au large. Les données de prévalence de ces maladies plaident pour une relation de cause à effet entre titane et hyperplasie de l'épiderme / papillome, mais pour les autres maladies, l'interprétation des données est compliquée par la complexité des apports fluviaux et des effets de dispersion spatiotemporelle des déchets immergés52.

La diffusion de nanoparticules de titane dans l'eau se fait aussi par les crèmes solaires trouvées sur le sable et surtout à la surface de la mer, ou des eaux douces de baignades de plein air en été. Les eaux de bains, douches, lessive peuvent en contenir aussi quand le lavage concerne une peau ou des vêtements ou serviettes de bain. L'incinération des restes de tubes de cosmétiques en crème ou bombe-spray est une autre source possible (dans l'air cette fois). Des industriels (cimenteries, fabricants d'enduits et peintures, papeteries) proposent d'utiliser ou utilisent déjà des particules nanométriques de dioxyde de titane comme catalyseur épurateur des COV et NOx émis par les véhicules dans l'air. Ces particules pourraient, par exemple, être intégrées dans les murs de béton lors de leur fabrication, ou dans certains matériaux routiers (enrobé, mur anti-bruit…).

Une controverse existe sur le risque que ces nanoparticules (TiO2) puissent quitter le substrat (routier, en particulier, au fur et à mesure de l'usure du matériau) pour pénétrer les organismes vivants et en affecter la santé :

Les toxicologues estiment généralement que ce TiO2 ne serait plus présent sous sa forme nanométrique dans la structure « poreuse » du ciment contenant du TiO2, car il y forme des agglomérats stables 41.
Des toxicologues se disant indépendants, Mme Francelyne Marano de l'Université Paris-7 et M. Jorge Boczkowski de l'Inserm, considèrent qu'une activité photocatalytique significative, motif de l'ajout de dioxyde de titane, implique que les gaz qui circulent dans le matériau ou au contact de surfaces microporeuses accèdent à ces nanoparticules. Or cette réactivité est ce qui rend ces particules pathogènes pour la cellule, éventuellement au sein d'agglomérats qui ne peuvent donc pas être denses, stables et solides41.
La question de la toxicité des produits de dégradation se pose aussi. La réaction transforme l'alcool en formaldéhyde, l'oxyde d'azote en nitrates déjà trop présents dans notre environnement eutrophisé. La contamination de l'eau, de l'air et des sols par la bioturbation peut avoir des conséquences immédiates et différées41.
En Europe
L'Autorité européenne de sécurité des aliments (AESA) conclut en septembre 2016 que « les données disponibles ne font pas apparaître de danger pour les consommateurs », tout en recommandant des études complémentaires à propos des effets sur le système reproducteur permettant d’établir une dose journalière admissible53.

Le Comité scientifique européen pour la sécurité des consommateurs54 a demandé des compléments d'information (en cours d’étude) sur les impacts de la forme nanoparticulaire du TiO2.

Les enfants (peau plus fine, plus perméable, plus sensible aux coups de soleil) seraient particulièrement sensibles aux effets du dioxyde de titane. L'Autorité européenne de sécurité des aliments (AESA) et l'Agence française de sécurité sanitaire, de l'environnement et du travail (AFSSET), conseillent d'éviter les crèmes solaires contenant du dioxyde de titane chez les enfants en bas âge55.

En Suisse, pays membre de l'AELE, le dioxyde de titane n'est pas interdit, mais devra figurer sur les emballages en 202156. Cette obligation de déclarer cet additif entrera en vigueur avec l'obligation de déclarer les nanomatériaux, donc les objets inférieurs à 100 nm (10−9 m)57. L’indication de la présence de nanoparticules dans la composition est obligatoire depuis le 1er mai 2017, tout domaine confondu (cosmétique, alimentaire, médicament, etc.), et les fabricants ont 4 ans pour s'adapter à cette exigence, y compris pour le TiO258.

En France
La Commission de cosmétologie de l'Afssaps a pris connaissance des « études disponibles » sur la pénétration cutanée, la génotoxicité et la cancérogenèse du TiO2 et du ZnO sous forme nanoparticulaire, et a produit un « rapport d’évaluation du risque », réalisé sur la base de données fournies par les fabricants représentés par la Fédération des industries de la parfumerie (FEBEA), et l'association de la filière cosmétique (COSMED)36 (mais l’Afssaps n'a pas pu obtenir certaines données : « elle a demandé à la FEBEA, par courrier datant du 22 janvier 2009 de lui transmettre les études réalisées par le COLIPA, l’association européenne des industries cosmétiques, sur le TiO2, à la suite de la demande du Comité scientifique pour la sécurité des consommateurs (CSSC)2. La FEBEA a répondu à cette demande le 25 février 2009, en précisant que les études demandées par le CSSC n’étaient pas en sa possession » 59. Le rapport a été rendu public en 201136.

L'Afssaps, saisie par la Direction générale de la santé (DGS), a recommandé d’éviter les crèmes solaires contenant « des nanoparticules de dioxyde de titane (autorisé comme « filtres UV inorganiques » jusqu'à 25 % max du filtre UV60) et d’oxyde de zinc en tant que filtres ultraviolets » sur… les coups de soleil, sur le visage ou dans des locaux fermés quand il s’agit de sprays61.

En 2011, alors que l'obligation d'étiquetage prévue par la Loi Grenelle 2 n'est pas encore en place, et que les nanoparticules ne font l'objet d'aucune autorisation préalable à la mise sur le marché, Olivier Toma, président du Comité pour le développement durable en santé, le C2DS, alerte sur les risques potentiels du dioxyde de titane (TiO2). Bien que classé (en février 2006) en catégorie 2B, c’est-à-dire comme « potentiellement cancérigène pour l’homme » par le Centre international de recherche sur le cancer, il est déjà utilisé, notamment comme photo-catalyseur désinfectant dans des établissements de santé, dans les matériaux dits commercialement « auto-nettoyants » ou « sans entretien », capables, selon les fabricants, de durablement détruire les germes entrant en contact avec le matériau62. Selon Olivier Toma, il n’est pas encore scientifiquement démontré que la photocatalyse en secteur hospitalier apporte une garantie d’asepsie de matériaux contenant du TiO2, et le ministère chargé de la Santé devrait commander des tests sur la photocatalyse pour vérifier ces allégations. Il estime que, au regard des incertitudes sur les risques, les utiliser dans les peintures de couloirs ou salles d'attente est inutile, les infections nosocomiales ne venant pas des murs mais d’autres vecteurs62.

Le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) a montré que le TiO2 nanoparticulaire pouvait altérer la barrière hémato-encéphalique50. Les fiches de données de sécurité (FDS) ou les fiches de déclarations environnementales et sanitaires (FDES) des matériaux de construction sont rédigées par les fabricants suivant des prescriptions normatives. Ces fiches devraient être contrôlées par une autorité sanitaire. Légalement, les déchets de bâtiments comportant ces particules doivent déjà être traités comme des déchets dangereux, avec des risques non évalués pour l’eau, l’air, le sol, les écosystèmes et la santé humaine.

La loi pour l’équilibre des relations commerciales dans le secteur agricole et alimentaire et une alimentation saine et durable, promulguée le 31 octobre 201863, prévoit à l'article 53 que la mise sur le marché de denrées alimentaires contenant du colorant E171 est suspendue par arrêté. L'arrêté du 17 avril 2019 fixe la suspension à 1 an à compter du 1er janvier 2020.

Dioxide de titane    
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Nom du produit: Dioxide de titane    
N ° CAS du Dioxide de titane    : 13463-67-7

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Dioxide de titane    
Description  du Dioxide de titane     :

Le Dioxide de titane   BA01-01 est un pigment en poudre blanche fine, avec une bonne blancheur, un fort pouvoir colorant et un pouvoir couvrant.

Applications  du Dioxide de titane    :

Le Dioxide de titane   BA01-01 est largement utilisé dans de nombreux domaines industriels, tels que le caoutchouc, la peinture, le plastique, le papier et l'encre.

Nom du produit: Dioxide de titane    
N ° CAS du Dioxide de titane    : 13463-67-7
Autre nom du Dioxide de titane    : oxyde de titane (IV), TiO2; O2Ti; 

Dioxide de titane  
Formule du Dioxide de titane    : O2Ti
Poids moléculaire du Dioxide de titane    : 79,866
Norme IUPAC InChI du Dioxide de titane    :
InChI = 1S / 2O.Ti
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Norme IUPAC InChIKey du Dioxide de titane    : GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N
Numéro d'enregistrement CAS du Dioxide de titane    : 13463-67-7
Structure chimique du Dioxide de titane    : O2Ti
Cette structure est également disponible sous forme de fichier 2d Mol ou de fichier SD 3D calculé
La structure 3D peut être visualisée en utilisant Java ou Javascript.
Autres noms du Dioxide de titane    : Dioxide de titane (rutile); le Dioxide de titane
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Informations sur cette page:
Niveaux d'énergie vibratoire et / ou électronique
Références
Remarques
Autres données disponibles:
Données de thermochimie en phase gazeuse
Données de thermochimie en phase condensée
Données énergétiques ioniques en phase gazeuse
Spectre IR

spécification du Dioxide de titane    
Teneur en TiO2 ≥ 94,0%
Teneur en cristaux de rutile du Dioxide de titane     ≥ 98,5%
Revêtement inorganique Alumine, Zircone, Silice
Traitement organique Présent
Poids spécifique du Dioxide de titane     4.1g / cm3
Perte du Dioxide de titane     à 105 ° C ≤ 0,5%
Résidu dans un tamis de 45 µm ≤ 0,01%
Résistivité  du Dioxide de titane    ≥ 80 Ωm
pH du Dioxide de titane     6,0 à 9,0
CIE L du Dioxide de titane     * ≥ 98,0
CIE b  du Dioxide de titane    * ≤ 1,0
Absorption d'huile du Dioxide de titane     ≤ 18g / 100g
Classification  du Dioxide de titane    ISO 591 R2
C.A.S. N °  du Dioxide de titane    : 13463-67-7
Indice de couleur Pigment White 6 (77891)

Application du Dioxide de titane    
1
Revêtements architecturaux intérieurs
2
Revêtements architecturaux extérieurs
3
Revêtements industriels

Dioxide de titane  
Formule du Dioxide de titane    : O2Ti
Poids moléculaire du Dioxide de titane    : 79,866
Norme IUPAC InChI du Dioxide de titane    :
InChI = 1S / 2O.Ti
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Norme IUPAC InChIKey du Dioxide de titane    : GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N
Numéro d'enregistrement CAS du Dioxide de titane    : 13463-67-7
Structure chimique du Dioxide de titane    : O2Ti
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Le Dioxide de titane   BA01-01 est un pigment en poudre blanche fine, avec une bonne blancheur, un fort pouvoir colorant et un pouvoir couvrant.

Applications  du Dioxide de titane    :
Le Dioxide de titane   BA01-01 est largement utilisé dans de nombreux domaines industriels, tels que le caoutchouc, la peinture, le plastique, le papier et l'encre.

Dioxide de titane  
Formule du Dioxide de titane    : O2Ti
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Norme IUPAC InChI du Dioxide de titane    :
InChI = 1S / 2O.Ti
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Numéro d'enregistrement CAS du Dioxide de titane    : 13463-67-7
Structure chimique du Dioxide de titane    : O2Ti
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