Aluminium

ZEGHBIB MOUNIA

2009-2010

Plan   : I. IntroductionII. HistoriqueIII. propriétés physico-chimique, Etat naturel, et

productionIV. utilisationV. Sources d’expositionVI. ToxicocinétiqueVII. Toxicité : -mécanisme d’action

-symptomatologie -traitement

VIII. Bio marqueurs d’expositions IX. Détection analytiqueX. préventionXI. conclusion XII. Bibliographie

I. Introduction :

L'aluminium est le métal le plus abondant sur la terre on le retrouve dans le sol, dans l'eau et dans l'air. Ses propriétés chimiques et physiques lui donnent de nombreuses utilités. À titre d'exemple, on peut mentionner l'utilisation de l'aluminium et de ses composés dans les produits alimentaires (en tant qu'additif), dans les médicaments (p. ex., les antiacides), dans les produits de consommation (p. ex., les ustensiles de cuisson et le papier d'aluminium) et pour le traitement de l'eau potable (p. ex., les coagulants).

Parce que son abondance dans l'environnement le rend pratiquement inévitable, les chercheurs étudient depuis longtemps les effets de l'aluminium sur l'être humain. Ces recherches ont révélé un lien entre l'apport d'aluminium et la démence neurologique chez les patients dialysés (encéphalopathie des dialysés). Ces dernières années, le public et les médias s'inquiètent des autres effets néfastes possibles de l'aluminium sur la santé humaine, notamment de son rôle dans la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la sclérose latérale amyotrophique. On a également soulevé des questions sur les risques potentiels que courent les nourrissons qui consomment du lait maternisé contenant de l'aluminium.

II. Historique :

L’origine du nom aluminium vient du terme « alumen » dont Les Romains désignaient avec toute substance au goût amer. Parmi celle-ci, alun, KAL(SO4)2,12H2O, dont ils se servaient comme astringent et comme mordant pour fixer les teintures. 1808 : Découverte de l'aluminium (alumium) par Sir Humphrey Davy, chimiste anglais (1778-1829) qui tenta vainement de produire de l'aluminium par électrolyse d'un mélange fondu d'alumine et de potasse, après avoir découvert que le sodium et le potassium entraient dans la composition de l'alun, supposa qu'il s'y trouve aussi un autre métal, qu'il baptise « aluminium» en latin,« alun » se dit «alumen ».1821 : Pierre Berthier (chimiste Français) découvre près des Baux de Provence dans le sud-est de la France une mine contenant 52% d'oxyde d'aluminium. On l'appela bauxite. C'est le minerai le plus fréquent d'aluminium.)1827 : On attribue généralement la découverte et l'isolement de l'aluminium à Friedrich Wöhler en 1827. Toutefois, deux ans plus tôt, le chimiste et physicien danois Hans Christian Oersted avait réussi à produire une forme impure du métal.Continua les travaux de Davy toujours par la même technique. Il produisit les premiers nodules d'aluminium. 1845 :L'Allemand Friedrich Wöhler mit en évidence des propriétés du métal aluminium et en particulier sa légèreté, ce qui excita ses contemporains. 1846 : Le chimiste français Henri Sainte-Claire Deville améliore la méthode de Wöhler en réduisant le minerai par le sodium. Il publie ses recherches dans un livre en 1856. Cette méthode est utilisée à travers toute l'Europe pour la fabrication de l'aluminium, mais elle reste extrêmement coûteuse. On fabrique l'aluminium par kilogrammes, il est très cher. Pour fabriquer des bijoux, dont la valeur sera évidemment réduite à néant quelques décennies plus tard

1860 : Le premier site industriel producteur d'aluminium au monde s'installe à L'usine de Salindres, dans le Gard, fut pratiquement la seule au monde, pendant 30 ans à produire de l'aluminium selon le procédé de SAINTE-CLAIRE DEVILLE. .1886 : Paul HEROULT, en France et, quelques mois plus tard Charles MARTIN HALL, aux États-Unis, en remarquant qu'il est possible de dissoudre l'alumine et de décomposer le mélange par électrolyse (procédé Héroult-Hall) pour donner le métal brut en fusion découvrirent, indépendamment, que l'oxyde d'aluminium, ou alumine, se dissolvait dans la cryolite et pouvait ensuite être décomposé par électrolyse pour donner le métal brut en fusion= une nouvelle méthode de production de l'aluminium. Ce procédé permet d'obtenir de l'aluminium de manière relativement économique. La méthode mise au point par Héroult et Hall est toujours utilisée aujourd'hui.1887 : Carl-Joseph BAYER, fils du fondateur de la société chimique BAYER, fait breveter un procédé de transformation du minerai de bauxite en alumine. Décrit une méthode connue sous le nom de procédé Bayer pour obtenir de l'alumine à partir de la bauxite. Cette découverte permet de faire entrer l'aluminium dans l'ère de la production de masse.Préparation de l'alumine par attaque à la soude de la bauxite et reprécipitation de l'hydrate d'aluminium purifié. C'est le procédé le plus courant pour produire la matière première nécessaire à la réduction électrochimique. 1888 : les premières sociétés de production d'aluminium sont fondées en Suisse, France et aux États-Unis.1920 : La production annuelle d'aluminium est de 128.000 tonnes1947 : Premières voitures de série, sur les chaînes de fabrication de la DYNA PANHARD, conçue par l'ingénieur J.A GREGOIRE. L'aluminium fut ensuite utilisé pour la fabrication des cycles, chemin de fer, l'aéronautique1997 : Production annuelle, 22 millions de tonnes.

III. propriétés physico-chimique Etat naturel, et production :

Propriétés physico-chimique :

Aluminium métal :-Est un élément très abondant qui compose environ 8,1 % de l'écorce terrestre. C'est le 3ème élément le plus abondant de cette écorce, derrière l'oxygène (46,6 %) et le silicium (27,7 %), et devant le fer (5,0 %).-L’aluminium est un métal gris argenté, brillant, qui présente des propriétés physico chimiques particulièrement intéressantes : basse densité, grande malléabilité, grande ductilité, bonne conductivité électrique et chimique, résistance à la corrosion, à la traction. Il est trois fois plus léger que l’acier. Il ne s’altère pas au contact de l’air en raison de la formation d’une couche protectrice d’alumine en

surface, ce qui le rend très résistant à la corrosion de l’air mais aussi de l’eau. Il est de plus totalement recyclable.-L’aluminium, se situe dans le groupe 13, 3 ème période du tableau de Mendeleïev : Al : [Ne] 3s2 3p1, comme tout élément de la famille du bore possède trois électrons de valence. -Il s’agit d’un métal amphotère qui réagit avec les acides (chlorhydrique, perchlorique, sulfurique) et les bases fortes.- solubilité :

eau à 25°c : insoluble, rapidement oxydé par l’eau à 180°c. Solvants organiques : solubles dans les alkalis et les acides.

- L’aluminium présente, généralement, deux états d’oxydation : Al (0) et Al (+3). Le rayon de l’ion Al3+ est de 0.5 Angstrom, il est donc très polarisant, ce qui explique qu’il interagit avec les molécules d’eau, les anions OH-, SO4 2-, PO4 3-, F-.- La spéciation chimique de l’aluminium dans l’eau est d’un intérêt particulier, car c’est la forme de l’aluminium qui détermine sa mobilité, sa biodisponibilité et sa toxicité :

L’aluminium est un amphotère formant des sels stables à PH < 3, et des aluminates en milieu fortement alcalin à PH supérieure à 11.

Dans les milieux à PH compris entre 3 et 11, l’aluminium forme des sels très peu solubles avec un minimum de solubilité très prononcé se situant approximativement au PH 6.5.

- vis –vis de l’environnement, l’une des caractéristiques de l’aluminium métal est de pouvoir être entièrement recyclé en vue de réutilisation. Donc les principaux atouts de l’aluminium, qui font que ce dernier tend à remplacer dans l’industrie certains métaux comme le fer sont : sa légèreté, sa résistance mécanique, sa conductivité électrique et thermique, sa résistance a la corrosion.

Tableau résumant les principaux caractéristiques physicochimique de l’aluminium métal B -Composés de l’aluminium

Etat naturelle -À l’état naturel, l’aluminium n’est jamais retrouvé sous forme de métal : très réactif il est toujours combiné à d’autres éléments.-Les composés les plus fréquents sont : les oxydes (alumine) et hydroxydes provenant essentiellement de la bauxite, les silicates provenant de l’argile et des micas et des formes hydrosolubles complexées aux sulfates (alun), nitrates, chlorures en présence de matières organiques dissoutes. -La bauxites est son principal minerai que l'on appelle aussi Cliachite, Diasporogélite ou encore Wochéinite. Se forment essentiellement par des processus d'altération superficielle en climat alterné (saison sèche /saison humide) semi-aride à tropical.

-La bauxite est le minerai le plus utilisé pour obtenir de l'alumine, matière intermédiaire nécessaire à la fabrication de l'aluminium. Composé très dur ayant l’aspect d’une fine poudre blanche.-De la famille des Latérites, la Bauxite est une roche sédimentaire principalement composée d'hydroxydes d'aluminium (Gibbsite, Boehmite, Diaspore), associés à des oxydes de fer et des impuretés (Silice, Calcite).Sa couleur varie du blanc-jaune au gris en passant par le rouge et le brun, en fonction de sa teneur en oxydes de fer et en impuretés.-Principalement composée d'hydroxydes d'aluminium associés à des oxydes de fer (C'est cet oxyde de fer qui donne à la bauxite sa couleur rouge caractéristique) et à des impuretés, (Silice, Calcite). -la bauxite présente trois formes majeur qui dépend : du nbr des molécules d’eaux, et de la structure cristalline :

• la gibbsite (ou hydrargillite): Al (OH) 3 • la boehmite: Al O (OH) • le diaspore: Al O2 (H)

Sa couleur varie du blanc-jaune au gris en passant par le rouge et le brun, en fonction de sa teneur en oxydes de fer et en impuretés.

Pour obtenir une tonne d'aluminium, il faut... environ 4 tonnes de bauxite qui se transforment en 2 tonnes d'alumine.

Les réserves minières de bauxite.-Ces réserves sont très importantes, supérieures à 27 milliards de tonnes, et largement dispersées dans le monde. La bauxite est formée par l'altération rapide des roches granitiques en climat chaud et humide, c'est pour cela que les principaux gisements de bauxite sont situés dans les contrées tropicales.-On exploite, aujourd'hui, la bauxite en grandes quantités en Australie, en Guinée et en JamaïqueSa production progresse chaque année et dépasse aujourd'hui les 115 millions de tonnes par an.-Depuis 1991, la France a pratiquement cessé l'exploitation de ses mines de bauxite (situées dans le Var, les Bouches-du-Rhône et l'Hérault) en raison de l'épuisement de ses réserves

Aluminium dans l’environnement-est soit d’origine naturelle (sols , roches , émissions volcaniques )

-soit d’origine anthropique (production d’Al et de ses composés , industrie minière , agriculture , fonderies Dans les sols

Dans les sols l’Al entre dans la composition de nombreux minéraux. L’acidification du milieu contribue à la solubilité de l’Al. Les formes les plus solubles de l’Al dans un sol acide sont les complexes organiques en l’absence de silice.La présence d’argile peut contrôler la mobilité de l’Al par les réactions d’adsorption ou de désorption de cet élément à la surface des particules. Le degré de saturation de la surface argileuse détermine si l’argile joue le rôle d’un récepteur ou d’une source d’aluminium mobile.

Dans l’eau -L’aluminium est un constituant naturel des eaux souterraines et de surface. Les plus fortes concentrations en aluminium se retrouvent dans les eaux de drainage des régions soumises aux pluies acides, où l’acidité des roches facilite la mobilisation de l’aluminium à partir du sol.-L’acidité entraîne une dissolution et un transport des sels d’aluminium en solution, qui sont alors absorbés par les végétaux et les animaux. -L’Al élémentaire est insoluble dans l’eau.L’Al est considéré comme amphotère (du fait du comportement de ses hydroxycomplexes) :

pH < 4 : Complexe hydraté [Al(H2O)6]3+ ; Qui sera absorbé par les végétaux,dont le thé qui l’accumule.

5.2 <pH< 8.8 : forme insoluble Al(OH)3 ; pH > 9 : [Al(OH)4]- seule espèce présente à pH > 10 (soluble)

PH basique et dans des conditions de non équilibre, peuvent survenir des phénomènes de polymérisations de l’Al.Comme les ions fluorures ont une taille similaire aux ions hydroxyles, ils peuvent se substituer facilement dans les hydroxycomplexes d’Al.À des pH compris entre 5 – 6, l’Al peut également être complexé par d’éventuels phosphates présents et ne plus être disponible.

Dans l’air L’aluminium est également présent sous forme de Particules de poussière dans l’air, les silicates d’aluminium contribuant pour une large part aux teneurs de ces

poussières provenant du sol. L’aluminium est transporté dans l’atmosphère sous

forme de particules. Dans ces particules, il est présent sous forme de silicates, d’oxydes et d’hydroxydes . Ces composés ne peuvent pas être oxydés, ce qui exclu toute transformation chimique lors de leur transport atmosphérique.

Production :

1- L’Aluminium primaire Comme il est extrêmement difficile d’extraire l’aluminium combiné de ses composés, on préfère traiter des oxydes hydratés dont le principal est la bauxite L'aluminium extrait économiquement essentiellement de la bauxite, roches qui doivent contenir de 40 % à plus de 60 % d'alumine (oxyde d'aluminium, Al2O3) soit 20 % à30 % d'aluminium et doivent contenir moins de 10 % de silice (SiO2).Une petite proportion de l'alumine produite en Russie est obtenue à partir de néphéline (Na,K)AlSiO4, extraite dans la péninsule de Kola. Les bauxites sont classées en 3 catégories :- la bauxite monohydrate, dont le composant principal est la boehmite, que l'on trouve surtout sous les climats méditerranéens (France, Grèce, Turquie, etc.)- la bauxite trihydratée, dont le composant principal est la gibbsite, qui se développe surtout dans les zones tropicales (Afrique de l'Ouest dont Guinée, Amérique du Sud, Inde, Australie).- une bauxite intermédiaire, contenant boehmite et gibbsite, que l'on trouve aux caraïbes (Jamaïque, etc.).

-La plupart des gisements de bauxite sont proches de la surface et exploités à ciel ouvert.

La principale méthode utilisée pour la production de l’aluminium métal comprend 3 étapes :

A. Raffinage de la bauxite par le procédé Bayer : C’est une Extraction de l’Alumine à partir de la bauxiteLa bauxite est broyée et mélangée à haute température et sous pression, à la soude caustique qui dissout l'alumine hydratée et produit une solution d'aluminate de sodium .Cette dernière est filtrée pour éliminer les impuretésDe fines particules d'alumine sont ajoutées à la solution d'aluminate de sodium pour amorcer la précipitation des cristaux d'hydroxyde d'aluminium que l’on filtre et calcine à des températures variables selon les types d'alumine désirés. Les résidus appelés boues rouges , contenant surtout des oxydes de fer , de silicium et de titane sont éliminés par décantation et filtration

Les Conditions dans le digesteur (concentration, température et pression) sont fixés en fonction des propriétés du minerai de bauxite. :-Des minerais à haute teneur en gibbsite peuvent être traitées à 140oC. -Le Traitement des Böhmite d'autre part nécessite entre 200 et 240 ° C.

B- Réduction électrolytique : L’obtention d’aluminium à l’état métal repose sur le procédé Héroult Hall, à savoir l’électrolyse de l’alumine dans de la cryolithe (Na3AlF6) fondue : Apres avoir débarrassé l’alumine de ses impuretés, on la soumet à une décomposition électrolytique à l’état fondue, comme sa température de fusion est très élevée, on ajoute un « fondant », un mélange de cryolite (fluorures double d’aluminium et de sodium (AlF3, 3NaF) et de fluorure de calcium ou fluorine (CaF2). La température de fusion de ce mélange est nettement plus basse que celle de l’alumine : il suffit de maintenir une température voisine de 1000 degrés (950-970°). On applique une différence de potentiel qui permet la décomposition de l’alumine. Le four lui-même constitue la cathode, tandis que l’anode est formée par des électrodes généralement en graphite. L’aluminium se recueille à l’état fondu à la base du four. L’espace ou se produit ce procédé de réduction électrolytique est appelé : potroom .-L’anode peut être de 2types :Anode continue (procédé de Soderberg)Anode précuite -Le procédé Soderberg à anode à cuisson continue, très polluant en hydrocarbures aromatiques, est actuellement abondonné au profit d’anode précuites.

C- Casting Au cours de la troisième étape, l’aluminium liquide se dépose au fond de la cuve, est recueilli puis déversé dans des moules et modelé en lingots, plaques, billets et fils

Les principales émissions dans l’atmosphère dues à l’industrie de l’aluminium sont : -Les fluorures

Le procédé d’électrolyse nécessite des composés fluorés pour améliorer le bain électrolytique. L’économie d’énergie atteint les 50% puisqu’il diminue la température du bain à 960°C.Or, même à cette température, une partie des fluorures s’évaporent.

- Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)Ils sont le résultat de la combustion incomplète de composés carbonés.Dans l’industrie de l’aluminium, les émissions de HAP résultent de la cuisson du brai contenu dans les anodes utilisées pour l’électrolyse.

-Dioxyde de souffreLa coke* de pétrole des anodes contient une faible teneur en souffre. La combustion des anodes donne donc des émissions de SO2 dans l’air qui sont sources de pluies acides.

- Les gaz à effet de serreDioxyde de carbone (la combustion des anodes des cuves d’électrolyse en coke* de pétrole donne une combustion de carburant fossiles qui produit du CO2) ; gaz perfluorocarbonés (sont exclusivement reliés à l’effet anode du procédé d’électrolyse). La production de 1 kg d’aluminium entraîne le rejet de 3 à 5 kg de gaz à effet de serre dans les anodes utilisées pour l’électrolyse.

2- Aluminium "Secondaire Le marché est aussi alimenté par de l'aluminium "secondaire" ou "de

deuxième fusion" : obtenu par le recyclage de rebuts des industries de transformation et

de déchets d'aluminium après usage (en particulier les canettes de boissons). L'aluminium est recyclable à 100%, avec une économie d'énergie de 95% par rapport à celle nécessaire à la fabrication de l'aluminium primaire. 20 % de l'approvisionnement mondial.-Les principales étapes sont :La Collecte : Un réseau efficace de récupérateurs collecte et trie le métal provenant de la démolition des bâtiments, des véhicules arrivés en fin de vie, des composants électriques ou électroniques des machines, des plaques d'imprimerie, des articles de ménage, des boîtes pour boisson usagées, etc.Le tri et la préparation des matériaux : Dans de nombreux cas, les matériaux collectés doivent être triés selon leur type et leur taille au moyen de diverses technologies telles que le tri magnétique à courants de Foucault, le tri par densité, le tamisage, etc. En fonction de leur qualité et de la quantité des impuretés non métalliques telles que les vernis, laques, peintures, huiles, etc., les matières de récupération peuvent éventuellement recevoir un traitement de décapage.La refusion : l'opération de refusion peut être opérée dans divers types de fours. Les fours réverbères permettent la refusion de chutes neuves de fabrication tandis que les fours rotatifs sont plus appropriés pour la refusion et le préaffinage des matières de récupération contenant davantage d'impuretés. Les fours modernes sont équipés de dispositifs de postcombustion et de systèmes très performants de filtration des gaz.L'affinage : Selon la qualité du bain liquide, on peut devoir ajouter une étape supplémentaire d'affinage. Cette opération s'effectue généralement dans un four dans lequel le produit fondu est dégazé et où la qualité désirée est obtenue par addition de métaux d'alliage ou élimination des impuretés métalliques ou non métalliques.

IV. Utilisation : 1. Aluminium élémentaire :

Extrêmement larges ; il tend a remplacer de nombreux métaux, notamment le ferLa découverte d’un procédé de fabrication économique a fait de ce métal, autrefois semi-précieux, un instrument majeur de la conquête industrielle moderne. L’aluminium est utilisé : -dans les fonderies d’aluminium ;- dans les lignes de transport d’énergie (de part sa conductivité électrique et sa remarquable ductilité) ;- comme réducteur puissant dans l’industrie chimique ;

- dans les encres d’imprimerie.Il entre également dans la composition d’alliages légers (ex. le Duralumin), utilisé en aéronautique, automobile, mécanique, construction, ainsi que pour la fabrication :- d’ustensiles ménagers (bons conducteurs de la chaleur) ;- d’emballages alimentaires (boites de boissons, papier d’aluminium) ;- de menuiseries métalliques par soudure aluminothermique (soudure autogène du fer).d’explosifs, et flashs pour photographie ;- de produits pyrotechniques…En fin son caractère inoxydable le rend idéal pour diverses applications décoratives

2. Composés minéraux :

L'oxyde d'aluminium Dans la production d'aluminium, dans la fabrication d'abrasifs, de réfractaires, de céramiques, d'isolants électriques, de catalyseurs, de papier, de bougies, de creusets, de pierres précieuses artificielles, de fibres résistant à la chaleur. Il est employé également comme adsorbant en chromatographie, pour la fabrication de membranes filtrantes et en dosimétrie pour le personnel exposé aux rayonnements

L'hydroxyde d'aluminium Est employé comme intermédiaire chimique. Il est utilisé dans les plastiques, le verre (pour augmenter la résistance aux chocs thermiques, à l'usure et aux produits chimiques), les céramiques, le caoutchouc, les encres. Il est également utilisé dans les cosmétiques, les antitranspirants et les dentifrices .En pharmacie, il est employé comme traitement contre l'acidité pour l'estomac et pour abaisser le niveau de phosphore dans le plasma des patients atteints de dysfonctionnement rénal.

Le bromure d'aluminium Est utilisé comme catalyseur en synthèse organique.

Le chlorhydrate d'aluminium Est un ingrédient actif des antis transpirants et des déodorants.

Le chlorure d'aluminium Est employé comme catalyseur en synthèse organique, comme catalyseur de polymérisation et pour la protection des bois.

Le nitrate d'aluminium est utilisé pour le tannage du cuir, comme inhibiteur de corrosion, dans la fabrication des filaments incandescents, dans les éléments chauffants des tubes à rayons cathodiques, comme mordant pour les textiles, pour l'extraction de l'uranium, comme agent de nitration et dans les produits contre la transpiration.

Le phosphure d'aluminium

Constitue une source d'hydrogène phosphoré, il est utilisé dans la fabrication des semi-conducteurs et dans la signalisation maritime. Il est également employé comme rodenticide.Le sulfate d'aluminium est utilisé pour le traitement des eaux et des boues d'épuration, comme floculant dans l'industrie du papier, dans l'imperméabilisation et l'ignifugation des tissus, comme mordant en teinturerie, pour le tannage du cuir, dans la synthèse de pesticides et de sels d'aluminium, dans les pesticides agricoles, dans les cosmétiques et le savon. Il sert également à augmenter l'acidité des sols. En solution saturée, il est considéré comme caustique léger. A des concentrations de 5 à 10 %, des solutions ont été utilisées en applications locales sur des ulcères et pour stopper la sécrétion de muqueuses.

Le sulfate de potassium et d'aluminium et le sulfate de sodium et d'aluminium Sont employés en teinturerie, dans les encres, les peintures, le ciment de porcelaine, les explosifs, le tannage du cuir, la clarification du sucre. Ils sont également utilisés comme catalyseurs dans la synthèse de l'ammoniac, comme agent durcisseur et comme astringents.

3. Dérivés organiques Les sels (diacétate, stéarate, tartrate..) et les composés alkylés (triéthoxy- et tributoxy-aluminium) sont utilisés pour diverse synthèse chimique ainsi que comme imperméabilisants, agents de mordançage…Le lactate d’aluminium est utilisé dans les poudres d’extincteurs et dans les matériaux d’impression dentaire.

V. Sources d’exposition Les quantités d’aluminium absorbées par l’organisme sont fonction des teneurs en aluminium dans les milieux de contact et des habitudes de consommation individuelle

1. Professionnelle : -Industrie minière ;-Construction d’avions,engins spatiaux,automobiles et lignes ferroviaires ;-Construction d’édifices publics ; -Industrie textile: agent de mordançage-Fabrication d'ustensiles à base d'aluminium ;-Fabrication de matériel d'emballage alimentaire ; -Epuration des eaux ;-Fumigant (phosphure d‘Al).

2. Non Professionnelle : Air :

La concentration atmosphérique de l’aluminium dépend des sources géologiques et industrielles. Elle est habituellement inférieure à 1 μg/m3 et presque toujours inférieure à 10 μg/m3. Des concentrations ambiantes comprises entre 0,008 μg/m3 et 7 μg/m3 peuvent correspondre à une inhalation quotidienne de 16 × 10–5 à 0,14 mg/j, pour un débit ventilatoire de 20 m3/24 heures. L'apport d'aluminium provenant de l'air non pollué est généralement plutôt faible, s'élevant à moins de 4 microgrammes par jour. Dans les zones industrielles, où le niveau d'aluminium présent dans l'air peut être beaucoup plus élevé, l'apport peut s'élever à plus de 100 microgrammes par jour. En milieu de travail, les travailleurs peuvent respirer de 3,5 à 7 milligrammes d'aluminium par jour.

Aliments : Les apports alimentaires en aluminium ont trois origines : -l’aluminium contenu naturellement dans les aliments, -les additif alimentaires (utilisation de l’aluminium et de ses sels : sulfates, phosphates, silicates comme colorants, antiagglomérant, affermissant, épaississant, stabilisant ou correcteur d’acidité) -les matériaux au contact des denrées alimentaires. -Du fait de la distribution environnementale ubiquitaire de l’aluminium, tous les aliments d’origine végétale ou animale contiennent de l’aluminium. -Le plus souvent, les teneurs rencontrées se situent dans la gamme de 1 à 10 mg/kg de matière humide brute. -Les feuilles de thé noir sont particulièrement riches en aluminium, mais les concentrations mesurées dans l’infusion restent inférieures à 4,5 mg/l.-En France, l’Agence française de sécurité sanitaire des aliments (Afssa) a évalué que l’apport moyen était de 2 à 2,8 mg/j pour les adultes (95e percentile : 5,7-8 mg/j) et de 1,80 mg/j (95e percentile : 4,07 mg/j) pour les enfants de 3 à 14 ans.

Source Min max-Apport alimentaire moyen en France mg/j-Apport par les emballages et les ustensile mg/j-Apport par les boissons conditionnées dans des contenants en AlTotal en mg/j

2,03

4

0,01

6,04

2 ,7

12

1,04

15 ,74Tableau

Eaux : L’apport d’aluminium par l’intermédiaire des eaux de distribution publique a trois origines.– Présence naturelle dans les eaux de ressources : l’aluminium se trouve sous trois formes : insoluble, colloïdale et soluble correspondant à des silicoaluminates, des hydroxydes, des formes libres ou complexes minérales ou organiques.

– Traitement des eaux : les réactifs chimiques utilisés pour la coagulation des eaux sont des sels de fer ou d’aluminium qui, par hydrolyse, conduisent à des formes cationiques plus ou moins chargées électriquement. Pour les sels d’aluminium, ce sont principalement le sulfate d’aluminium et les sels d’aluminium prépolymérisés.– Traitement de l’eau de certains réseaux d’immeubles dans un procédé de lutte anticorrosion avec un effet secondaire antitartre.

Médicaments : L'apport quotidien d'aluminium peut s'accroître considérablement pour les individus qui consomment la dose maximale recommandée de médicaments en vente libre à base d'aluminium comme les antiacides et l'acide acétylsalicylique tamponné. L'Organisation mondiale de la santé a estimé que l'apport de ceux qui consomment régulièrement ces médicaments à base d'aluminium peut s'élever jusqu'à 5 grammes par jour.

Produits cosmétiques : L’aluminium entre dans la composition d’un grand nombre de produits cosmétiques sous forme de sels et dérivés solubles (catégorie directe) ou insolubles (catégorie indirecte) susceptibles de libérer l’aluminium par réaction chimique ou relargage. Les principaux sont les déodorants/antiperspirants, qui peuvent contenir réglementairement 20 % de sels solubles d’Al. Les produits pour soins du visage et soins du corps représentent les plus grands chiffres de vente, mais leur teneur en sels d’aluminium solubles (2 % et 1 %) est bien inférieure à celles des antiperspirants. Sur la base d’une application de 0,5 g/j de produit antiperspirant , les experts de l’Afssaps ont estimé qu’une utilisation journalière d’antiperspirants pouvait correspondre à une application de 100 mg d’Al sur la peau.

Produits de santé : Antiacides et pansements gastro-intestinaux L’aluminium est utilisé dans les médicaments antiacides et les pansements gastro-intestinaux comme principe actif mais également comme excipient.

• L’eau du Dialyse Chez des patients en insuffisance rénale terminale, la dialyse a constitué une des premières situations d’exposition à l’aluminium documentée dans la littérature. L’aluminium peut provenir de l’eau utilisée pour la dilution des concentrés, de l’acide concentré liquide et de la poudre de bicarbonate. L’eau pour dilution ainsi que l’acide doivent répondre aux exigences de la pharmacopée européenne, en matière de valeurs limites en aluminium, fixées respectivement à 10 µg/l (norme 1167 - 2e édition de la pharmacopée européenne - 1992) et 100 µg/l.

• Nutrition parentérale : Pour les solutés de nutrition parentérale, la pharmacopée européenne impose, en ce qui concerne le « contenant » une valeur limite d’aluminium extractible de1 ppm.

• Vaccins : L’aluminium sous forme d’hydroxyde est utilisé comme adsorbant des vaccins et adjuvant de l’immunité dans environ 40 % des vaccins,

L’aluminium induit une bonne réponse d’anticorps Th2 mais ne stimule que faiblement les cellules Th1

Recommandations, normes et valeurs limite Dans les ambiances professionnelles :a-ACGIH :Américain conference of Governemental Industrial Hygienist 1996 recommande une concentration moyenne permissible de 10mg/m3 pour l’Al métallique et l’Alumine5mg/m3 pour les fumées d’Al et les poudre pyrophosphoriques 2mg/m 3 pour les sls solubles et les dérivés alkylés de l’aluminium

b-NIOSH :National ,Institute for Occupational Safety and Health 1992 recommande les meme concentration que ACGIH

Dans l’environnement :Pour les eaux de consommationOMS : 1998 les grandes installation du traitement puissent arriver dans de bonne conditions d’exploitation a des teneurs inferieur ou égale a 0,1mg /l et les petites installation ne pas dépassé 0,2 mg/l

EPA : valeur limite 0,2mg/l

Union Européen : 1998 valeurs limite 0,2mg/l

Dans les aliments :Il n’existe aucune valeur règlementaire en France sur la teneur en Al dans les aliments ,il n’existe une réglementation que pour les additifs alimentaires et les matériaux en contact des denrées alimentaire Concernant le phosphure d’Al (pesticide) EPA propose une valeur limite de résidu égale a 0,1ppm dans les aliments

Produits de santé :Pour les antiacide et nutrition parentéral il n’existe pas de reglementation francaise et européenne Pour les eaux de dialyse valeur selon la norme 1167 de la pharmacopée européenne

VI. Toxicocinétique : 1. Absorption

Absorption respiratoire (pulmonaire) : -Principale en milieu industriel -mineur chez les sujets non exposés professionnellement.-en situation normale, les poumons reçoivent en continu de l’aluminium, majoritairement sous forme de particules, de silicates et autres composés faiblement solubles. Une partie des particules qui se déposent au niveau du tractus respiratoire est repoussée par action mucociliaire , mélangées à la salive, dégluties, et rejoignent alors le tractus digestif. -Une partie de l’aluminium inhalé pouvait également être absorbé à travers le système olfactif et atteindre par transport axonal le cerveau. -La fraction de particules d’aluminium effectivement retenue dans les poumons serait de 35 % de la quantité totale inhalée. -Une petite fraction, environ 4,5% du dépôt dans le poumon, serait dissoute et pénètrerait le flux sanguin (dépend de la solubilité des composés, avec dépôt dans le poumons des sels insolubles).

Absorption digestive :Principal voie de pénétration pour la population générale.

En générale, La proportion d’aluminium absorbé per os est faible en raison de l’efficacité des barrières naturelles, la plupart des estimations se situant entre 0.2 p. cent et 1.5 p. cent.

Les facteurs physicochimiques influençant la biodisponibilité (degré d’absorption) de l’aluminium sont :

• Importance de la dose administrée : Le pourcentage d’aluminium absorbé par les humains est 10 à 100 fois plus importante avec l’administration d’aluminium à faible doses (5mg/j) qu’avec des doses pharmaceutiques (1à 3 g/j).• Forme chimique :

Les sels hydrosolubles sont les mieux absorbés. L’étude de solubilité des différentes espèces chimiques conduit à la classification suivante (du plus au moins soluble) :Citrate > nitrate > lactate > chlorure > hydroxyde > glycinate > borate.• PH du milieu : plus grande absorption à PH acide.• Présence de certains ligands complexant ou pouvant entrer en

compétition avec l’aluminium :La présence de citrates dans les aliments ou dans les boissons augmentait de manière significative l’absorption de l’aluminium à partir des sources alimentaires.Dans le cas de jus de citron et du jus d’orange, cet effet est en grande partie du à la formation de citrate d’aluminium non ionisé, qui devait traverser facilement la barrière gastro-intestinale.- le phosphate est la silice constituent également un facteur alimentaire important, en formant des complexes même à PH faible et en rendant l’aluminium moins disponible pour l’absorption. On a avancé que la présence de phosphates dans l’alimentation était probablement le principal mécanisme « naturel » qui empêchait l’aluminium de passer dans le système de circulation sanguine.- on a démontré que l’aluminium réduit l’absorption de fluorure, il est possible que l’inverse soit vrai, mais cette possibilité n’a pas été étudiée.- Rôle de la vitamine D et de l’hormone parathyroïde.• Conditions physiopathologiques de l’individu

Augmentation de l’absorption avec l’âge, absorption plus facile chez les IRC,- absorption accrue lors de modifications de la perméabilité de la paroi intestinale (personnes atteints d’entéropathies et les nourrissons)- absorption favorisée en cas : de carence en fer, de carence en calcium alimentaire. L’ingestion d’aliments constitue environ 95 % des apports quotidiens. L’absorption de l’aluminium est influencée par de nombreux facteurs : pH, spéciation, effet matrice, facteurs physiopathologiques. Ainsi, la présence de citrate dans les aliments ou les boissons augmente l’absorption de l’aluminium, contrairement au phosphate ou à la silice qui, en formant des complexes, même à un pH faible, rendent l’aluminium moins disponible. Cependant, la fraction d’absorption reste le plus souvent très faible, dans une fourchette de 0,01 à 1 % [18, 23, 24] (la biodisponibilité de l’Al présent dans l’eau potable et les aliments varie de 0,1 à 1 %, [25] elle peut être 10 à 100 fois plus faible pour les médicaments à forte dose).

2. DISTRIBUTION / stockage : Le tissu osseux est le principal site mais également les poumons, le foie, le rein, le cerveau (matière grise ++), les muscles et la moelle osseuse.

Chez les sujets en dialyse chronique, l’aluminium s’accumule aussi dans les cellules parathyroïdiennes.-l’insuffisance rénale augmente le dépôt osseux. -Dans ces tissus, l’aluminium est surtout concentré dans les lysosomes. -La charge naturelle en aluminium varie de 30 à 50 mg et se repartit essentiellementdans le squelette (réservoir de relargage ; environ 50%), les poumons (environs 25%) et le foie (20 à 25%). Le reste se repartit dans les autres organes, à savoir, le système nerveux central, la rate…

3. Elimination : Fécale :

Lors d’exposition alimentaire ou professionnelle par déglutition des particules inhalées.La plus grande partie de l’aluminium ingéré de toutes sources n’est pas absorbée et est principalement excrétée dans les fèces (plus de 95%).Un processus d’excrétion biliaire a été également décrit. Urinaire : En cas d’exposition professionnelle.L’aluminium est éliminé au niveau du tube contourné distal selon un processus actif.L’excrétion rénale est inefficace en raison de l’importante réabsorption de l’aluminium dans les tubes proximaux :- chez les individus ayant des reins en bonne santé, tout l’aluminium absorbé est éliminé du corps avant que des effets néfastes n’aient pu se produire.- Chez les patients atteints d’une dysfonction rénale, ou chez les personnes normales ayant une charge d’aluminium élevée, l’accumulation d’aluminium peut avoir des effets toxiques. A l’arrêt de l’exposition, la cinétique de décroissance de la concentration urinaire est triphasique : la demi-vie d’élimination initiale est de 8 heures (compartiment sanguin), celle de la phase suivante de quelques semaines (compartiment tissulaire) et la dernière généralement supérieure à 1 an (compartiment osseux).

Autres : Une faible quantité de l’aluminium est éliminée par la sueur, dans le lait et peut traverser le placenta et se retrouver chez le fœtus

VII. Toxicité : L’aluminium n’est pas un élément essentiel pour les mammifères. Il n’a aucune fonction physiologique connue .bien qu’omniprésent dans notre environnement Ne se trouve qu’a l’état de traces dans notre organisme La charge corporelle en aluminium est estimée à 35 – 40 mg. exerce sa toxicité principalement sur ses sites de stockage .

A. Mécanisme d’action :

1. Système nerveux central :

Action sur la perméabilité de la barrière hémato-encéphaliqueLe transport de l’aluminium du sang vers le cerveau passe obligatoirement par la traversé de la barrière hémato-encéphalique. L’augmentation de la perméabilité peut être engendrée par des effets sélectifs sur certains systèmes de transport.

Une fois absorbé, l’aluminium sanguin est transporté, en majeur partie, par la transferrine. Par la suite, interviennent l’alpha 2 macroglobuline, l’albumine et les

• acides dicarboxyliques.L’aluminium traverse ensuite la barrière hémato-encéphalique qu’il altère, il

• augmente également la perméabilité membranaire à certaines protéines telles que la transferrine (PM= 80 000), mais également à l’acide L-glutamique et au citrate. Apres le passage au niveau cérébral, via des récepteurs transferrine, l’aluminium se complexe au citrate ou à l’acide L-glutamique.• Il a été montré que le complexe aluminium / L-glutamate altère la BHE ainsi

que la membrane érythrocytaire.

Altération du cytosquelette des neuronesavec formation, accumulation et agrégation d'amas insolubles de la proteine béta-amyloide,de la protéine tau hyperphosphorylée (qui intervient dans la polymérisation de la tubuline et la stabilisation des microtubules) et d'autres protéines neurofibrillaires.

Ces effets peuvent résulter de la perturbation de synthèse,du transport, de la protéolyse, des phosphorylations des protéines par I'aluminium.

Interférences avec la Na –K ATPase et la Ca Mg ATPase Aboutissant a l’altération des phénomenes de captation et largage des acides aminés excitateurs(dont le glutamate) et autre neurotransmetteurs par la membrane neuronale présynaptique L’Al induit une accumulation du glutamate variable selon les région du cerveau et perturbe des enzymes du système glutamate GABA

Perturbation de I'homeostasie calcique intracellulaireL’aluminium interfére au niveau de la captation du Ca++ par les cannaux voltage-dépendant et au niveau de la Ca++-ATPase, enzyme majeur dans l’éxtrusion du Ca++, Ce qui peut causer des lésions neuronales irréversibles. Une compétition avec le Mg est également invoquée

Modulation de l'expression des ARNm au niveau cérébralCodant pour certaines cytokines pro inflammatoires impliquées dans les mécanismes neurotoxiques. Alors que l‘expression de I'ARNm de l'IL1béta (interleukine 1beta) et de I'IFN gamma (interferon gamma) n’était pas altérée Une augmentation dose-dépendante de l’éxpression de I'ARNm codant pour le TNFalpha (Tumor Necrosis Factor alpha) a été observée dans le cerveau de Souris éxposées via l'eau de boisson à du sulfate d'aluminium et d'ammonium pendant 1 mois.Ceci pourrait refléter l'activation des cellules de la microglie. Notons que dans les cellules périphérique

(macrophage splénique et lymphocytes) l’expressions de l’ARNméssagé des cytokines n’etait pas modifier

Induction d'un stress oxydatif Avec lipopéroxydation des phospholipides cérébraux et perturbation des systèmes antioxydants(effet inhibiteur, in vivo et in vitro, sur les activités SOD et catalase des hémisphères cérébraux ®EOR). L 'Al augmente le stress oxydatif induit par le fer et les cellules gliales seraient les cibles préférentielles, les neurones étant touchés de facon secondaire .

2. TISSU OSSEUX Le squelette, représentant le site principal de dépôt de l’aluminium, constitue un réservoir de relargage, à partir duquel ce dernier sera progressivement libéré dans la circulation mécanismes directs : - défaut de minéralisation osseuse - augmentation de la masse ostéoïde mécanismes indirects impliquant la parathormone

Mécanismes directs : -Défaut de minéralisation osseuse

L’Al entrave la minéralisation de la matrice en formant des cristaux aux endroits où habituellement le calcium se dépose et interfère donc avec son dépôt.

Les complexes de citrate d’Al présenteraient un effet inhibiteur direct sur la croissance des cristaux de phosphate de calcium, et peuvent se comporter comme un inhibiteur potentiel de la recapture du calcium par la matrice: inhibition de la minéralisation osseuse.

-Augmentation de la masse ostéoïde Effet biphasique de l’Al sur les cellules osseuses® stimulation des

ostéoblastes et des ostéoclastes a faibles doses, et suppression à plus fortes doses.

Mécanismes indirects impliquant la Parathormone (PTH) : La PTH a un effet protecteur sur la pathologie osseuse liée à l’Al en réduisant l’accumulation de l’Al sur le front de minéralisation. L’Al ¯ la sécrétion de la PTH et l’expression de ses ARNm .

3. SYSTEME RESPIRATOIRE En fonction de la Voie d’exposition, Composés ,Durée de l’expos.Par inhalation : aluminium a Courte et moyenne durée entraine un Épaississement de la paroi alvéolaire et Augmentation du Poids des poumons.Chlorure d’Al longue durée Augmentation du poids des poumons Par voie orale :Chlorure et nitrate et sulfate d’AL a Longue durée Aucun changement pathologique décelé dans poumons

4. SYSTEME HEMATOPOÏETIQUE L’existence d’une altération de l’erythropoïese induite par l’aluminium, relève à la fois:- d’une action directe sur les érythrocytes circulants. -d’une interférence avec le métabolisme cellulaire ferrique dans les progéniteurs érythroïdes.• il a été noté : • une diminution du développement des progeniteurs de la ligné

érythrocytaire : CFU-E.• Une diminution significative de l’hématocrite, de la concentration sanguine

en HB, et de la concentration en haptoglobine ainsi que de l’incorporation de fer dans les érythrocytes nouvellement formées.

• Une modification de la formes des érythrocytes, conduisant a une hémolyse intra vasculaire modérée.

• La demi vie des hématies est donc diminuée.• Une anémie hypochrome ferriprive et microcytaire est également observée

5. SYSTEME IMMUNITAIRE 40 % des vaccins en France sont additionnés d’aluminium utilisés en temps qu’adjuvant afin qu’il renforce la réponse immunitaire vis-à-vis de la substance immunogène.De nombreuses études animales relatent les caractères modulateurs, stimulants ou inhibiteurs, de l’Al sur le système immunitaire

6. SYSTEME DIGESTIF :L’aluminium inhibe l’absorption de la vitamine D- dépendante du calcium, en réduisant la sensibilité au 1,25 dihydroxycholécalciférol ainsi que l’expression de la protéine transporteuse du calcium, la calbindin-D28k ,cette diminution de l’expression da la calbindin pourrait être due à une réduction, des transcrits ARNm de cette molécule.

4. PERTURBATION DU METABOLISME INTERMEDIAIRE Inhibition de l’héxokinase ®combinaison du métal avec l’ATP.Inhibition de la calmoduline ; La calmoduline a été identifiée initialement comme la protéine activatrice de phosphodiesterase des nucleotides cycliques; depuis lors de trés nombreuses autres fonctions ont été révélées. La grande affinité de la calmoduline pour le calcium est à l'origine de son rôle régulateur cellulaire

L'aluminium interfererait, aux concentrations toxiques, sur le fonctionnement de la calmoduline; ainsi en ce qui concerne la phosphodiesterase, son activation par la calmoduline est calcium-dépendante, mais même en présence de Cat+, l'addition d'Al3+ réduit la vitesse de réaction.

Cette inhibition est bien liée à la fixation de l'aluminium sur la calmoduline car I'AI seul, ne diminue pas la vitesse basale de l'activite enzymatique.

• . Inhibition de l’absorption de la vitamine D- dépendante du calcium, en réduisant la sensibilité au 1,25 dihydroxycholécaciférol (vit D) ainsi que l’expression de la protéine transporteuse du calcium, la calbindin-D28k(en diminuant la transcription et/ou la stabilité des ARNm codant).

• L’Al favoriserait la capture hépatocellulaire de la transferrine. Il entraine en outre, une augmentation de l’excrétion biliaire de cette dernière.

5. EFFETS SUR LA REPRODUCTION :Chez l’animal, l’Al traverse le placenta et s’accumule dans les tissus fœtaux. A, fortes doses toxique pour la mère, il est tératogène (anomalies squelettiques) et foetotoxiques (retard du développement moteur).

6. MUTAGENESE :Des anomalies chromatidiennes sont observées, après exposition de souris par voie intra péritonéale à du chlorure d’Al témoignant d’un pouvoir clastogène du composé testé.

B. Symptomatologie

1. Intoxication aigue Est faible.En raison de leur meilleure biodisponibilité, les formes solubles de l’aluminium présentent un potentiel toxique plus important que les formes insolubles en fonction des études, (la souris et le rat) la DL50 varie de 0,14 à 6,20 g d’aluminium/kg de poids corporel Chez l’homme, peu de données existent sur les effets nocifs liés à une exposition aiguë à l’aluminium. Il n’y a pas eu chez l’homme de décès attribués à de fortes quantités d’aluminium ingérées la projection cutanéo-muqueuse de dérivés alkylés ou d’une solution de chlorure provoque des brûlures chimiques d’intensité variable selon la concentration et le temps de contact dans les fonderies d’Al, les pointes de concentrations en gaz et poussières caustiques, particulièrement fluorés, sont à l’origine de manifestations irritatives oculaires (conjonctivite), ORL (rhinite) et respiratoires (toux, oppression thoracique), pouvant aller jusqu’à l’OAP lésionnel les dérivés alkylés sont, en outre, très inflammables et explosifs

2. Intoxication chronique :Les effets toxiques de l’aluminium, décrits jusqu’ici, relèvent essentiellement d’expositions chroniques à de fortes quantités d’aluminium. Chez l’homme, ils ont été rapportés principalement en milieu professionnel dans des secteurs de production ou du travail des métaux ainsi que chez des patients dialysés au long cours.Effets neurologiques : 1.Encéphalopathie : 1 .a.Encéphalopathie « professionnelle » : Due à l’éxposition prolongée aux fumées et vapeurs d’Al.

Caractérisée par : *altération des fonctions cognitives (atteinte du raisonnement abstrait, perte de la mémoire), *asthénie et troubles dépressifs, * incoordination motrice lors des mouvements fins, voire léger tremblement intentionnel ou troubles de l’équilibre.

1.b.Encéphalopathie des dialysés : C’est au début des années 70 qu’ont été décrits les premiers cas d’encéphalopathie à l’aluminium, initialement dénommée « démence des dialysés », dialysis dementia, chez les insuffisants rénaux dialysés.Le tableau clinique de l’intoxication associe diversement : -des troubles de la parole (dysarthrie, mutisme), -des troubles de l’équilibre et de la coordination, -des anomalies neuropsychiatriques, -une myoclonie multifocale et des convulsions.

2.Maladies neurodégénératives : 2. a. La maladie de Lou Gehrig (Sclérose latérale amyotrophique

«SLA») et maladie de Parkinson (MP) : La SLA et la MP ® caractérisées par la perte de la fonction motoneurone et

par la présence d’enchevêtrements neurofibrillaires dans le cerveau. Les dépôts d’aluminium dans les neurones, serait du à une plus grande

absorption de cet élément liée a la richesse du sol et de l’eau potable en aluminium .

2 .b.La maladie d’Alzhaimer : Évoqué dès le début des années 1970, le rôle de l’aluminium dans la survenue de maladies neurodégénératives, en particulier de la maladie d’Alzheimer, reste controversé. Néanmoins, d’après les expertises les plus récentes, l’aluminium ne peut en l’état des connaissances être considéré comme un facteur étiologique de la maladie d’Alzheimer• Les cellules du cerveau des patients atteints d’Alzheimer contiennent de 10 à

30 fois plus d’aluminium que la normale.• L’Al facilite l’agrégation des Amyloides β humaines en plaques insolubles .

Toutefois, cette agrégation est également facilitée par d’autres ions métalliques.

• L’Al induit des changements conformationnels du peptide synthétique amyloïde β , dérivé de la protéine précurseur amyloïde (APP) dont les mutations sont retrouvées dans de nombreuses formes familiales de la maladie d’Alzheimer.

• La perte d’hélicité (α) observée in vitro, au profit d’une structure en feuillets β favorise les propriétés d’agrégation du peptide amyloide et la formation de lésions, caractéristiques de la maladie d’Alzheimer.

• l'aluminium, pourraient à long terme causer des mutations sur l'ADN des neurones APP mutée.

• Les complexes acides aminés/aluminium, tels que acide aspartique ou glutamique/Al, sont plus efficaces dans l’induction des changements

conformationnels du peptide amyloide β que l’aluminium Al3+ libre, soulignant ainsi le rôle de la spéciation dans la toxicité de l‘aluminium.

• On ne peut pas à ce jours retenir la maladie d’Alzheimer comme effet de l’éxposition à l’aluminium (professionnelle ou non) .

• Il demeure néanmoins, au moins un facteur de risque de la maladie.

Effets osseux : Le dépôt excessif d’Al au sein du squelette peut conduire à l’instauration d’un syndrome, communément appelé « aluminium inducted bone disease » ou AIBD, qui présente chez l’homme deux types d’expression histologiques : -L’ostéomalacie (OM)® caractérisée par un défaut primaire de minéralisation. -« l’adynamic bone disease » ou ABD®caractérisée par un défaut primaire de formation osseuse, accompagnée secondairement par une réduction de la minéralisation

Effet au niveau respiratoire

• Asthme : Une forme particulière de l’asthme est observée dans les atelier d’extraction électrolytique d’aluminium : potroom asthma, son incidence est estimé à 2% /an elle est favorisée par le tabagisme.L’exposition massive à de de fortes concentrations de poussières et /ou fumées d’Al peuvent entraîner une fibrose pulmonaire (aluminose)

Au niveau de la peau Sels d’Al peuvent: une dermite d’irritation, en cas de contact répétée.En milieu de travail, une sensibilisation à l’aluminium est exceptionnelle.Des télangiectasies ont été observées au niveau de la face du cou et du tronc chez un grand nombre de travailleurs exposés.Quelques cas d’eczéma (allergies) ont été observées après applications cutanées répétées de cosmétiques ou de médicaments ou après des injections intradermiques ou sous cutanées de préparations pharmaceutiques contenants de l’aluminium.

Cancérogenèse/reproduction : Les données épidémiologiques fournissent des preuves limitées selon la quelles certaines expositions dans les industries de production d‘Al entraînent une augmentation de l’incidence des cancers du poumon et de la vessie chez l’homme.UE®L’aluminium, le chlorure d’aluminium, et le phosphure d’aluminium sont classés non cancérogènes. CIRC (1987) La production d’aluminium est classée dans le Groupe 1.Chez l’animal, l’Al traverse le placenta et s’accumule dans les tissus fœtaux ; à fortes doses, toxique pour la mère, il est tératogène (anomalies squelettiques) et foetotoxique (retard du développement moteur).

AutresLa myofasciite à macrophages (MFM) : Lésion particulière de tissus musculaires décrite pour la première fois en 1997 chez des patients qui présentaient des douleurs musculaires, des douleurs articulaires et une fatigue avec une fièvre modérée. Les investigations ont révélé la présence d'aluminium au sein de cette lésion. En 1999 a été avancée l'hypothèse selon laquelle cet aluminium serait d'origine vaccinal.• Troubles oculaires → inflammation des paupières (Blépharite), conjoncyivite,

larmoiement, photophobie. • Une anémie réversible à l’arrêt de l’exposition en aluminium et lors de

traitements chélateurs de l’aluminium. • Insuffisances hepato-renales chroniques • Arrêts cardiaques chez les humains • Intolérance au glucose

C. Traitement : Intoxication aigue :Projections cutanées ou oculaires : La prise en charge des brûlures chimiques reste non spécifique avec lavage abondant à l’eau, aussi précoce que possible

Intoxication chronique :Traitement symptomatique : Les benzodiazépines réduisent de façon transitoire la dysarthrie et les myoclonies. Traitement épurateur et chélateur :Chez les insuffisants rénaux: Une hémodialyse couplée a l’administration de désférrioxamine.La déféroxamine est un dérivé du férrioxamine B, une sideramine isolée en 1960 du streptomyces pilosus, et disponible sous forme de dérivé soluble méthane sulfoné. • Elle forme des complexes avec les ions trivalents, en particulier, le fer (III) et

l’aluminium (III).• Les complexes formés sont hydrophiles grâce à la salification, dans

l’organisme, d’un groupement amine libre, entraînant de ce fait son élimination rapide dans les urines.

• Administration par voie parentérale à la dose de 2-6 g.Traitement chirurgical :Deux interventions sont susceptibles de modifier le tableau clinique chez les sujets en dialyse rénale :- la transplantation rénale - la parathyroidectomie

VIII. Biomarqueurs de l’exposition à l’aluminium :

La surveillance biologique de l’exposition a pour objectif l’estimation de l’exposition interne de l’organisme

1.Aluminium urinaire : Paramètre le plus sensible pour le suivi biologique des travailleurs que l’Al sériqueL'aluminium urinaire, en l'absence d'altérations de la fonction rénale, traduit à la fois la charge corporelle en aluminium et I’ exposition récente -Le taux est Bien corrélé aux concentrations atmosphériques 5 mg Al/m3 atmosphère 150 µg Al/l urine -Sa mesure, en fin de poste, est un bon indicateur de I’ exposition. Quelques jours après l’arrêt de l'exposition [début de poste prés 2 j sans exposition], la concentration urinaire d'aluminium témoigne plutôt de la charge corporelle.

2. Aluminium plasmatique:• Ne représentent pas un bon indicateur de la charge tissulaire. • Ils indiquent surtout une exposition aiguë ou la mobilisation du stock

tissulaire. • Les dosages sériques peuvent cependant être utiles pour apprécier une

exposition chronique si elle est intense.• Chez les sujet soufrant d’insuffisance rénale l’AL plasmatique est

essentiellement un indicateur de la charge corporelle • Dans le cas d'une exposition prolongée, une corrélation a été observée entre

l'aluminium sérique et I’ aluminium osseux, ainsi qu'entre l'aluminium sérique et urinaire chez des travailleurs exposés.

• Le taux normale est inferieur ou égale 10micro gramme /L, il doit être inferieur ou égale a 60micro gramme /L chez les travailleur exposés

3.Aluminium osseux: • Le squelette est l’un des principaux lieux de dépôt de I’ aluminium dans le

corps. • Ce dépôt revêt une importance primordiale en raison des effets toxiques de I’

aluminium sur le tissu osseux et par le fait qu'il constitue un réservoir à partir duquel, l'aluminium est libéré progressivement dans la circulation.

• Concentration habituelle de l’Al dans l’OS est 0 a20 microgramme /gramme de poids sec chez les individus relativement jeune Et peut excédé les 20micrograme chez certains personne âgé

D’autres marqueurs : Dosage de l’aluminium intracérébralLa concentration se situe aux alentour de 2microgramme/gramme chez un individu sain, alors que dans la population des dialysés on retrouve des valeurs de 20 a 25 microgramme / gramme chez les patient présentant une encéphalopathie et de 5 a 7microgramme/gramme sans encéphalopathie.

Dosage de l’aluminium dans le LCR : Rarement déterminé ,chez le sujet sain varie de 0 a 3 microgramme /litre

Autre dosagesVoie intra neuronal, dans les cheveux ….. Il faut signaler la difficulté de doser l’aluminium dans les tissus. On obtient des résultats sujets à de fortes variations

IX. Détection analytique

1.Prélèvement : → Air : dans des effluents canalisés dans des conditions d’isocinétisme (condition de débit, pression et température identiques à chaque point de prélèvement): les particules sont récupérées sur un filtre et la phase gazeuse piégée dans un barboteur avec un mélange d’acide approprié. → Eau : sur des flacons en verres ou plastiques préalablement décontaminés ; acidifier l’échantillon (pH<2) afin d’assurer une meilleure conservation. → Sols : échantillon séché (étuve, 40°C), et tamisé, Le tamisât est broyé à une dimension inférieure à 200µm avant minéralisation.Milieux biologiques : *Sang : prélèvement du sang veineux sur anticoagulant (héparine) ; *Urines : flacons en polystyrène cristal ou en polyéthylène décontaminés. Le prélèvement est acidifié pour assurer une meilleure conservation.

2.Extraction : → Air : • les filtres sont minéralisés par chauffage dans une solution d’acide nitrique

ou par voie micro-onde. Le minéralisât est ensuite repris à l’eau distillée. → Eau :• Aluminium dissous : se retrouve dans la phase liquide du prélèvement d’eau

qui est récupérée après filtration sur une membrane de porosité 0.45µm ;

Aluminium particulaire : se retrouve sur le filtre (0.45µm) et est dosé après attaque acide du filtre →Sol : • le traitement préalable des sols requiert une mise en solution de l’aluminium

par attaque acide (acide nitrique, acide fluorhydrique, acide chlorhydrique).• Le traitement des échantillons peut être effectué par chauffage micro-onde.

→ Milieux biologiques : *Sang : minéralisation ; *Urine : avec ou sans minéralisation

3.Dosage A. activation neutronique (AAN) : Activation de l'échantillon par des neutrons puis mesure au spectromètre la radiation α. Ce qui peut donnée la transformation = (27Al → 28Al, 29Al et , 30Al ). Cette méthode est peu spécifique car la mesure du rayonnement α ne peut être que globale et ne permet pas de rapporté ce rayonnement a tel ou tel élément (interférence avec31 P qui sous l’action de neutrons rapides générés par le réacteur nucléaire est transformé en 28Al)-une étape de séparation radiochimique avant l’irradiation est obligatoire ce qui augmentent le risque de contamination-la mauvaise limite de détection ainsi que la lourdeur du protocole et de l’appareillage donnent peu d’intérêt a cette méthode

B. polarographie impulsionnelle avec redissolution anodique : Basée sur l’électro activité entre l’aluminium et le soluchrome. Il est nécessaire de détruire les substances organique par minéralisation et d’éliminé les produits gênant par extraction ,peu spécifique , longue et délicate et très peu utilisé en pratique courante

C.microsonde à impact laser (Lamma) Laser Ablation Micropobe Mass Analysis , emploie un faisceau pulsé de photons permettant d’évaporer 1 pg d'échantillon sur une toute petite région, de l’ordre de 0,5 μm de diamètre. Une fraction des atomes évaporés est ionisée par le rayon laser, accélérée à une énergie cinétique de 3 kev, et analysée à l'aide d'un spectromètre de masse à temps-de-vol. Cette méthode reste plutôt une méthode semi quantitative qui nécessite une lyophilisation préalable de l’échantillon et présente une assez mauvaise limite de détection de l’ordre du mg/kgL’analyse quantitative est toutefois réalisable et basée sur l’utilisation de facteurs de sensibilité mais l’exactitude reste limitée, les principales applications portent sur l’analyse De particules aussi petites que 200nm de diamètre, l’analyse de cellules et de couches minces biologiques ainsi que l’analyse de trace dans des matériaux.

D. fluorimétrie

On entend par fluorescence, le rayonnement émis par une substance qui revient à son état normal après avoir absorbé de l’énergie sous l’excitation de radiations données.L’appareillage est très semblable au spectrophotometre d’absorption classique La valeur propre de la fluorescence, a une longueur d’onde donnée est la difference entre l’intensité de la radiation émise par la solution de l’element et la radiation émise par le solvant ou toute solution témoin de composition analogue à l’échantillon étudié a l’exclusion de l’element fluorescentPeu sensibles ,Utilisé surtout pour Dosages de l’aluminium dans l’eau, les liquides et les concentrés de dialyse.

E. spectrométrie de masse par plasma à couplage inductif (ICP-MS) : Basée sur la combinaison de 2 principes : l’ICP, source très efficace de production d’ions et la spectrométrie de masse pour séparer les ions formés. Elle presente 2aventages :une tres grande sensibilité , et la possibilité de l’analyse multi élémentaire et isotopique des trace

F. Spectrométrie d’émission atomique par plasma à couplage inductif (ICP-AES) : Basée sur la production d’atomes excités au sein d’un plasma d’argon (gaz partiellement ionisée dont la température se situe entre 3000 et 8000 K). Le plasma est généré par un champ électromagnétique produit par une bobine d’induction reliée à un générateur à haute fréquence. L’identification des éléments et leur quantification se fait par la mesure de l’intensité des raies lumineuses émises par les éléments excités à l’état neutre ou ionisé.

G. Spectrométrie d’absorption atomique électrothermique (SAA-ET) : L’échantillon introduit dans le four en graphite subit successivement les étapes de déshydratation et de minéralisation de la matrice, d'atomisation de l’élément.L'atomisation s'effectue à une température comprise entre 2100 à 2600 °C, selon la technique choisie ; elle a pour rôle de porter l'élément à doser (Al) à l'état de vapeurs atomiques.Pour accroître leur sélectivité, et s'affranchir des interférences, ces appareils sont équipés d'un système de correction d'absorption non spécifique (lampe au deutérium) et/ou un champ magnétique permettant de réaliser un effet Zeeman, c'est à dire une décomposition de la radiation électromagnétique. La longueur d’onde utilisé et donnant la meilleure sensibilité est de l’ordre de:309,2 nm

H.Microscopie éléctronique : Ces techniques permettent la visualisation d’éléments au niveau sub-cellulaire,on citera : L’Electron Energy Loss Spectrometry (EELS)

Technique basée sur une perte d’énergie des éléctrons caractéristiques de l’élément à doserL’Electron Spectroscopic imaging Technique d’imagerie pouvant révéler l’accumulation d’Al dans les lysosomes de cellules hypothalamique chez le rat intoxiqué

X. Prévention

En milieu professionnel .Prévention technique Mesures collectives *Ventilation locale et générale et une aspiration des poussières, fumées et aérosols, *Contrôle des concentrations atmosphériques par dosage comparaison aux valeurs limite d'exposition. *L'absence de contact direct avec l'aluminium par : . Une propreté rigoureuse de toutes les surfaces des ateliers (sols, murs, machines). . Une décontamination des sites de travail (sols++).

Mesures individuelles -Education sanitaire du personnel.Le port des vêtements, permettant d'éviter tout contact avec la peau, les yeux, ... etc. En effet, vu les propriétés réflectives de l'aluminium, le soudage de ce dernier augmente le degré d‘exposition aux rayons UV justifiant une protection de la peau et des yeux.-La douche en fin de travail.

Prévention médicale .Examen de préemploi A l'embauche, avant assignation a un travail comportant une exposition à l'aluminium:

Radiographies. Dépistage des maladies neurodegenerative. Etat renal. Recherche d'une éventuelle thérapie aluminique (médicaments antiacides,

pansements gastro-intestinaux,... ). Taux d'eosinophiles.

.Surveillance des travailleurs L'interrogatoire et l'examen clinique, orientés sur les organes cibles

complétés par : *Epreuves fonctionnelles pulmonaires *Etude du liquide de lavage bronchio-alveolaire *Radiographie pulmonaire annuelle *Examens biologiques repose surtout sur le dosage urinaire de l'aluminium.

Dans l’environnement

Eaux

Eaux naturelles L'acidification des eaux naturelles peut mobiliser l'aluminium et avoir des effets néfastes sur les organismes aquatiques et terrestres. Les actions qui causent l'acidification élevée, par exemple, émissions de SO2, de NOx et NH3, devraient continuer à être limitées.

Eaux de consommation Dans l'état actuel des connaissances et au vu de l’évaluation des risques effectuée, il n'apparait pas nécessaire de fixer, pour les eaux destinées à la consommation humaine, une référence de qualité inferieure à celle de 0,2 mg/L, en vigueur actuellement dans certains pays, ni d'interdire 1'emploi de produits à base d'aluminium dans le traitement de production d'eaux d'alimentation

XI. Conclusion :

L’Aluminium revêt une importance de plus en plus grande en clinique ,très largement utilisé en thérapeutique il est responsable D’une toxicité considérable chez les insuffisant rénaux chronique Ces dernière année années une vague de polémique sur la responsabilité d’une toxicité insidieuse de l’Aluminium dans le développement de certains maladies neurologiques dégénératives (principalement la maladie d’Alzheimer , mais également la maladie de parkinson et la sclérose latéraleAmyotrophique) alimente le débat scientifique se ci reste hypothétique , mais en peu pas annulé les effet néfaste de l’aluminium ,donc il est préférable de contrôlé le taux d’aluminium qui nous entourent puisque il vaut mieux prévenir que guérir

XII. Bibliographie EMC de toxicologie 2007 Toxicologie industrielle et intoxication professionnelle par Robert LauwerysMémoire de fin d’étude de Dr kahlouche Les liens internet