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Les fondements 3F

Le concept 3F est simple et repose sur les trois aspects fondamentaux pour assurer l’extinction du feu sans danger.

La réponse apportée pour remplacer ces composants chimiques se trouve dans l’association de tensioactifs et de polymères sur base naturelle et la combinaison synergique de leurs propriétés permettant de décliner une gamme complète d’émulseurs.

ÉMULSEURS

Nous proposons une gamme d’émulseurs en s’assurant que l’utilisateur a la meilleure solution pour son risque.

ÉQUIPEMENTS

Nous offrons un équipement permettant d’appliquer la mousse sur le feu de la façon la plus sûre, la plus efficace et la plus économique.

ENVIRONNEMENT

Une solution complète respectueuse de l’environnement qui, au-delà de la performance et de l’efficacité globale, va éliminer les dégâts environnementaux causés par les émulseurs.

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Une gamme de mousses respectueuses de l’environnement

3F s’est engagé sur la voie des produits sans fluor avec ses additifs de classe A et ses émulseurs polyvalents de classe B. 3F innove et lance en avant-première sur le marché sa gamme SMART FOAM -SF : Emulseurs sans solvants

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Un réseau mondial

Le réseau 3F à travers le monde

3F est une société dirigée par des personnes expérimentées qui ont démontré leur connaissance dans la lutte anti incendie dans les trente dernières années. Grâce à son implantation en Angleterre, à Singapour et au Panama, notre société est capable de répondre rapidement et efficacement aux demandes de nos clients répartis dans le monde entier.

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Actualités

Des AFFF aux F3 : Chimie – Partie 2

Dans cette partie, nous traitons de la chimie impliquée dans la formulation de mousses de classe A pour les combustibles carbonés, et des mousses AFFF de classe B basées sur la chimie du PFOS pour les incendies d’hydrocarbures liquides et de solvants polaires.

Dans la première partie de cette série d’articles, nous avons vu que les mousses anti-incendie AFFF contiennent diverses substances perfluoroalkyl (PFAS); cependant, la mousse anti-incendie n’est qu’une des nombreuses applications des PFAS.
Les PFAS sont utilisés depuis des décennies dans plus de 200 autres applications industrielles et domestiques, telles que l’emballage alimentaire, le traitement du cuir et des textiles, la protection antitaches des tapis et des vêtements, les détergents, l’imperméabilisation à l’eau et à l’huile, les peintures et les vernis, les encres d’imprimerie, le chromage, les vêtements d’extérieur et de protection (EPI) pour les services d’urgence et militaires. Ces substances perfluorées sont largement utilisées car elles offrent une combinaison de propriétés uniques, y compris la capacité de repousser l’eau (hydrophobie), la capacité de repousser les huiles (oléophobie), la capacité de réduire la tension superficielle des solutions aqueuses à moins de 20 dynes/cm et avec elle agissant comme détergents, émulsifiants, agents mouillants et dispersants.

L’OCDE (2021) a récemment clarifié la définition de ce qui constitue un PFAS, tout en reconnaissant, selon Buck et coll. (2011), les éléments suivants :

« Les PFAS sont définies comme des substances fluorées s’ils contiennent au moins un atome perfluoré de carbone de méthyle ou de méthylène (sans atome H/Cl/Br/I attaché à celui-ci),c’est-à-dire, à quelques exceptions près, que tout produit chimique ayant au moins un groupement méthyle perfluoré (–CF3) ou un
groupement méthylène perfluoré (–CF2–) est un PFAS. »

Plus de 800 produits actuellement disponibles sur le marché ont été identifiés, mais la véritable liste des PFAS utilisés dans le commerce et l’industrie est susceptible d’être de 10000 ou plus; la Convention de Stockholm des Nations Unies a répertorié 4700 substances liées au PFOA seul. Les PFAS ont commencé à être fabriqués en grandes quantités au début des années 50. Tous sont anthropiques créés par l’homme à l’aide de la synthèse chimique et ils n’existent pas naturellement. Les produits finaux perfluorés extrêmement stables, résistants aux produits chimiques et à la dégradation dans l’environnement ont longtemps été identifiés comme des « produits chimiques éternels », par exemple par des scientifiques et des journalistes comme Rebecca Renner [« Growing Concern Over Perfluorinated Chemicals » (2001) Environ. Sci. Technol. 35(7) 154A-160A; « The long and the short of perfluorinated replacements » (2006) Environ. Sci. Technol. 40(1) 12-13] or Sharon Lerner writing in the Intercept [« Toxic Chemicals Discovered in Hundreds of Products » Sharon Lerner (The Intercept, décembre 2020)].

Il faut souligner que, bien que les PFAS soient encore communément et incorrectement appelés ‘’contaminants émergents’’, ils sont vraiment devenus des contaminants préoccupants depuis au moins 10 ans et ne devraient plus être qualifiées de ‘’nouveaux’’. D’autre part, la technologie pour traiter les résidus de PFAS est actuellement encore émergente et en développement.

Les mousses anti-incendie sont dites de classe A pour les feux de combustibles carbonés tels que le bois, le papier ou la végétation, agissant comme agents mouillants améliorant la pénétration de l’eau dans les incendies en profondeur et ne contiennent pas de tensioactifs fluorés, seulement des tensioactifs dhydrocarbonés; ou, d’autre part, les mousses de classe B sont spécifiquement formulées pour les hydrocarbures liquides tels que l’essence et les solvants polaires tels que l’éthanol. Les mousses modernes de classe B peuvent contenir soit des tensioactifs fluorés et être capables de formation de film à l’interface air-carburant (AFFF), soit des mousses F3 sans fluor, spécialement formulées contenant uniquement des tensioactifs hydrocarbonés. Il est intéressant de noter que les mousses sans fluor de classe B (F3) peuvent être utilisées efficacement pour les feux de classe A et de classe B, contrairement aux AFFF.

Additifs de classe A pour combustibles carbonés

Les mousses anti-incendie de classe A sont largement utilisées dans le monde entier, en particulier en Australie, en Amérique du Nord et en Europe du Sud, pour les incidents impliquant des combustibles carbonés, par exemple les incendies de bâtiments, les dépôts de plastique et de pneus, ainsi que les prairies et les feux de forêts. Ted Schaefer ,travaillant alors pour 3M Australie à la fin des années 1980, a mis au point l’une des premières mousses efficaces de classe A, ‘’3M Fire-Brake BFFF’’, reconnue en 2001 par l’Académie australienne des sciences technologiques et de l’ingénierie comme l’une des 100 meilleures inventions australiennes du XXe siècle.

Les mousses de classe A se comportent très différemment des AFFF contenant des tensioactifs fluorés, car elles sont spécifiquement formulées pour pénétrer efficacement les combustibles carbonés, tels que la végétation compactée, le papier ou le bois, en utilisant des tensioactifs hydrocarbonés spéciaux, peu différents à voir avec un détergent ménager. Les AFFF avec tensioactifs fluorés, conçus pour l’application en surface sur des incendies d’hydrocarbures liquides ou de solvants polaires, sont loin d’être aussi efficaces pour pénétrer aussi profondément les substrats solides. Il est franchement trompeur d’entendre certains membres de l’industrie affirmer que leurs produits AFFF peuvent être utilisés comme émulseurs de classe A et de classe B.

Mister H: Pénétration avec du Classe A.         Mister F: Impossibilité à pénétrer avec du Classe B AFFF

(Bluteau 2007)

Le comportement différent d’un additif de classe A à base de tensioactifs hydrocarbonés et d’un AFFF fluoré de classe B vis-à-vis d’un combustible carboné peut être mis en scène dans ce dessin utilisé pour la première fois par l’un d’entre nous en 2007. Mister H, une véritable mousse de classe A peut pénétrer dans le carburant carboné en raison de ses caractéristiques de mouillage optimisées ; Mister F, un tensioactif fluoré de base d’AFFF, ne peut pas pénétrer en raison de ses propriétés hydrophobes et oléophobes.

Emulseur AFFF de classe B pour hydrocarbures liquides et solvants polaires

Le premier rapport sur une mousse AFFF, appelée LightWater®, par R.L. Tuve et al, du Laboratoire de recherche navale et de la société 3M, en mars 1964, fait état d’une mousse capable d’éliminer l’évaporation et de former un film à la surface de combustibles inflammables à bas point d’éclair tels que l’essence, et démontre qu’il est 1200% plus efficace que les mousses protéiniques standard dans des conditions identiques.

Les composés utilisés dans les formulations d’émulseurs de 3M appartenaient à la classe générale des dérivés de l’acide perfluorosulfonique, certains étant des sels quaternaires, d’autres étant des alcools, des esters, des sels anioniques d’acides sulfonamido carboxyliques substitués, etc. Tous ces composés sont hydrosolubles, Les fluorocarbures de poids moléculaire élevé ont montré un abaissement de la tension superficielle de l’eau à moins de 20 dynes/cm. En général, ils sont insensibles aux électrolytes et montrent une activité superficielle lorsqu’ils sont dissous dans des solvants organiques.

Le premier brevet pour un AFFF a été accordé à Richard Tuve et Edwin Jablonski en juin 1966 [1], représentant une nouvelle ère dans les émulseurs de lutte contre les incendies qui devait durer 30 à 40 ans jusqu’à ce que la 3M Company Minnesota se retire complètement de la chimie à base de PFOS en mai 2000.

Les informations de la littérature existante dans les brevets donnent un aperçu fascinant des dérivés utilisés dans ces premiers AFFF. Des dérivés du perfluorooctane sulfonamide (PFOSA) et de l’acide perfluorooctane carboxylique (PFOA) ont été utilisés. Comme l’indique le brevet de 1966, ces premières formulations comprennent les sels d’ammonium quaternaire du PFOS et des dérivés amido du PFOA :

C8F17-SO2NH2-(CH3)3N(CH3)3+I

 C7F15-CONH-(CH3)3N(CH3)3+I

un dérivé amphotère du PFOA à base d’aminobétaïne

C7F15-CONH-(CH2)3–N+(CH3)2-CH2-CH2-COO

et le sel de potassium d’un dérivé sulfamide de PFOS

C8F17SO2N(C2H5)-CH2COOK

Le sel de potassium du PFOS sous forme de tensioactif FC-95 a également été utilisé dans les premiers émulseurs.

Il est intéressant de noter que quelques 50 ans plus tard, Barzen-Hanson et al en 2017 [2] du groupe de Jennifer Field à l’Université d’État de l’Oregon a identifié une vaste gamme d’autres dérivés, ou leurs produits de décomposition, impliquant 40 classes différentes dans les anciens AFFF.

Fluoration électrochimique (ECF) – le procédé Simons

La société 3M a annoncé en mai 2000 qu’elle éliminait progressivement la production de tensioactifs fluorés sur base de PFOS et qu’elle se retirait entièrement du marché des émulseurs AFFF, ce qui marquait la fin de la disponibilité des produits Light Water™ et Light Water™ ATC™ (3M Company (2000)). Parmi les autres produits utilisant le PFOS, mentionnons les traitements antitaches ScotchGuard et hydrofuges. On pense que la production de PFOS par la société 3M a complètement cessé vers 2002, étant remplacée par le composé à chaîne plus courte PFBS – C4-, alors que la production de PFOS et de PFHxS se soit poursuivie depuis en Chine et en Inde.

Jusqu’en 2000, le PFOS était fabriqué selon le procédé de fluoration électrochimique ECF de Simons (3M Company, 1999; Ignat’ev et coll., 2009; Sartori et Ignat’ev, 1998). Ce procédé consiste à remplacer les atomes d’hydrogène de l’octyl sulfonate par l’utilisation électrolytique du fluorure d’hydrogène afin de produire du fluorure de perfluorooctane sulfonyle, le PFOSF.

C8H17SO3H + HF ==>> C8F17(C=O)F

Le PFOSF est un fluorure d’acyle hautement réactif qui sert de base à la préparation de dérivés du PFOS comme le sulfonamide PFOSA ou le N-éthyl-PFOSA, par exemple :

C8F17(C=O)F + C2H5NH2 ==>> C8F17(C=O)-NH-C2H5

La production de PFOSF à l’aide de la fluoration électrochimique ECF était, et demeure, un procédé intrinsèquement ‘’sale’’  qui a donné lieu à une vaste gamme d’isomères structuraux, à chaîne droite et ramifiés avec CF-CF3 et C-(CF3).2 chaînes latérales, ainsi que des homologues de longueur de chaîne impaire et uniforme tels que C4 PFBS, C6 PFHxS et C7 PFHpS. Par conséquent, le PFOS de qualité technique a toujours été et continue d’être contaminé par un pourcentage important de PFHxS. De plus, les chaînes perfluoroalkyles du PFOS et du PFHxS peuvent former des hélices gauches ou droites qui donnent des pseudo-racémates qui ont été détectées dans les sérums humains (Wang et al., 2011; Naile et al., 2016; Sasaki et al., 2018).

Citation de la proposition de restriction du PFHxS par l’ECHA (13 juin 2019) :
« … Des sources indiquent que lors de la fabrication de composés perfluorés, un mélange de composés de longueur de chaîne variable se forme habituellement, avec des quantités typiques de PFHxS formées lors de la fabrication de PFOS se situant entre 4 et 14 % (BiPRO, 2018) citant (Ren, 2016). Ces chiffres sont étayés par les mesures de PFHxS dans les produits commerciaux à base de PFOS, à savoir de 3,5 % à 9,8 % dans le FC-95 de 3M (BiPRO, 2018) citant 3M (2015) et de 11,2 % à 14,2 % dans trois produits de Chine (Jiang et al, 2015). La BiPRO note toutefois que la quantité de composant C6 peut être réduite par la purification à différents stades de la chaîne de production… »

L’utilisation du procédé ECF pour produire des acides sulfoniques et carboxyliques perfluorés, tels que les PFOS et PFOA et leurs dérivés, a été résumée par Buck et al [2011], comme indiqué ci-dessous.

 

source: Buck et al (2011)

A suivre dans la partie 3.

Références

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Des AFFF aux F3 : Histoire – Partie 1

La chimie moderne a créé plusieurs centaines de milliers de composés chimiques, que nous rencontrons dans le cadre de notre vie quotidienne. En effet, il serait très difficile de passer une journée sans être en contact avec une classe de molécules – les substances perfluoroalkyles ou PFAS – qui ont été exploitées commercialement depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale au cours des 75 dernières années.

Même si nous pouvions qualifier la chimie comme un miracle de la science, il vaut la peine de savoir que la chimie a été abordée par les Égyptiens 3000 ans avant JC, et a ensuite été étudiée par les Grecs anciens qui ont décrit la combinaison des 5 éléments : terre, air, feu, eau et éther. Cette théorie a été largement acceptée pendant plus de 1000 ans.

La base de la chimie moderne, telle que nous la comprenons maintenant, a été établie au cours des trois cents dernières années. La nature de l’atome, l’identification des composés atomiques, la première synthèse moderne a été réalisée.

En 1906, Frédéric Henri Moissan (1852-1907), chimiste français travaillant à Paris à l’École Supérieure de Pharmacie, isole pour la première fois le fluor élémentaire, F2, une découverte pour laquelle il reçoit le prix Nobel de chimie en 1906. Le fluorure d’hydrogène obtenu à partir du spath fluor avait été identifié par le célèbre chimiste suédois Karl Wilhelm Scheele quelques années plus tôt.
Après la Première Guerre mondiale et au milieu des années 1930, l’industrie chimique allemande connut son apogée, notamment en ce qui concerne les nouveaux colorants synthétiques. La chimie du fluor a commencé à avoir un rôle commercial – un colorant rouge Naphtol AS, utilisé comme couleur rouge officielle du drapeau nazi, et Indanthrene Blue utilisé comme composant de ‘’Flieger Grau’’ ou ‘’Gris Pilote’’, la couleur bleu-gris des uniformes de la Luftwaffe, tous deux contenant un groupement méthyle fluoré CF3 qui aide à prévenir la décoloration. Les sous-traitants travaillant pour DuPont ont produit le premier tissu industriel entièrement synthétique, le nylon polymère. Depuis lors, les chimistes n’ont jamais cessé d’inventer de nouveaux composés !

Lorsque nous pensons aux produits chimiques, il est important de savoir que beaucoup, sinon la plupart des composés synthétiques actuellement disponibles dans le commerce sont produits par l’industrie pétrochimique. Depuis l’invention du moteur à combustion interne, l’essence et les produits pétroliers sont devenus de plus en plus importants pour de nombreuses activités humaines, mais sont associés à un risque élevé d’incendie.
La nature de ce risque a fait ressortir la nécessité de s’attaquer à ces incendies souvent catastrophiques. Au début des années 40, on a mis au point de la mousse protéinique à base de cornes et de sabots, un déchet d’abattoir, pour lutter contre les feux d’hydrocarbures de classe B, par exemple ceux qui impliquent du pétrole, de l’essence, du carburant d’avion et des solvants.
En 1949, la société 3M Minnesota a industrialisé le procédé de fluoration électrochimique -ECF- de Simons pour la fabrication de composés perfluorés -PFC- tels que les amines perfluorées, acides carboxyliques et sulfoniques dans lesquels les hydrogènes de la chaîne alkyle-carbone ont été totalement remplacés par du fluor. Joseph Simons avait découvert le procédé ECF alors qu’il travaillait au Pennsylvania State College dans les années 1930, mais n’a pu publier ses travaux qu’après la Seconde Guerre mondiale car la chimie du fluor était essentielle pour la purification de l’uranium dans le cadre du projet Manhattan.
En 1953, la structure de Scotchgard a été découverte accidentellement par Patsy Sherman et Sam Smith travaillant pour la société 3M en travaillant sur un caoutchouc pour les lignes de carburéacteur. Trois ans plus tard, en 1956, la société 3M lance Scotchguard sur le marché. Ce traitement du tissu, du textile et du cuir est basé sur un dérivé du PFOS contenant du N-éthyl-PFOSA et donne une protection contre les taches d’eau, d’huile et d’autres liquides à la fibre traitée.
Fait intéressant, le N-éthyl-PFOSA, connu sous le nom de sulfluramide, a été développé à l’origine pour tuer les fourmis, les cafards et les termites, et est encore utilisé à ce jour comme insecticide sulfluramide contre les fourmis coupantes de feuilles au Brésil. Le sel de lithium du PFOS a été mis au point pour tuer les guêpes et les frelons, mais il est très toxique pour les abeilles domestiques.

Le PFOS, l’acide perfluorooctane sulfonique et ses dérivés deviennent par la suite cruciaux pour le développement de mousses de formation de film aqueux -AFFF- de classe B efficaces contre les incendies d’hydrocarbures liquides et de solvants.

 

 

 

 

 

 

Figure 1. La structure du PFOS, PerFluoroOctyl Sufonic Acid.

Au cours des années 1960, le laboratoire de recherche navale du département américain de la marine, en collaboration avec la société 3M, a commencé à développer des mousses anti-incendie à base de PFOS. Un brevet pour la mousse anti-incendie AFFF a été délivré en juin 1966 pour l’extinction des incendies d’hydrocarbures liquides.

À la fin des années 60, une série d’incendies majeurs de carburant se produisent à bord des navires de la marine américaine, causant d’importantes pertes de vie et des dommages :
(i) 1966 : USS Oriskany – le feu tue 44 marins.
(ii) 1968 : USS Forrestal – en service actif dans le golfe du Tonkin pendant la guerre du Vietnam, la défaillance et tir accidentel d’une fusée de chasse Zuni sur le pont d’envol de ce super-porte-avions a provoqué un incendie catastrophique de carburant d’aviation qui a coûté la vie à 134 membres d’équipage, en a blessé beaucoup d’autres, détruit près de 50 aéronefs, causé 72 millions de dollars de dommages et laissé le navire inapte au service actif.

1969: USS Enterprise – Un feu à bord tua 28 marins.

Ces incendies majeurs ont incité le département américain de la marine à rendre obligatoire l’utilisation de la mousse anti-incendie AFFF récemment développée, que la société 3M fabriquait pour l’armée américaine.

Les composés perfluorés ont été utilisés avec succès pour créer l’AFFF, et les marques LightWater® et ATC® résistantes à l’alcool à base de PFOS de 3M sont devenues le produit de référence pour les feux d’hydrocarbures des années 1970 jusqu’en mai 2000, lorsque la Société annonça qu’elle éliminait progressivement la chimie des PFOS pôur des considérations environnementales. L’AFFF avait en effet conquis le monde de la lutte contre les incendies et était considérée depuis des décennies comme la réponse ultime pour l’extinction des grands incendies d’hydrocarbures à usage militaire et civil, en particulier par les industries aéronautique et pétrochimique.

Dans les années 70, une technologie alternative a été développée basée sur le processus de télomérisation. Cette technologie a fourni une alternative au procédé ECF et a introduit une nouvelle classe de produits chimiques perfluorés sur le marché. Alors que le procédé ECF produisait principalement du PFOS contaminé par des homologues impairs et même numérotés du PFOS comme le PFHxS (~5‑8 % p/p), perfluorohexane Sulfonic Acid, ainsi que des isomères à chaîne ramifiée, la télomérisation ne produisait que des chaînes carbonées alykes linéaires. La caractéristique des dérivés fluorotélomères est une fraction perfluoroalkyl liée par un groupe de diméthylène -CH2-CH2- à un groupe fonctionnel qui pourrait être négatif (anionique), positif (cationique) ou à la fois négatif et positif (amphotère).
La plupart des mousses anti-incendie AFFF modernes à base de télomères fluorés, connues sous le nom de ‘’mousses C6 pures’’, sont basées sur des dérivés de l’acide sulfonique fluorotélomère 6:2 (6:2FTS), ou un analogue du thioéther, contenant une chaîne de perfluoroakyle C6 liée par -(CH2)2- à un groupe fonctionnel chargé. Le 6:2FTS contient une chaîne de C8 et sa structure est illustrée ci-dessous.
Sa similitude avec le PFOS est claire, mais les groupes de CH2 font en sorte qu’il se comporte très différemment en ce qui concerne son profil de PBT. Toutes les fractions de perfluoroalkyle ou leurs produits de dégradation sont extrêmement persistants sur le plan environnemental (vP)., mais avec un potentiel de bioaccumulation ou de toxicité différent.

Figure 2. Structure du 6:2FTS

Les premiers émulseurs à base de télomères fluorés, cependant, contenaient à la fois 6:2FTS et souvent des quantités substantielles de dérivés 8:2FTS. Il s’agissait d’un problème, car le 8:2FTS pouvait être dégradé en un produit fini stable, l’acide perfluoroctanoïque ou l’PFOA, qui a une toxicité importante. Ce problème a maintenant été essentiellement résolu grâce au Programme ‘’StewardShip PFOA 2010-2015’’ de l’industrie, dont les concentrations résiduelles de PFOA ou de ses précurseurs ont été réduites à moins de 25 parties par milliard (ppb).

Figure 3. 8 : Décomposition du 6:2FTS en PFOA

Des années 1970 à la fin des années 1990, de nombreux fabricants de mousse anti-incendie sont apparus sur le marché, développant et offrant une large gamme de mousses différentes pour les utilisateurs. Il s’agissait notamment de mousses de classe B AFFF, AFFF-AR (résistant à l’alcool), de protéines filmogènes (FFFP) et de protéines fluorées (FP). Des mousses de classe A spécifiquement conçues pour les feux de solides tels que les habitations ou les feux de forêts ont également été développées au cours de cette période.

Le 16 mai 2000, la société 3M a brusquement annoncé la suppression progressive de son activité dans la chimie du fluor –PFOS- , affectant non seulement la production des mousses anti-incendie, mais aussi une large gamme de produits domestiques et commerciaux. Cette annonce était justifiée en ce qui concerne la responsabilité de l’entreprise à l’égard de l’environnement, car il a été confirmé que les substances perfluoroalkyl en C8 (PFAS) fabriquées à l’aide de la technologie ECF représentaient une menace pour l’environnement avec une pollution qui s’était propagée dans le monde entier, affectant un large éventail de compartiments environnementaux ainsi que le biote, y compris l’homme.
Au cours des deux ou trois années suivantes, l’entreprise a cessé toutes les activités liées à la chimie du PFOS, avec un retrait total du marché des mousses de lutte contre les incendies, en proposant – sans succès -un remplacement par une chimie à chaîne plus courte à base de PFBS – perfluorobutyl Sulfonic Acid). Cependant, la production de composants à base de PFOS et du PFHxS à l’aide du procédé ECF se poursuit en Chine et en Inde.
Avec le retrait de 3M et l’élimination progressive de la chimie du PFOS du marché des mousses anti-incendie, d’autres grands fabricants de produits chimiques fluorés PFAS et de mousse anti-incendie ont souligné qu’ils considéraient que la chimie des télomères fluorés était « sûre » et en fait respectueuse de l’environnement, car elle n’avait rien à voir avec la chimie ECF et que les produits ne pouvaient contenir ni PFOS ni PFOA. Le marché des mousses anti-incendie a basculé vers les produits AFFF à base de fluorotélomères au cours des années 2000-2010.

À partir de 2002, un débat animé et parfois acrimonieux a eu lieu entre les fabricants de PFAS et d’AFFF – sous les auspices d’une association commerciale, la Fire Fighting Foam Coalition (FFFC), financés principalement par le lobby de la chimie du fluor – et les fabricants indépendants, en particulier de mousses sans fluor F3, les organismes de réglementation et les experts scientifiques du milieu universitaire. Cette discussion a donné lieu à une série de séminaires internationaux, de conférences ainsi qu’à des centaines de publications dans la littérature évaluée par des pairs sur les conséquences environnementales du remplacement du PFOS par des télomères fluorés. À cette époque, le principal forum international pour discuter des développements de la technologie des mousses anti-incendie s’est avéré être la série de conférences Reebok sur la mousse, tenues à Manchester et à Bolton au Royaume-Uni en 2002, 2004, 2007, 2009 et 2013.

À partir de 2002, un certain nombre de petits fabricants indépendants de mousses ont commencé à offrir des mousses expérimentales de classe B sans fluor d’hydrocarbures liquides -F3- de première génération comme alternatives plus durables pour l’environnement aux mousses contenant des PFAS. Au cours des dix années qui ont suivi, le débat a fait rage grâce aux études scientifiques publiées qui ont conclu que la chimie des télomères représentait une menace pour l’environnement. Les premières formulations de télomères étaient des mélanges de dérivés 6:2 et 8:2. Il a été démontré que le matériau 8:2 est un précurseur potentiel pour la production de PFOA (acide perfluorooctanoïque ou C8) extrêmement persistant dans l’environnement par dégradation, qui est par la suite associée à des effets à long terme sur la santé. À l’époque, cela a été vigoureusement contesté par les représentants de l’industrie chimique du fluor participant aux conférences Reebok.

Toutefois, en raison des pressions exercées par l’EPA des États-Unis, de nombreux grands fabricants de matières premières ont adopté le Programme ‘’stewardship PFOA 2010-2015’’ visant à réduire l’utilisation du PFOA et de ses précurseurs. Les améliorations apportées à la purification des dérivés des télomères fluorés ont permis de réduire le nombre de matières apparentées au PFOA à moins de 25 ppb, ce qui a permis d’obtenir des dérivés des télomères fluorés dits ‘’purs C6’’. Le Programme ‘’Stewardship’’ a mené à un changement dans les formulations de mousse contenant auparavant des télomères fluorés C6/C8 en un substitut dit « drop in » contenant principalement des télomères fluorés C6.
Malheureusement, ce changement n’était pas aussi simple qu’il était censé l’être et les fabricants de mousse ont dû reformuler et augmenter la teneur totale en PFAS C6 pour atteindre une performance similaire à celle des formulations précédentes C6 / C8. Les utilisateurs finaux n’ont même pas été informés de ce changement !

À peu près au même moment, les études scientifiques ont accumulé des preuves que même le C6 hyper-pur n’était PAS une alternative appropriée, mais une « substitution regrettable » et le débat est passé à un autre niveau. 2015 a marqué un changement radical dans le débat sur les PFAS. L’industrie de la chimie du fluor et les organismes de réglementation n’ont plus nié la toxicité du PFOA et la question a été portée à l’attention du public par des journalistes scientifiques.

Une série de déclarations publiques signées par des scientifiques du monde entier – la Déclaration d’Helsingør 2014, la Déclaration de Madrid 2014 et la Déclaration de Zürich 2018 – ont soulevé des préoccupations concernant l’utilisation continue des PFAS et en tant que principaux polluants planétaires et leur impact à long terme sur l’environnement. Une publication majeure en 2020 a suggéré que tous les PFAS soient traités comme une seule classe chimique en raison de leurs problèmes environnementaux communs plutôt que comme des produits chimiques individuels.

La Convention de Stockholm des Nations Unies et son Comité d’examen des polluants organiques persistants (CEPOP) ont ajouté le PFOS, le PFHxS et le PFOA aux annexes appropriées interdisant ou limitant leur utilisation (2018-2022).

Des pays tels que l’Allemagne et la Norvège, ou des États individuels tels que le Queensland en Australie, ont été à l’avant-garde de la réglementation de l’utilisation des PFAS, en particulier pour une utilisation hautement dispersive comme les mousses anti-incendie.

Certains pays n’attendent pas les décisions de l’ONU pour réglementer l’utilisation des PFAS. En Europe, le PFOS est interdit depuis 2011 et le PFOA depuis 2018; les discussions en cours visent à arrêter complètement l’utilisation de tous les PFAS avec des carbones C4 à C20 avec pour date limite 2025 ; en prévision de ces restrictions, de nombreuses industries adoptent la technologie sans fluor. Aux États-Unis, le changement est principalement poussé par le coût des litiges avec des milliers de procès en cours contre l’industrie chimique du fluor et les fabricants de mousse.

À suivre dans la partie 2

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À propos des auteurs : Dr Thierry BLUTEAU et Dr Roger A. Klein

Dr Thierry BLUTEAU

Directeur – 3F Americas – Panamá

Le Dr. Thierry BLUTEAU, de nationalité française, a fait ses études à l’Université de Paris XI, ou il obtenu un Master en Biochimie et un Doctorat en Pharmacochimie.

En fin d’études en 1983, il est nommé Professeur de Biologie au Lycée français de Montevideo en Uruguay pour deux ans.

Il démarre dans l’industrie anti incendie en 1992, où il occupe la fonction de Directeur Technique au sein de Croda Fire Fighting Department.

6 ans plus tard, il fonde la société Bio-EX, ou il occupe le poste de Directeur de Site. Au sein de l’entreprise, il crée une ligne d’émulseurs et additifs anti-incendie, et développe une réseau de distributeurs au plan international, avec une présence affirmée en Asie, Australie, Afrique et Amérique Latine.

En 2012, il poursuit de façon indépendante le développement de nouveaux émulseurs en collaborant avec le laboratoire LEIA, et réalise la création de deux lignes de produits innovants : la première est la gamme Smart Foam, Des produits moussants sans solvants et écologiques. En 2020 est lancée la gamme de produits FREEGEN F3, ligne de produits sans fluor, à découvrir sur notre site web www.3fff.co.uk

Toujours actif au département R&D de LEIA, il dirige aussi la succursale 3F Américas établie à Panama City.

Dr. Roger A. Klein a suivi une formation de médecin et de physicien chimiste à l’Université
de Cambridge. Ses intérêts de recherche universitaire ont couvert les maladies tropicales, fondamentales la recherche sur les médicaments et, plus récemment, la chimie quantique théorique (groupe de travail de l’UICPA sur redéfinir la liaison hydrogène)

Il a près de 50 ans d’expérience dans le conseil et la collaboration avec le service d’incendie au Royaume-Uni et à l’étranger, dans les zones qui comprennent des matières dangereuses (HAZMAT et CBNRE) et problèmes de décontamination, équipement de protection individuelle (EPI), risque l’évaluation et la gestion, le commandement et le contrôle des interventions, et l’impact des services d’incendie les opérations sur l’environnement, ayant agi en tant que Conseiller scientifique principal et Radiation Conseiller en protection du Cambridgeshire Fire & Rescue Service jusqu’en 2000. À la fin des années 1990, HM Fire Services Inspectorate lui a demandé de produire la première ébauche de directives britanniques sur l’évaluation et la gestion des risques pour les services d’urgence, qui a ensuite été intégrée au manuel du service d’incendie. En 2002, il a participé au rapport McKinsey sur les opérations du service d’incendie de New York (FDNY) lors de l’incident du 11/9 WTC à New York.

Après avoir annoncé le 16 mai 2000 que la société 3M se retirait de la chimie à base de SPFO, il s’est fortement impliqué dans la chimie environnementale des produits chimiques perfluorés, d’autant plus qu’elle a affecté l’environnement et la santé humaine par une contamination généralisée. En particulier, il s’est préoccupé de l’impact environnemental de l’utilisation dispersive des mousses extinctrices, en particulier des tensioactifs fluorés contenant de l’AFFF, et de la transition vers des mousses sans fluor (F3) de classe B. Il a publié de nombreux articles dans la littérature technique et co-organisé une série de séminaires internationaux sur l’impact environnemental des mousses anti-incendie au Reebok Centre, Bolton, Royaume-Uni, en août 2002, décembre 2004, septembre 2007, juillet 2009 et mars 2013, ainsi que le 1er Forum national australien sur la mousse anti-incendie tenu à Adélaïde en 2011. Plus récemment, il a agi comme conseiller technique auprès du Comité de l’environnement, des ressources naturelles et du développement rural (ENRRDC) du Parlement de Victoria (Australie) dans le cadre de l’enquête sur la contamination héritée par les PFC au CFA Training College de Fiskville, ainsi qu’en accompagnant le Comité lors d’un voyage d’étude en Allemagne en décembre 2015. Il a également participé activement à l’élaboration d’une politique de gestion des mousses de lutte contre l’incendie par le ministère de l’Environnement et des Sciences du Queensland, notamment en co-organisant une grande conférence organisée par le ministère à Brisbane en février 2017.

Plus récemment, il a présenté au Comité d’examen des polluants organiques persistants de la Convention de Stockholm des Nations Unies sur les polluants organiques persistants (SPFO) le cas des mousses de lutte contre les incendies sans fluor (F3) comme solutions de rechange viables à l’AFFF, ainsi que des questions environnementales et sanitaires concernant le SPFO, l’APFO et le PFHxS. (POPRC-14) qui s’est réuni au Siège de la FAO à Rome du 17 au 21 septembre 2018, la neuvième Convention des Parties à la Convention de Stockholm (CdP-9) à Genève du 29 avril au 4 mai 2019, et la POPRC-15 également au Siège de la FAO à Rome 1‑4 octobre 2019; agissant en tant que coordinateur du Groupe F3 de l’IPEN qui a produit une série de livres blancs pour le Comité et la CdP-9, qui sont maintenant référencés par les organismes de réglementation. Ancien des universités de Cambridge et de Bonn, et récemment affilié en tant que chimiste théorique au département de chimie de l’Université du Wisconsin, Madison, depuis 2009, il est professeur de recherche affilié au Christian Regenhard Center for Emergency Response Studies (RaCERS), John Jay College of Criminal Justice, CUNY New York.
En résumé, depuis 2000, lorsque la société 3M a annoncé le retrait de toute la chimie à base de SPFO, Roger Klein a été fortement impliqué dans le conseil des services d’incendie, des aéroports et de l’industrie, ainsi que dans la collaboration avec les organismes de réglementation environnementale aux niveaux national et international, en particulier en Australasie (par exemple, en Australie, en Nouvelle-Zélande, à Singapour) et en Europe du Nord, dans le contrôle et l’assainissement de la contamination environnementale par les SPFA.

Il a participé à l’élaboration de la politique de gestion des mousses de mousse du Queensland de 2016, maintenant considérée comme une pratique exemplaire dans le monde entier, et a donné des témoignages d’experts à l’enquête Fiskville 2015 du Parlement de Victoria. Il était également membre du conseil consultatif d’une étude clinique en Australie visant à réduire les taux de SPFA dans le sang chez les pompiers précédemment exposés, les résultats ayant été publiés en avril 2022 dans le Journal of the American Medical Association (JAMA). Il était auparavant membre de l’Institution britannique des ingénieurs du feu, chimiste agréé et scientifique agréé; il est actuellement à la fois membre de la Royal Society of Chemistry et membre de l’Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC); il travaille maintenant comme consultant scientifique indépendant.

Coordonnées :
Dr. Roger A. Klein, tél : +44 1223 306 846 mob : +44 07555 545 070 email : rogeraklein@yahoo.co.uk

 

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