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TOLUENE
Dernière mise à jour : 08/02/2011
RESPONSABLE DU PROGRAMME
A. GOUZY : AURELIEN.GOUZY@INERIS.FR
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SOMMAIRE
1 GENERALITES .................................................................................................... 3
1.1 DEFINITION ET CARACTÉRISTIQUES CHIMIQUES .................................................. 3
1.2 RÉGLEMENTATIONS .................................................................................. 3
1.3 VALEURS APPLIQUEES EN FRANCE ................................................................. 6
1.4 AUTRES TEXTES ....................................................................................... 7
1.5 CLASSIFICATION ET ÉTIQUETAGE................................................................... 7
1.6 SOURCES NATURELLES DU TOLUENE ............................................................. 11
2 PRODUCTION ET UTILISATIONS ............................................................................. 12
2.1 PRODUCTION ET VENTE ........................................................................... 12
2.2 SECTEURS D’UTILISATION ......................................................................... 13
3 REJETS DANS L’ENVIRONNEMENT ........................................................................... 16
3.1 EMISSIONS NON-ANTHROPIQUES.................................................................. 16
3.2 EMISSIONS INDUSTRIELLES TOTALES ............................................................. 16
3.3 EMISSIONS ATMOSPHÉRIQUES ..................................................................... 17
3.4 EMISSIONS VERS LES EAUX ........................................................................ 17
3.5 EMISSIONS DIFFUSES ............................................................................... 19
3.6 EMISSIONS DUES AUX USAGES non-industriels .................................................. 19
3.7 EMISSIONS ACCIDENTELLES........................................................................ 21
4 DEVENIR ET PRESENCE DANS L’ENVIRONNEMENT ........................................................ 22
4.1 COMPORTEMENT DU TOLUENE DANS L’ENVIRONNEMENT ..................................... 22
4.2 PRESENCE DANS L’ENVIRONNEMENT ............................................................. 23
5 PERSPECTIVES DE RÉDUCTION DES EMISSIONS ............................................................ 27
5.1 REDUCTION DES EMISSIONS PAR SUBSTITUTION ou PROCEDES DE SUBSTITUTION ......... 27
5.2 REDUCTION DES EMISSIONS PAR TRAITEMENT DES REJETS ................................... 34
6 CONCLUSION .................................................................................................. 39
7 LISTE DES ABREVIATIONS .................................................................................... 41
8 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................ 42
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1 GENERALITES
Le toluène est un composé de la famille des hydrocarbures aromatiques issus des matières
fossiles. Sa forme simple en fait une des molécules de base de la chimie et de la pétrochimie.
Il se présente sous la forme d’un liquide volatil et fait donc partie de la famille des composés
organiques volatils (COV). Il a une solubilité dans l’eau de 515 mg.L-1.
1.2 RÉGLEMENTATIONS
Le toluène étant un COV, son utilisation est soumise à la directive 1999/13/CE qui vise à
réduire les émissions de COV en Europe (objectif de réduction globale de 40 % en 2010 pour la
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France (IFEN, 2008). Cette directive est complétée par la directive 94/63/CEE du
20 décembre 1994 relative à la lutte contre les émissions de composés organiques volatils
(COV) résultant du stockage de l'essence et de sa distribution des terminaux aux stations-
service.
De plus, le décret n°2007-1115 du 19/07/07, portant publication du Protocole à la
Convention de 1979 sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance relatif à
la réduction de l'acidification, de l'eutrophisation et de l'ozone troposphérique (ensemble
neuf annexes), fait à Göteborg le 30 novembre 1999, précise les valeurs limites pour les
émissions de composés organiques volatils, dont le toluène, provenant des sources fixes.
Ainsi, d’une part, le plafond d’émission pour les composés organiques volatils défini pour la
France et pour l’année 2010 a été fixé à 1 100 milliers de tonnes de COV soit un pourcentage
de réduction des émissions de 63 % par rapport à 1990, prise comme année de base. D’autre
part et à titre d’exemple, la valeur limite pour les émissions de COV provenant des opérations
de stockage et de distribution d'essence, à l'exception des opérations de soutage des navires
de mer, a été fixée à 10 g COV/Nm3, méthane compris.
Le toluène est défini comme liquide inflammable selon la rubrique 1430 cat. B de la
nomenclature des ICPE1 et il est assujetti aux rubriques :
n°1431, liquides inflammables (fabrication industrielle) ;
1
Décret 53-578 du 20 mai 1953 modifié, relatif à la nomenclature des installations classée pour la protection de l’environnement
mise à jour par le ministère de l’environnement et du développement durable.
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La présence de toluène en tant que substance ou dans un mélange, est limitée à une
concentration de 0,1 % en poids dans les adhésifs ou dans les peintures en spray destinés au
marché grand public. (Annexe XVII du Règlement REACh, telle que mise à jour par le
Règlement No 552/2009 du 22 Juin 2009).
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2
VME : valeurs limites de moyenne d'exposition (mesurées ou estimées sur la durée d'un poste de travail de 8 heures, elles sont
destinées à protéger les travailleurs des effets à moyen ou long terme).
3
VLCT : valeurs limites d'exposition à court terme (mesurées sur une durée maximale de 15 minutes. Leur respect prévient les
risques d'effets toxiques immédiats ou à court terme).
4
Décret du 20 décembre 2001 relatif aux eaux destinées à la consommation humaine à l’exclusion des eaux minérales naturelles.
5
Directive du conseil du 3 novembre 1998 relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine.
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La directive CE/76/464 du 4 mai 1976 concerne la pollution causée par certaines substances
dangereuses déversées dans le milieu aquatique de la communauté. Le toluène fait partie de
la liste II de familles et groupes de substances, réglementées par la directive du Parlement
et du Conseil n°2000/60/CE du 23 octobre 2000, établissant un cadre pour une politique
communautaire dans le domaine de l'eau (Directive Cadre sur l'Eau ou DCE ; CE/2000/60). A
noter que le toluène ne fait pas parti des 33 substances prioritaires de la DCE.
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6
Le règlement (CE) n°1272/2008 du Parlement européen et du Conseil du 16 décembre 2008 dit CLP (L’acronyme « CLP » signifie
en anglais, « Classification, Labelling, Packaging » c’est-à-dire « classification, étiquetage, emballage ».), modifie et abroge les
directives 67/548/CEE et 1999/45/CE et modifie le règlement (CE) n°1907/2006. Ce texte européen définit les nouvelles règles
en matière de classification, d’étiquetage et d’emballage des produits chimiques pour les secteurs du travail et de la
consommation. Il s’agit du texte officiel de référence en Europe qui permet de mettre en application le SGH au sein de l’Union
européenne dans ces secteurs.
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Tableau 3. Signification des phrases de risque d’après la directive 67/548/EEC.
Phrase de risque
R11 Facilement inflammable.
R38 Irritant pour la peau.
R48/20 Nocif: risque d'effets graves pour la sante en cas d'exposition prolongée par inhalation.
R63 Risque possible pendant la grossesse d'effets néfastes pour l'enfant.
R65 Nocif: peut provoquer une atteinte des poumons en cas d’ingestion.
R67 L'inhalation de vapeurs peut provoquer somnolence et vertiges.
Phrase de sécurité
S2 Conserver hors de la portée des enfants
S36/3 Porter un vêtement de protection et des gants appropriés.
7
S46 En cas d'ingestion consulter immédiatement un médecin et lui montrer l'emballage ou l'étiquette
S62 En cas d'ingestion, ne pas faire vomir. Consulter immédiatement un médecin et lui montrer
l'emballage ou l'étiquette.
Facilement
Nocif (Xn)
Inflammable (F)
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Tableau 6. Informations relatives à la classification et à l’étiquetage et à l’emballage du toluène
selon le règlement (CE) n°790/2009 de la commission du 10 août 2009.
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1.5.4 TOXICITE
Des informations sur la toxicité du toluène sont notamment disponibles sur le site « Portail
des substances chimiques » de l’INERIS7 ainsi qu’à travers la fiche toxicologique de l’INERIS
dédiée à cette substance.
Les sources naturelles de toluène sont les incendies de forêts (combustion incomplète des
matières végétales), les éruptions volcaniques et les émissions de composés organiques
volatils de la végétation (Environnement Canada, 2004). Ces sources sont de moindre
importance en comparaison avec les émissions anthropiques produites par les différents
processus de conversion du pétrole (Commission Européenne, 2003c).
7
Le site « Portail des substances chimiques » de l’INERIS permet d’obtenir des informations sur la toxicité du toluène à partir du
nom ou du numéro CAS : http://chimie.ineris.fr/fr/lien/basededonnees/toxicologie/recherche.php.
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2 PRODUCTION ET UTILISATIONS
2.1.1.1 PRODUCTION
En 2003, il existait trois sites de production en France, situés à Berre, Feyzin et Gonfreville
l’Orcher (Commission Européenne, 2003a). Parmi ces trois sites, deux (Feyzin et Gonfreville
l’Orcher) appartenaient au groupe Total, principal producteur de toluène en France. Le
groupe Shell produisait le toluène dans sa raffinerie de l’étang de Berre. Actuellement, le
groupe Shell ne produit plus de toluène en France8. En 2007, le site de Gonfreville (Total
Petrochemicals) a produit 27 800 tonnes de toluène9. Lors de notre étude, nous n’avons pas
obtenu le tonnage de toluène éventuellement produit par les autres sites.
Selon (SESSI, 2008), la production française de toluène commercial est restée relativement
stable voir en légère hausse ces dernières années. Ainsi, en 2006, cette production
s’établissait à 164 000 tonnes, alors qu’elle était en 2001 de 134 000 tonnes.
De plus, selon la Commission Européenne (2003c), l’Union Européenne produisait dans les
années 1995-1997 chaque année près de 16,75 millions de tonnes de toluène dont 14 millions
de tonnes sous forme de mélanges incorporés à l’essence et 2,75 millions sous forme de
toluène commercial.
8
http://www.shell.com/home/content/chemicals/products_services/our_products/aromatics/toluene/manufacturing_locations/
9
http://www.societechimiquedefrance.fr/extras/Donnees/orga/benzene/texbenz.htm
10
http://www.insee.fr/sessi/panorama/pano05/so_pano05.htm
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11
Le toluène est ajouté, de façon volontaire, dans les essences afin d’en élever leur indice d’octane.
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Tableau 8. Répartition des principales applications du toluène commercial.
Synthèse de Benzène 32 %
Synthèse de Phénol 7%
Synthèse de Nitrotoluène/Caprolactam/Phtalates 2%
Synthèse de Diisocyanate de toluène 11 %
Adjuvant pour carburant diesel 3%
Produits de dismutation12 du toluène (formation de composés en C6, C8 ou C9) 16 %
Divers 10 %
Solvant 19 %
12
La dismutation est une réaction d'oxydo-réduction dans laquelle une espèce chimique joue à la fois le rôle d'oxydant et de
réducteur.
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Les utilisations du toluène en tant que solvant, à l’échelle française, sont présentées dans le
Tableau 10 ci-après (INRS, 2005).
En tant que
composant utilisé en tant que solvant
d’un solvant
Fabrication
Secteur des d’articles Fabrication de Fabrication de
Secteur peintures, peinture divers en meubles meubles de
vernis, encre matières meublants13 cuisine
plastiques
Pourcentage (%) 25 15 35 4,5 20,5
A noter que ces pourcentages sont calculés sur la base de la quantité de toluène totale
utilisée dans les domaines des solvants, c'est-à-dire pour l’année 2004, environ 18 000 tonnes.
De plus, le toluène est un des principaux constituants des essences sans plomb. Il a été
massivement incorporé à l’essence au milieu des années 80 pour remplacer le tétraméthyle
de plomb : il sert à améliorer l’indice d’octane. Ainsi, selon différentes sources citées par la
Commission Européenne, 2003c, on considère qu’en moyenne, les essences contiennent 8,6 %
de toluène. Toutefois ces dernières années, de nouvelles réglementations14 ont pu faire
évoluer ce pourcentage. Avec une consommation d’essence de 11 675 kt par an (CPDP, 2005),
en 2004, en France, la consommation de toluène dans les essences s’élevait environ à
1 million de tonnes. Cette consommation d’essence est en diminution depuis 2004 pour
atteindre 8 800 kt en 200915.
13
Les meubles meublants sont les meubles destinés à l'usage et à l'ornement des appartements.
14
Directive 98/70/CE sur la composition des carburants en Europe.
15
http://www.insee.fr/fr/themes/tableau.asp?ref_id=NATnon11329®_id=0
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Bien que le toluène puisse être présent de façon naturelle dans l’environnement (feu de
forêt, pétrole brut…), les rejets sont essentiellement d’origine humaine (Commission
Européenne, 2003c).
Par rapport à l’ensemble des rejets de toluène, ceux liés à sa production et son utilisation
comme intermédiaire réactionnel dans l’industrie n’apparaissent pas comme très importants.
Néanmoins, ces rejets industriels, même s’ils sont peu importants au regard de l’ensemble
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des rejets de toluène, constituent la principale source de rejets directs dans les milieux
aquatiques (Commission Européenne, 2003c).
Les émissions industrielles proviennent essentiellement des industries chimiques et
pétrochimiques. Une étude réalisée par la Commission Européenne (2003c) sur les principaux
producteurs et utilisateurs industriels de toluène, estime que sur les 2 600 kt de toluène
commercial produit par an en Europe, 14,6 kt sont émises dans l’environnement en moyenne
par an. Ces rejets se font à hauteur de 35 % dans l’eau (soit 5,1 kt) et, pour le reste (soit
9,5 kt), vers l’atmosphère.
De 2003 à 2007 s’est déroulée en France une action de recherche et de réduction des rejets
de substances dangereuses dans l’eau (action « 3RSDE »). Deux campagnes de mesure ont
permis de réaliser l’inventaire de 106 substances chimiques dans 21 régions françaises dans
les rejets aqueux de 2 876 sites volontaires (majoritairement des installations classées),
167 stations d’épuration urbaines et 22 centres de production d’électricité (INERIS, 2008).
Concernant le toluène, il a été quantifié dans 23,2 % des sites. Les principaux flux de toluène
identifiés sont émis pour 26 % par les stations d’épuration mixtes ou industrielles et pour 73 %
par les industriels. Les principaux secteurs industriels concernés sont la chimie et l’industrie
pétrolière (selon l’INERIS (2008) 96 % de l’ensemble des sites industriels concernés par les
rejets de toluène sont raccordés à une station d’épuration).
A noter que les sites concernés par cette étude étaient les suivants :
- 2648 sites industriels ;
39 stations d’épuration relevant de la nomenclature des Installations classées (IC) :
collectives industrielles16 ou mixtes17 ;
16
Station d’épuration collective d’eaux résiduaires industrielles en provenance d’au moins une installation classée soumise à
autorisation
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- 167 stations d’épuration urbaines relevant de la loi sur l’eau (mixte et non mixte18,
non IC) ;
- 22 centres de production d’électricité nucléaire ou thermique.
Les données statistiques correspondant aux flux en toluène rejetés lors des campagnes de
mesures sont présentées dans le Tableau 11 ci-après.
Tableau 11. Flux de toluène identifiés dans le cadre de l'action 3RSDE (INERIS, 2008).
Selon les données du Registre Français des émissions polluantes (IREP19), les émissions
industrielles en toluène vers le milieu aquatique pour 2009 ont été de 17 083 kg/an soit un
flux d’environ 47 kg/jour dont :
- 7 768 kg/an rejetés dans le milieu naturel (sans présager d’un éventuel traitement en
amont du rejet) ;
- 9 314 kg/an émis vers la station d’épuration à laquelle l’industriel est raccordé.
Les industriels qui émettent le plus de toluène vers le milieu aquatique appartiennent au
secteur de la chimie et parachimie. Parmi les 6 plus gros émetteurs de toluène (rejet
supérieur à 1 000 kg/an), entre 2007 et 2009, 3 sites ont vu leurs émissions diminuer et deux
augmenter. Concernant le dernier site, seules les valeurs pour l’année 2009 sont disponibles.
17
Station d’épuration mixte (recevant des eaux résiduaires domestiques et des eaux résiduaires industrielles) ayant une capacité
nominale de traitement d’au moins 10 000 équivalents-habitants lorsque la charge des eaux résiduaires industrielles en
provenance d’installations classées autorisées est supérieure à 70 % de la capacité de la station en demande chimique en
oxygène.
18
Station d’épuration non mixte : ouvrage ne recevant que des eaux résiduaires domestiques
19
http://www.pollutionsindustrielles.ecologie.gouv.fr/
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Outre les émissions dues aux usages non-industriels (ci-après traitées), des émissions diffuses
en toluène peuvent se produire lors de déversements de produits chimiques et pétroliers ou à
partir de réservoirs ou de réseaux souterrains présentant des fuites. Néanmoins, l’importance
de ces émissions n’est pas connue. Le toluène peut également être rejeté dans les sols des
sites d’élimination des déchets (Environnement Canada et Santé Canada, 1992).
Les émissions de toluène proviennent pour l’essentiel de son utilisation, soit dans les
essences, soit en tant que solvant (peinture, encre…).
On considère (Commission Européenne, 2003c) qu’en moyenne les véhicules à essence
rejettent 370 mg.km-1 de toluène soit, pour l’ensemble des véhicules à essences circulant en
Europe, 400 à 500 kT par an. D’après le Tableau 12 (Guibet, 2005) on constate que le toluène
représente 20 % des émissions d’hydrocarbures imbrûlés dans les gaz d’échappement d’un
moteur à essence.
Tableau 12. Exemple de composition des « hydrocarbures imbrûlés » dans les gaz d’échappement
d’un moteur à essence.
20
La teneur totale en HC, dans les gaz d’échappement secs, est de l’ordre de 500 ppm.
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Les carburants diesel contiennent également du toluène, mais dans des concentrations
moyennes inférieures à 0,2 % en masse. Les rejets de toluène issus des véhicules diesel sont
donc négligeables par rapport aux rejets des véhicules à essence. Toutefois, au vu du parc
des véhicules diesel circulant en Europe, ces quantités ne sont sans doute plus négligeables
vis à vis d’autres sources de toluène émises dans l’environnement.
Les chiffres d’émissions du toluène par les gaz d’échappement ont pu énormément fluctuer
durant ces vingt dernières années. En effet, le toluène a tout d’abord remplacé le
tétraméthyle de plomb dans l’essence durant les années 80. Ses émissions ont alors fortement
augmenté. Ensuite, depuis le milieu des années 90 et les normes européenne du programme
Auto Oil, les constructeurs automobiles ont généralisé les pots catalytiques sur les véhicules.
Or ceux-ci diminuent les rejets de COV et le nombre de véhicules diesel, moins émetteurs de
COV non méthaniques, a augmenté (CITEPA, 2010). Ainsi, les émissions de COVNM (composés
organiques volatils non méthanique) ont diminué, en France, d’un facteur de 5,9 entre 1995
et 2009, passant de 805 t à 136 t (CITEPA, 2010).
Concernant l’usage du toluène en tant que solvant dans des produits, lors de ce travail, nous
n’avons pas identifié d’informations pertinentes.
Enfin le toluène est également émis lors de la combustion de biomasse pour le chauffage.
Cette dernière source d’émission pourrait représenter une source importante de rejet de COV
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dans l’air, mais à ce jour nous n’avons trouvé aucune étude quantifiant les retombées
indirectes de ces substances dans les milieux aqueux.
A noter à titre d’exemple que fin 2004, un contrôle inopiné de la DRIRE21 d’une société
d’imprimerie située en Essonne utilisant comme solvant du toluène a révélé un dépassement
de la norme relative aux émissions de toluène. Ces émissions provenaient d’un
dysfonctionnement des récupérateurs de solvants (perte d’étanchéité des vannes)22.
21
La DRIRE Ile de France correspond à l’actuelle direction régionale et interdépartementale de l'environnement et de l'énergie
(DRIEE).
22
http://www.leparisien.fr/essonne/pollution-de-l-air-l-imprimerie-helio-condamnee-16-06-2007-2008127961.php et
http://www.graphiline.com/article/9680/-l-imprimerie-Helio-Corbeil-apporte-des-precisions
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Comme le toluène présente une pression de vapeur relativement élevée et une solubilité
modérée dans l'eau, le milieu atmosphérique va constituer une part importante de sa
répartition et de son devenir (Environnement Canada et Santé Canada, 1992).
o Eaux de surface
Des analyses réalisées dans les fleuves allemands (le Rhin et l’Elbe) entre 1985 et 1996
donnent des concentrations médianes de 0,5 g.L-1 pour des concentrations moyennes de
0,975 µg.L-1 (Herrchen et Müller, 1997).
Entre 1993 et 1996, les concentrations en toluène ont été mesurées sur 22 sites dans la région
du Northumbria au Royaume-Uni (UK Environment Agency, 1997 cité par Commission
Européenne, 2003c). Ces mesures ont été effectuées à proximité de sites choisis comme
pouvant rejeter du toluène. Les mesures de concentrations en toluène ont révélé des niveaux
moyens compris entre :
- < 0,1 et 1,26 µg.L-1 en amont des sites émetteurs de toluène (1 à 3 kilomètres) ;
- 4,5 et 9,3 µg.L-1 au niveau des sites ;
- 1,11 et 5,7 µg.L-1 en aval des sites (200 mètres à 3 kilomètres).
De même, en 1993, en Slovaquie, des mesures ont été réalisées au niveau d’une rivière
(Morava) recevant des rejets industriels (pétrole, sucre) et domestiques (sans traitement) (Al-
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Rekabi et al., 1996 cités par Commission Européenne, 2003c). Les concentrations en toluène
étaient comprises entre 0,03 et 0,58 µg.L-1 en hiver ; 1,05 et 3,49 µg.L-1 au printemps et 0,64
et 2,24 µg.L-1 dans l’année.
o Sédiments
Des concentrations en toluène ont également été mesurées dans les sédiments lors de l’étude
réalisée au niveau de la rivière Morava, en Slovaquie. Celles-ci se sont révélées plus
importantes que celles mesurées dans les eaux de surface et de l’ordre de :
- 10,1 à 69,5 µg.kg-1 en hiver ;
- 7,4 à 290 µg.kg-1 au printemps ;
- 6,2 à 166 µg.kg-1 en été ;
- 4,3 à 192,2 µg.kg-1 sur l’année.
Tableau 13. Concentrations en toluène mesurées dans le cadre de l'action 3RSDE (INERIS, 2008).
A noter que des données plus récentes de concentrations en toluène dans les eaux de surface
et dans les sédiments n’ont pas été identifiées lors de ce travail.
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Sans préciser l’origine des prélèvements, la Commission européenne, dans son rapport datant
de 2003, rapporte les concentrations suivantes :
- aux Pays-Bas, de 10 µg.kg-1 (concentration moyenne) ;
- en Floride (USA), < 0,04 µg.kg-1 de sol (pour 7 échantillons prélevés sur des sites non
contaminés) ;
- au Canada, dans les sols de raffineries, < 0,1 à 10 µg.kg-1 (pour 5 des 10 échantillons
prélevés).
Le ministère de l'Environnement et de l'Énergie de l'Ontario rapporte des valeurs de 1,3 et
0,92 μg·kg -1 comme centile 98 des concentrations de toluène dans les sols de parcs ruraux et
de vieux parcs urbains, n'ayant pas été affectés par des sources locales ponctuelles de
pollution (Environnement Canada, 2004).
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o Air intérieur
Dans le cadre de la campagne nationale réalisée entre 2003-2005 par l’Observatoire de la
qualité de l’air intérieur (OQAI), les concentrations dans l’air intérieur de 20 composés
cibles23 ont été mesurées dans 567 résidences réparties sur l’ensemble du territoire français
métropolitain, représentatif du parc de résidences principales françaises. Cette campagne a
permis de dresser un état des lieux de la qualité de l’air intérieur et de souligner la
spécificité de la pollution à l’intérieur des logements par rapport à l’extérieur. Le toluène
fait partie des principaux composés identifiés dans les logements français (OQAI, 2006). Les
résultats sont présentés dans le Tableau 14 ci-après.
23
acétaldéhyde ; acroléine ; benzène ; 2-butoxyéthanol ; acétate de 2-butoxyéthyle ; 1,4-dichlorobenzène ; ethylbenzène ;
formaldéhyde ; hexaldéhyde ; 1-méthoxy-2-propanol ; acétate de 1-méthoxy-2-propyle ; ndécane; n-undécane ; styrène ;
tétrachloroéthylène ; toluène ; trichloroéthylène ; 1,2,4-triméthylbenzène ; m+p-xylène ; o-xylène
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Tableau 15. substitution des solvants organiques en peinture (xylène, toluène, éthylbenzène…)
selon ADEME, 2004).
En 2003, en France, sur les 840 000 t de peintures et vernis produits, 375 000 t étaient à base
de solvant aqueux, 36 000 t à base de poudre thermodurcissable et 5 000 t à séchage UV.
Ainsi, près de la moitié des peintures et vernis produits en France ne contiennent plus de
solvant d’origine minérale (FIPEC, 2004). A noter que selon cette même source, pour l’année
2007, 937 500 t de peintures et vernis ont été produits dont 439 000 t à base de solvant
aqueux et 46 000 t à base de poudre thermodurcissable.
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Selon la FIPEC24, les COV sont amenés à disparaître progressivement du secteur des peintures
et encres sauf pour de rares applications pour lesquelles il n’existe pas encore de solutions de
remplacement (marine, aérospatiale). Néanmoins, certaines nouvelles solutions comme les
peintures à l’eau posent encore quelques problèmes de pollution. Souvent les utilisateurs
nettoient leurs matériels directement à l’eau alors qu’il est préférable de récupérer les eaux
de nettoyage ainsi que les restes de produits pour les faire ensuite traiter. Une solution
pourra être des peintures aqueuses composées de plastifiants d’origine végétale.
De nombreuses entreprises proposent aujourd’hui des produits sans solvants dangereux
servant à divers usages (décapages, peintures, nettoyage des surfaces, dégraissage). On peut
citer, l’exemple de la société SID25 qui propose des produits à base de solvants oxygénés ou à
base végétale, en substitution de diluants comme le xylène ou le toluène. Des entreprises
telles Novance et Oléon ont développé des agro-solvants26. De même, le groupe Total
remplace le toluène par une gamme naphténique à haut pouvoir solvant27.
Deux autres exemples de substitution ayant été mis en place dans le secteur de l’imprimerie
où des diluants contenant du toluène étaient utilisés :
- dans une usine de sérigraphie où était utilisé un diluant contenant environ 50 % en
masse de toluène. Ce diluant a été remplacé par deux produits de substitution
(diluants organiques sans toluène28). Il n’y a pas d’information sur le coût de cette
alternative. Néanmoins, les employés ont approuvé ce changement, essentiellement
du fait que l’odeur des nouveaux diluants est moins forte et plus agréable ;
- dans une imprimerie d’étiquettes, le toluène était également présent dans un diluant
cellulosique. Deux solutions alternatives ont été mise en place à base de diluants
organiques sans toluène pour deux processus de nettoyage différents29.
On peut également utiliser des procédés moins coûteux en matières premières (cf. Tableau 16
ci-après).
24
FIPEC : Fédération des industries des peintures, encres, couleurs, colles et adhésifs.
25
SID : société industrielle de diffusion : www.sid.tm.fr
26
http://www.novance.com/ et http://www.oleon.com/solvents.html
27
http://www.total.be/be/becorporate.nsf/VS_OPM/1318808E6A557118C1256F0B00457314?OpenDocument
28
http://www.catsub.eu/singeloplysning.aspx?ID=519&sprog=fr
29
http://www.catsub.eu/singeloplysning.aspx?ID=523&sprog=fr
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Tableau 16. Procédés permettant de réduire les émissions de COV (ADEME, 2004).
TOLUENE
Il existe donc de nombreuses autres solutions de substitution du toluène lorsqu’il est employé
comme solvant. Toutefois, avant de faire de telles substitutions, il est important de savoir si
le nouveau procédé ou le nouveau produit utilisé aura moins d’impacts sur l’environnement
que le toluène. On peut faire appel, pour cela, à des études d’éco-conception ou d’analyse
du cycle de vie. Il existe pour cela certains guides ou bases de données qui s’appuient sur des
solvants de substitution30.
Selon des informations recueillies en 2006, en ce qui concerne les prix des produits de
substitution, ils sont en général plus chers que le toluène, mais ont une plus faible fluctuation
car ils dépendent moins du pétrole.
le produit proposé par une entreprise de nettoyage des encres et des peintures et pour le
dégraissage des surfaces est vendu en moyenne deux fois plus cher que le produit
équivalent à base d’hydrocarbures uniquement.
Une entreprise propose une gamme de produits dérivés d’ester de colza pour le nettoyage
et le dégraissage ou pouvant servir d’additif dans les peintures. Ces produits vendus à
partir de 1€.kg-1 sont en moyenne deux fois plus chers que les équivalents pétroliers
(white spirit), mais une augmentation de la demande et surtout une augmentation des
capacités de production pourrait avoir un effet bénéfique sur le coût de ces produits.
De plus, le marché des peintures sans solvants est beaucoup plus ancien (début des
années 50) et beaucoup plus développé. Le prix de ces peintures est donc le même que le
prix des peintures contenant des COV.
30
Citons : Commission européenne (http://ec.europa.eu/environment/air/pollutants/stationary/solvents/links_en.htm) ; l’US
EPA (http://epa.gov/) ; solvent alternative guide (http://www.p2pays.org/ref/19/18161/altern.cfm.htm) ; groupe européen de
l’industrie des solvants (http://esig.org)
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catalytiques, par la diésélisation du parc automobile (peu émetteur de COV non méthanique)
(IFEN, 2008).
En outre, pour réduire les émissions de toluène à l’échappement, on peut modifier la
composition des essences, et en particulier réduire les teneurs en composés aromatiques. La
teneur maximale des essences en composés aromatiques était jusqu’en 2005 de 42 %, mais
cette valeur limite est passée à 35 % en Janvier 2005 (IFP, 2005).
Pour modifier la composition des carburants, on peut également avoir recours aux
biocarburants. En effet, l’éthanol, l’ETBE et les huiles végétales pures (EMHV) améliorent la
combustion des moteurs à essence, ce qui a pour conséquence de diminuer les émissions
d’hydrocarbures imbrûlés. Une introduction de ces biocarburants dans des proportions
admissibles par les moteurs actuels (20 % au maximum) pourrait donc entraîner une
diminution des rejets de toluène. Toutefois, cette introduction doit tenir compte des normes
de qualités des essences. Il ne faut pas en particulier que l’introduction d’éthanol entraîne
une augmentation de la pression de vapeur saturante, ce qui aurait pour conséquence
d’augmenter les émissions de COV31. Pour cela, les producteurs d’essences doivent proposer
de nouvelles compositions de leurs produits, ce qui pourrait entraîner des modifications
importantes de leurs installations de productions. Dans un contexte français de surproduction
d’essences, ces modifications ne représentent pas d’intérêt économique pour les
producteurs.
Suite à l'adoption en 2003 d'une directive européenne « biocarburants » (Directive
2003/17/CE), le plan biocarburant français adopté en 2005 a fixé comme objectif 5,75 %
d'incorporation de biocarburants en 2007 et 7 % en 2010. Depuis, la directive européenne
2009/28/CE du 23 avril 2009 fixe à chaque Etat Membre l’objectif d’atteindre 10 % d’énergies
renouvelables dans la consommation d’énergie du secteur des transports en 2020, objectif
atteignable en particulier grâce aux biocarburants (ADEME32).
L’amélioration du rendement des moteurs à essence, le recours à des voitures hybrides moins
consommatrices, l’augmentation du parc de véhicules diesel (lequel ne contient pas de
toluène) et l’arrivée sur le marché de véhicules électriques pourraient également entraîner
une diminution des rejets. Toutefois, les réductions d’émission de toluène amenées par ces
évolutions technologiques risquent d’être partiellement voire totalement compensées par
l’augmentation des volumes de trafic prévue d’ici 2015. En fait, pour diminuer durablement
les émissions de toluène dues au trafic routier, il faudrait développer de nouvelles sources
d’énergie pour les transports (électricité et piles à combustible…). Toutefois, le déploiement
à grande échelle de tels développements technologiques semble peu probable d’ici à 2015.
31
Les émissions de COV dépendent de la tension de vapeur saturante des essences. Plus cette tension est faible, plus les
émissions diminuent.
32
http://www2.ademe.fr/servlet/KBaseShow?sort=-1&cid=96&m=3&catid=23699
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De même, une diminution du trafic routier entraînerait automatiquement une diminution des
rejets de toluène, mais là encore les perspectives ne sont pas favorables.
33
http://www.stats.environnement.developpement-durable.gouv.fr/acces-thematique/air/pollution-de-l-air/les-emissions-de-
composes-organiques-volatils-non-methaniques.html
TOLUENE
Tableau 17. Différents procédés applicables aux traitements des COV (Commission Européenne, 2003b)34.
Coût
Procédé Application Description Performance du traitement
installation exploitation
Séparation Solvants et vapeurs Séparation des gaz en fonction de la > 99,9 % pour COV 300000€ (200 60000€/an
membranaire d’hydrocarbures perméabilité avec possibilité de recyclage Nm3/h)
90-99 % pour hydrocarbure
Condensation Recondensation des COV Condensation et récupération des vapeurs par Division des concentrations 500000€ (1000 Nm3/h) pour une
concentrés pour la réutilisation réduction de la température de 500 à1000 installation de cryogénisation
Adsorption Récupération des COV pour Adsorption de surface des gaz sur des solides COV : 80-95% 240 m€ pour 1000€ par
réutilisation ou abattement de la (charbon actif, zéolites) 1000 Nm3/h avec tonne de
pollution Toluène : 90% régénération des charbon
charbons
Lavage des gaz Pour solvants solubles Les gaz solubles sont transférés dans la phase COV : 50-95% Très variable en fonction du
(ammonium, SO2) en vue d’une aqueuse traitement : de 600 à 33500$
réutilisation
Biofiltration Pour polluant facilement Les effluents gazeux passe à travers un lit Toluène : 80-95% 8000-14000€ 200€ par m3
biodégradable (hydrocarbures…) biologique où les polluants sont détruits de produits
Hydrocarbures : 75-95% Pour 1000 Nm3/h filtrant
34
Au moment de la rédaction de cette fiche, ce document est en cours de révision. Une version provisoire est disponible
ftp://ftp.jrc.es/pub/eippcb/doc/cww_d1_10-2009.pdf.
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Coût
Procédé Application Description Performance du traitement
installation exploitation
Lavage des gaz Pour des mélanges de produits Les gaz solubles sont transférés dans une COV : 80-90% 6 000-20 000€
avec action facilement biodégradables et phase aqueuse contenant des micro-
biologiques solubles (peu efficace sur les organismes capables de traiter les polluants Pour 1000 Nm3/h
hydrocarbures aromatiques
Lavage des gaz Surtout des produits solubles Comme précédemment à la différence que les CVM : 99%
avec lit (acides et alcool) micro-organismes sont fixés sur un support
bactérien COV : 70-99% 10 000-30 000€
Pour 1000 Nm3/h
Oxydation Tout gaz combustibles Les effluents gazeux sont brûlés en présence COV : > 95% Entre 10 000 et >25000€ pour
thermique d’air ou d’oxygène et transformés en eau et 50 000€ selon les les
CO2. Pour les composés halogénés des technologies combustions
conditions d’utilisations particulières sont simples sans
nécessaires Pour 1000 Nm3/h récupération
de chaleur
Oxydation Tout type de gaz, même moins Les effluents gazeux une fois chauffés passe à COV : > 95% 10 000-89 000€ 3000-21 000€
catalytique combustibles que dans la travers un catalyseur afin d’accélérer la 3 pour la
technique d’oxydation réaction d’oxydation ou de détruire des Pour 1000 Nm /h technique
thermique simple composés plus faiblement combustibles non
régénératrice
Torchage Essentiellement dans le secteur Consiste à brûler à haute température des gaz COV : >98% 100 000-650 000€ Jusqu’à 36
pétrolier et pétrochimique combustibles 000€
Pour 1000 Nm3/h
Ionisation Décomposition catalytique des polluants par COV : 80->99,9% Très variable,
passage au sein d’un courant électrique Jusqu’à 50 000 €
pour 1000 Nm3/h
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En outre, on peut également estimer le coût de la réduction des émissions de COV par les
industriels en étudiant le marché de la lutte contre les Composés Organiques Volatils. Celui-ci
a été estimé à 32,4 Million € en 2004, en augmentation de +20% par rapport à 2003. Il devrait
encore continuer à augmenter de 20 % en 2005, pour atteindre 38,8 Million € (Actu®
environnement35). Selon l’UFIP (Union Française des Industries Pétrolières) interrogée en
2006, la réduction des émissions de COV, de 91 000 t, tout au long de la chaîne pétrolière, a
coûté, au total, aux industriels du secteur, 630 M€.
35
http://www.actu-environnement.com/ae/news/1358.php4
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36
http://www.cms-high-tech.fr/recyclage_solvant/cms_recyclage_solvants.html
37
http://www.dislaub.fr/dislaub/activites-regeneration-solvants.html
38
http://www.groupe-seche.com/majic/pageServer/0501000021/fr/SPEICHIM-Mourenx.html
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6 CONCLUSION
Le toluène est un hydrocarbure aromatique fortement présent dans les industries
pétrochimiques et chimiques. Il est utilisé dans une multitude d’applications et sa demande
est en augmentation.
La présence de toluène dans les milieux aquatiques est due, tout d’abord, aux rejets indirects
engendrés par le trafic routier. Ces rejets proviennent soit de la vaporisation des essences
(station d’essence, transport et stockage des carburants…), soit des gaz d’échappements des
véhicules à essences (imbrûlés, volatilisation…). En se basant sur les chiffres du CITEPA
(2010), on peut constater que les rejets dans l’air de COVNM provoqués par le transport, ont
été divisés par 5,9 entre 1995 et 2009. Ils ont aussi été divisés par 2,1 dans le secteur de la
transformation d’énergie. Ces évolutions ont plusieurs origines :
Equipement des véhicules routiers en pots catalytiques ;
Améliorations apportées dans le stockage et la distribution d’hydrocarbures ;
Augmentation du parc de véhicules diesel ;
Diminution de la consommation des véhicules à essences (véhicules hybrides,
amélioration du couple carburant/moteur…).
Notons que ces réductions ont été constatées dans un contexte d’augmentation du trafic
routier de 1,6 % par an entre 1990 et 2004.
La seconde source de rejet importante du toluène est l’évaporation des solvants aromatiques.
Depuis 1999, de nouvelles réglementations imposant la limitation des rejets de COV, ont
obligé les industriels à réduire leurs émissions. Pour cela différentes solutions ont été
développées.
Développement de produits contenant peu ou pas de solvants aromatiques (peinture à
l’eau, désaromatisation du white spirit…) ;
Utilisation de techniques sans solvants (peinture poudre, encre UV…) ;
Utilisation de techniques moins consommatrices de solvant (rinçage à contre courant,
pulvérisation plus précise…) ;
Recyclage des solvants par des techniques récupératrices.
Face à ces évolutions, le marché total des solvants en Europe a été en diminution régulière,
passant de 5 260 000 t en 1990, 4 100 000 t en 2000 et 3 800 000 t prévues en 2007, soit une
baisse de 28 % (BEWA, 2005).
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