PROPRIÉTÉS DES HYDROCARBURES AROMATIQUES

HYDROCARBURES AROMATIQUES

Les hydrocarbures aromatiques sont des hydrocarbures qui possèdent les propriétés particulières associées au noyau ou cycle benzénique, lequel est constitué par un cycle hexagonal portant à chacun de ses sommets un groupement carbone-hydrogène. Les liaisons qui unissent les six carbones du cycle ont des propriétés intermédiaires entre celles de la simple et de la double liaison. C’est ainsi que si le benzène peut réagir pour former des produits d’addition comme le cyclohexane, sa réaction caractéristique n’est pas une addition, mais une substitution, l’hydrogène se trouvant alors remplacé par un substituant, un élément ou un groupement monovalent.

Les hydrocarbures aromatiques et leurs dérivés sont des composés dont les molécules sont constituées par une ou plusieurs structures cycliques stables du modèle que l’on vient de décrire et peuvent être considérés comme dérivant du benzène, essentiellement de trois manières:

1. Remplacement d’atomes d’hydrogène par des radicaux hydrocarbonés aliphatiques;
2. Liaison de deux noyaux benzéniques ou davantage soit directement, soit par l’intermédiaire de chaînes aliphatiques ou d’autres radicaux;
3. Condensation de noyaux benzéniques.

Chacune des structures cycliques peut être la base de séries homologues d’hydrocarbures dans lesquels une succession de groupements alkyles, saturés ou non saturés, se substitue à un ou plusieurs des atomes d’hydrogène appartenant aux groupements carbone-hydrogène d’origine.

Les principales sources d’hydrocarbures aromatiques sont la distillation de la houille et un certain nombre d’opérations pétrochimiques — en particulier, le reformage catalytique, la distillation du pétrole brut et l’alkylation d’hydrocarbures aromatiques inférieurs. Les huiles essentielles, contenant des terpènes et du p-cymène, peuvent être aussi obtenues à partir de pins, d’eucalyptus et de plantes aromatiques; ce sont également des sous-produits de l’industrie papetière utilisant la cellulose du pin. On trouve aussi des hydrocarbures polycycliques dans la fumée des atmosphères urbaines.

Applications

Les hydrocarbures aromatiques ont pris une grande importance économique à partir du début du XIX^e siècle, époque à laquelle on a utilisé l’huile légère de houille comme solvant du caoutchouc. Sous forme de produits purs, les composés aromatiques sont couramment utilisés dans la synthèse chimique des matières plastiques, du caoutchouc, des peintures, des colorants, des explosifs, des pesticides, des détergents, des parfums et des médicaments. Ils sont employés principalement en mélange dans des solvants et constituent une fraction variable de l’essence.

Le cumène entre dans la composition des carburants d’aviation à haut indice d’octane et on l’utilise comme diluant dans les peintures cellulosiques et les laques. C’est également un important produit de départ dans la synthèse du phénol et de l’acétone, et dans la production du styrène par craquage. Il est employé dans la constitution de nombreux solvants du commerce à base de pétrole qui distillent entre 150 et 160 °C. C’est un bon solvant des graisses et des résines et, par conséquent, on l’emploie à la place du benzène dans de nombreuses applications industrielles. Le p-cymène est présent dans bien des huiles essentielles; on l’obtient par hydrogénation à partir de terpènes monocycliques. C’est un sous-produit de la fabrication de la pâte à papier par le procédé au bisulfite et il est utilisé principalement avec d’autres solvants et hydrocarbures aromatiques comme diluant des laques et des vernis.

Le benzène n’est plus autorisé dans les produits à usage domestique, et son utilisation comme solvant et composant des bains de nettoyage à sec a cessé dans de nombreux pays. On a largement recours au benzène pour la préparation du styrène, des phénols, de l’anhydride maléique et de nombreux détergents, explosifs, produits pharmaceutiques et colorants. Il est utilisé comme carburant, comme réactif chimique et pour l’extraction des graines et des amandes. Les dérivés mono-, di- et trialkylés du benzène sont employés principalement comme solvants et diluants dans la fabrication d’intermédiaires pour parfums et colorants. Ces substances sont présentes dans certains produits pétroliers et dans les distillats du goudron de houille. Le pseudocumène est utilisé dans la fabrication des parfums et, avec le 1,3,5-triméthylbenzène, comme intermédiaire dans la synthèse des colorants, mais ces substances trouvent leur principale utilisation industrielle comme solvants et diluants pour peintures.

Le toluène est un solvant des huiles, des résines, du caoutchouc naturel (en mélange avec du cyclohexane) et du caoutchouc synthétique, du goudron de houille, de l’asphalte, du brai et des acétylcelluloses (en mélange à chaud avec l’alcool éthylique). C’est également un solvant et diluant des peintures et vernis cellulosiques, et un diluant des encres d’héliogravure. Additionné d’eau, il forme des mélanges azéotropes dont on exploite le pouvoir dépolissant. Le toluène entre dans la composition des mélanges utilisés comme produits de nettoyage dans un certain nombre d’industries et dans l’artisanat. Il est employé dans la fabrication de détergents et du cuir artificiel, et c’est aussi une matière première importante en synthèse organique, en particulier pour la synthèse des chlorures de benzyle et de benzilidène, de la saccharine, de la chloramine T, du trinitrotoluène et de nombreux colorants. Il entre dans la composition des carburants pour avions et automobiles. Ces applications devraient être interdites dans l’Union européenne à la suite du règlement n^o 594/91 du Conseil de la Commission des Communautés européennes (CCE) du 4 mars 1991 relatif à des substances qui appauvrissent la couche d’ozone.

Le naphtalène est utilisé comme produit de base dans un grand nombre de synthèses organiques, comme antimite et xyloprotecteur. Il sert également à la fabrication de l’indigo et dans la lutte contre les poux en application externe sur le bétail et la volaille.

Le styrène intervient dans la fabrication de nombreux polymères (par exemple, du polystyrène) et d’élastomères tels que le caoutchouc butadiène-styrène ou l’acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), qui sont obtenus par copolymérisation du styrène avec le 1,3-butadiène et l’acrylonitrile. Le styrène est largement utilisé dans la production des matières plastiques transparentes. L’éthylbenzène sert d’intermédiaire de synthèse, en particulier dans la production du styrène et du caoutchouc synthétique. Il est employé comme solvant ou diluant, comme composant des carburants pour avions et automobiles et dans la fabrication de l’acétate de cellulose.

Il existe trois isomères du xylène: ortho- (o-), para- (p-) et méta- (m-). Le produit commercial est un mélange de ces isomères, la plus grande proportion étant formée par le composé méta (jusqu’à 60 à 70%) et la plus faible, par le composé para (jusqu’à 5%). Le xylène est utilisé dans le commerce comme diluant des peintures et vernis, dans les produits pharmaceutiques, comme additif pour augmenter l’indice d’octane des carburants d’aviation, dans la synthèse des colorants et dans la production des acides phtaliques. Etant donné que le xylène est un bon solvant de la paraffine, du baume du Canada et du polystyrène, on l’emploie en histologie.

Les terphényles sont utilisés comme intermédiaires de synthèse dans la fabrication de lubrifiants n’ayant pas tendance à s’étaler et comme agents réfrigérants dans les réacteurs nucléaires. Les terphényles et les biphényles sont utilisés comme fluides caloporteurs, mais aussi en synthèse organique et dans la fabrication des parfums. Le diphénylméthane, par exemple, est employé comme parfum dans la fabrication des savons et comme solvant dans les vernis cellulosiques. Il trouve également une application comme pesticide.

Risques

L’absorption a lieu par inhalation, ingestion et, dans une moindre mesure, par contact cutané. D’une manière générale, les dérivés monoalkylés du benzène sont plus toxiques que les dérivés dialkylés, et les dérivés à chaîne ramifiée sont plus toxiques que les dérivés à chaîne droite. Les hydrocarbures aromatiques sont métabolisés par bio-oxydation du cycle; s’il existe des chaînes latérales, constituées notamment d’un groupement méthyle, celles-ci sont oxydées et le cycle reste inchangé. Ils sont transformés dans une forte proportion en composés hydrosolubles, puis transformés en glyco-, glucuro- et sulfoconjugués et éliminés par les urines.

L’action des hydrocarbures aromatiques sur le système nerveux central (SNC) peut être aiguë ou chronique. Les accidents aigus comportent céphalées, nausées, étourdissements, désorientation, confusion et apathie. Des doses aiguës élevées peuvent même provoquer une perte de conscience et une dépression respiratoire. L’irritation respiratoire (toux et mal de gorge) est un effet aigu bien connu. Les symptômes cardio-vasculaires peuvent comprendre des palpitations et une sensation ébrieuse. Les symptômes neurologiques de l’exposition chronique peuvent comprendre des troubles du comportement, une dépression, des sautes d’humeur, ainsi qu’une altération de la personnalité et des fonctions cognitives. On a observé également que l’exposition chronique pouvait causer chez certains patients une neuropathie distale ou la favoriser. Le toluène a aussi été associé à un syndrome persistant d’ataxie cérébelleuse. Les effets aigus peuvent également se traduire par un dessèchement, une irritation et des gerçures de la peau ou par une dermatite. Une hépatotoxicité a également été observée, notamment après exposition à des dérivés chlorés. Le benzène est notoirement cancérogène et il provoque différents types de leucémie, mais principalement une leucémie aiguë non lymphocytaire. Il cause également une anémie aplasique et une pancytopénie (réversible).

Les hydrocarbures aromatiques dans leur ensemble présentent un risque d’incendie important. L’Association nationale de protection contre l’incendie des Etats-Unis (US National Fire Prevention Association (NFPA)) a attribué à la plupart des composés de ce groupe une cote d’inflammabilité de 3 (4 correspondant à un risque grave). Il faut prendre des mesures pour éviter l’accumulation de vapeurs sur le lieu de travail et traiter promptement fuites et débords. Une chaleur extrême est à éviter en présence de vapeurs.

Benzène

Le benzène est souvent désigné par «benzol» sous sa forme commerciale (mélange de benzène et de ses homologues) et ne doit pas être confondu avec la benzine, un solvant du commerce qui consiste en un mélange d’hydrocarbures aliphatiques.

Métabolisme. L’absorption du benzène s’effectue généralement au niveau des poumons et des voies digestives. Excepté le cas d’une exposition particulièrement élevée, le benzène n’est pas très bien résorbé par voie percutanée. Une faible quantité de ce produit est exhalée sous forme inchangée. Il se répartit dans l’organisme entier et est principalement métabolisé en phénol, lequel est excrété par l’urine après conjugaison. Suite à l’arrêt de l’exposition, la concentration tissulaire diminue rapidement.

Du point de vue biologique, il semble que les troubles médullaires et hématologiques observés lors d’une intoxication chronique au benzène puissent être attribués à son époxydation. On a avancé l’hypothèse d’une époxydation directe du benzène dans des cellules médullaires telles que les érythroblastes. Le mécanisme de la toxicité semble consister en une action des métabolites du benzène sur les acides nucléiques. Un accroissement de la fréquence des aberrations chromosomiques a été observé chez l’être humain et chez l’animal exposés au benzène. Tout état pathologique susceptible d’inhiber la métabolisation de l’époxybenzène et les réactions de conjugaison, comme c’est notamment le cas des troubles hépatiques, a tendance à renforcer l’action toxique du benzène. C’est un facteur important eu égard aux différences de sensibilité individuelle vis-à-vis de ce toxique. Le benzène est étudié plus en détail dans une autre partie de la présente Encyclopédie.

Incendie et explosion. Le benzène est un liquide inflammable, dont la vapeur forme avec l’air des mélanges inflammables ou explosibles dans une gamme étendue de concentrations; l’évaporation du liquide produit des concentrations de vapeurs possédant ces propriétés à des températures ne dépassant pas –11 °C. Par conséquent, en l’absence de précautions, des concentrations inflammables sont susceptibles d’être présentes à toute température de travail normale lorsque le liquide est stocké, manipulé ou utilisé. Le risque s’accroît en cas de fuites ou de débords accidentels.

Naphtalène

Facilement inflammable et, sous forme de particules ou de vapeurs, le naphtalène constitue avec l’air des mélanges explosifs. Son action toxique a été principalement mise en évidence à la suite d’intoxications digestives chez des enfants qui avaient pris des boules antimites pour des bonbons, et elle se manifeste par une anémie hémolytique aiguë accompagnée de lésions hépatiques et rénales et d’une congestion vésicale.

On a fait état d’intoxications graves chez des travailleurs ayant inhalé des vapeurs concentrées de naphtalène; les symptômes les plus courants étaient une anémie hémolytique avec présence de corps de Heinz, des troubles hépatiques et rénaux et une névrite optique. L’absorption prolongée de naphtalène peut aussi donner naissance à de petites opacités punctiformes à la périphérie du cristallin, sans atteinte fonctionnelle. Le contact de l’œil avec des vapeurs concentrées et des microcristaux condensés peut conduire à une kératite punctiforme, voire à une choriorétinite.

On a constaté que le contact avec la peau provoque une dermatite érythémato-exsudative; néanmoins, ces cas sont attribués au contact avec du naphtalène brut qui contient encore du phénol responsable de la dermatite du pied observée chez les travailleurs qui déchargent le naphtalène des plateaux de cristallisation.

Toluène et dérivés

Métabolisme. Le toluène pénètre dans l’organisme par les voies respiratoires et, accessoirement, par voie percutanée. Il traverse la barrière alvéolaire, le rapport des concentrations dans le sang et l’air étant de 11,2 à 15,6 à 37 °C, et se disperse ensuite dans les différents tissus dans des proportions qui dépendent de leur irrigation et de la solubilité tissulaire du composé.

Le rapport concentration tissulaire/concentration sanguine est de 1:3, sauf pour les tissus riches en lipides dans lesquels le toluène s’accumule à 80%. Le toluène est ensuite oxydé au niveau de sa chaîne latérale dans les microsomes hépatiques (mono-oxygénation microsomique). Le plus important produit de cette transformation, qui représente environ 68% du toluène absorbé, est l’acide hippurique (AH), qui apparaît dans l’urine après avoir été principalement excrété au niveau des tubules proximaux du rein. De faibles quantités de o-crésol (0,1%) et de p-crésol (1%), qui sont issus de l’oxydation du noyau aromatique, peuvent être également détectées dans l’urine, comme il est indiqué dans le chapitre n^o 27, «L’évaluation des risques biologiques», de la présente Encyclopédie.

La demi-vie biologique de l’AH est très brève, de l’ordre de 1 à 2 heures. La concentration de toluène dans l’air expiré au repos est d’environ 18 ppm pour un niveau d’exposition de 100 ppm et elle diminue très rapidement après cessation de l’exposition. La quantité de toluène retenue dans l’organisme dépend de la proportion de lipides présente. L’organisme des personnes obèses retiendra plus de toluène.

Dans le foie, c’est le même système enzymatique qui oxyde le toluène, le styrène et le benzène. Ces trois substances ont donc tendance à entrer en compétition pour s’inhiber mutuellement. Par exemple, si des rats reçoivent des doses importantes de toluène et de benzène, on observe une diminution de la concentration des métabolites du benzène dans les tissus et l’urine, et une augmentation de celle du benzène dans l’air expiré. Dans le cas du trichloréthylène, il n’y a pas d’inhibition compétitive, car les deux composés ne sont pas oxydés par le même système enzymatique. L’exposition simultanée entraîne une réduction de l’AH et l’apparition de composés trichlorés dans l’urine. L’absorption du toluène est plus importante pendant l’effort qu’au repos. Lorsque la dépense énergétique est de 50 watts, les concentrations dans le sang artériel et dans l’air alvéolaire sont deux fois plus importantes qu’au repos.

Risques aigus et chroniques pour la santé. Le toluène présente une toxicité aiguë un peu plus marquée que celle du benzène. A une concentration d’environ 200 ou 240 ppm, il provoque, après 3 à 7 heures, vertiges, étourdissements, problèmes d’équilibre et céphalées. A concentration plus élevée, il peut y avoir coma narcotique.

Les symptômes de la toxicité chronique sont ceux que l’on rencontre habituellement en cas d’exposition aux solvants courants, à savoir: irritation des muqueuses, euphorie, céphalées, vertiges, nausées, inappétence et intolérance à l’alcool. Ces symptômes apparaissent généralement en fin de journée, s’aggravent à la fin de la semaine et s’atténuent, voire disparaissent, pendant la fin de semaine ou les congés.

Le toluène n’agit pas sur la moelle osseuse. Les cas rapportés concernent soit une exposition simultanée au toluène et au benzène, soit ne sont pas clairs à cet égard. Théoriquement, il est possible que le toluène provoque une atteinte hépatotoxique, mais cela n’a jamais été prouvé. Certains auteurs ont émis l’hypothèse d’une maladie auto-immune semblable au syndrome de Goodpasture (glomérulonéphrite auto-immune).

On a noté plusieurs cas de mort subite, en particulier chez des enfants et adolescents qui respiraient de la colle (inhalation des vapeurs d’un adhésif contenant du toluène, entre autres solvants), le décès étant dû à un arrêt cardiaque par fibrillation ventriculaire avec chute des catécholamines. L’expérimentation animale montre que le toluène n’est tératogène qu’à dose élevée.

Incendie et explosion. Aux températures qui règnent normalement sur les lieux de travail, le toluène dégage des vapeurs qui présentent un danger d’inflammation. Les flammes nues et, d’une façon générale, toute source d’ignition sont à bannir des locaux où du toluène liquide peut être exposé à l’air au cours du travail ou par accident. Le stockage et le transport nécessitent des équipements adaptés.

Parmi les autres dérivés monoalkylés du benzène, le n-propylbenzène exerce, sur le SNC, des effets lents, mais prolongés. Le dodécylbenzènesulfonate de sodium est produit par réaction catalytique du tétrapropylène avec le benzène, acidification par l’acide sulfurique et traitement avec de la soude caustique. Le contact répété avec la peau peut provoquer une dermatite; en cas d’exposition prolongée, il peut se révéler modérément irritant pour les muqueuses.

Les vapeurs de p-tert-butyltoluène se signalent par leur odeur à partir de 5 ppm. Une légère irritation conjonctivale se produit après exposition à des concentrations de 5 à 8 ppm. L’exposition aux vapeurs de ce composé provoque céphalées, nausées, malaise général et signes de dystonie neurovégétative. Son métabolisme est probablement similaire à celui du toluène. Concernant les risques d’incendie et les risques pour la santé, les mêmes précautions doivent être observées pour le p-tert-butyltoluène que pour le toluène.

Xylène

Comme le benzène, le xylène a une action narcotique et, en cas d’exposition prolongée, on constate une atteinte des organes hématopoïétiques et l’apparition de troubles du SNC. Le tableau clinique de l’intoxication aiguë est similaire à celui de l’intoxication par le benzène. Les symptômes en sont fatigue, étourdissements, sensation ébrieuse, frissons, dyspnée et, parfois, nausées et vomissements; dans des cas plus graves, le sujet peut perdre conscience. On observe également une irritation des muqueuses des yeux, des voies aériennes supérieures, ainsi qu’une atteinte rénale.

Les sujets exposés en permanence au xylène se plaignent de faiblesse générale, de fatigue excessive, d’étourdissements, de céphalées, d’irritabilité, d’insomnies, de perte de mémoire et d’acouphènes. Des troubles cardio-vasculaires, un goût douceâtre dans la bouche, des nausées, parfois accompagnées de vomissements, une inappétence, une soif excessive, des sensations de brûlure aux yeux et des saignements de nez sont des symptômes typiques. Dans certains cas, on a observé des troubles fonctionnels du SNC, associés à des effets neurologiques prononcés (par exemple, dystonie), une perturbation de la synthèse des protéines et une réactivité immunobiologique réduite.

Chez la femme, l’intoxication détermine des troubles menstruels (ménorragie, métrorragie). On a rapporté que des ouvrières exposées à des concentrations de toluène et de xylène dépassant périodiquement les limites d’exposition ont également souffert de troubles gravidiques pathologiques (toxicose, risque d’avortement, hémorragie à l’accouchement) ou de stérilité.

Les anomalies hématologiques peuvent prendre la forme d’une anémie, d’une poïkilocytose, d’une anisocytose, d’une leucopénie (parfois d’une leucocytose) caractérisée par une lymphocytose relative et, dans certains cas, d’une thrombocytopénie importante. La sensibilité au xylène varie d’un individu à l’autre. On n’a pas observé d’intoxication chronique chez certains travailleurs exposés au xylène pendant quelques décennies, alors qu’un tiers du personnel travaillant dans les mêmes conditions d’exposition présentait les symptômes d’une intoxication chronique et est devenu inapte au travail. Une exposition prolongée au xylène peut diminuer la résistance de l’organisme et le rendre plus sensible à divers agents pathogènes. Les analyses révèlent la présence de protéines, de sang, d’urobiline et d’urobilinogène dans les urines.

On connaît des cas d’intoxication chronique ayant eu une issue fatale, notamment chez des travailleurs effectuant des impressions en creux, mais aussi dans d’autres branches de l’industrie. Dans un certain nombre de cas d’intoxications graves ou fatales rapportés chez des femmes enceintes, on a observé une hémophilie et une aplasie médullaire. Le xylène provoque également des atteintes cutanées, en particulier de l’eczéma.

Dans l’intoxication chronique, des traces de xylène sont présentes dans tous les organes, notamment dans les surrénales, la moelle osseuse, la rate et le tissu nerveux. Le xylène s’oxyde dans l’organisme pour former les acides toluiques (acides o-, m-, p-méthylbenzoïques), qui réagissent ensuite avec la glycine et l’acide glucuronique.

Pendant la production ou l’utilisation du xylène, on peut rencontrer des concentrations élevées dans l’atmosphère des lieux de travail si les équipements ne sont pas étanches et que l’on ne travaille pas en vase clos, avec notamment de grandes surfaces d’évaporation. Des quantités importantes sont également libérées dans l’air pendant les travaux de réparation et de nettoyage des installations.

Le contact avec le xylène, qui a pu contaminer les surfaces des locaux et des équipements ou encore les vêtements de protection, risque d’entraîner sa pénétration à travers la peau. Le taux de pénétration percutanée est, chez le sujet humain, de 4 à 10 mg/cm² par jour.

Des niveaux d’exposition de 100 ppm pendant une durée pouvant aller jusqu’à 30 minutes ont provoqué une irritation modérée des voies aériennes supérieures. A 300 ppm, l’équilibre, la vision et le temps de réaction sont affectés. L’exposition à 700 ppm pendant 60 minutes peut entraîner céphalées, étourdissements et nausées.

Parmi les autres dérivés dialkylbenzéniques, le p-cymène est un irritant primaire de la peau. Il comporte un risque d’incendie. Le contact avec ce composé à l’état liquide provoque un dessèchement, une délipidation et un érythème. On ne possède aucune preuve d’une action sur la moelle osseuse. L’exposition aiguë au p-tert-butyltoluène (p-tertiobutyltoluène) à des concentrations de 20 ppm et plus peut causer des nausées, un goût métallique, une irritation oculaire et des étourdissements. Une exposition répétée entraîne une hypotension, une accélération du pouls, de l’anxiété et des tremblements, ainsi qu’une légère anémie accompagnée de leucopénie et d’éosinophilie. En pareil cas, le composé se comporte également comme un irritant modéré de la peau, en raison de la délipidation qu’il provoque. Les études toxicologiques effectuées sur l’animal ont mis en évidence des effets sur le SNC, avec notamment des lésions au niveau du corps calleux et de la moelle épinière.

Les intoxications au styrène et à l’éthylbenzène sont très similaires et seront donc traitées ensemble. Le styrène peut pénétrer dans l’organisme par inhalation de vapeurs ou, comme il est liposoluble, par voie percutanée. Il sature rapidement l’organisme (en 30 à 40 minutes), se répartit dans les organes et s’élimine rapidement (85% en 24 heures) soit par les urines (71% sous la forme de produits d’oxydation du groupement vinyle — les acides hippurique et mandélique), soit dans l’air expiré (10%). En ce qui concerne l’éthylbenzène, il est éliminé à raison de 70% par les urines sous forme de métabolites divers — acide phénylacétique, alcool α-phényléthylique, acide mandélique et acide benzoïque.

La présence d’une double liaison dans la chaîne latérale du styrène augmente sensiblement les propriétés irritantes du noyau benzénique; toutefois, l’action toxique générale du styrène est moins prononcée que celle de l’éthylbenzène. Le styrène liquide produit un effet cutané local. L’expérimentation animale a montré que le styrène liquide irrite la peau et provoque des phlyctènes et une nécrose tissulaire. L’exposition aux vapeurs de styrène peut également provoquer une irritation cutanée.

A des concentrations supérieures à 2 mg/ml, les vapeurs d’éthylbenzène et de styrène peuvent provoquer une intoxication aiguë chez les animaux de laboratoire; les symptômes initiaux sont l’irritation des muqueuses des voies aériennes supérieures, des yeux et de la bouche. Ces symptômes sont suivis d’une narcose, de crampes et de la mort par paralysie des centres respiratoires. Sur le plan anatomopathologique principalement, on observe un œdème cérébral et pulmonaire, une nécrose de l’épithélium des tubules rénaux et une dystrophie hépatique.

L’éthylbenzène est plus volatil que le styrène et sa fabrication comporte un risque plus important d’intoxication aiguë; les deux substances sont toxiques par ingestion. L’expérimentation animale montre que l’absorption du styrène par voie digestive entraîne des symptômes d’intoxication semblables à ceux qui résultent de l’inhalation. Les doses létales sont les suivantes: 8 g/kg de poids corporel pour le styrène et 6 g/kg pour l’éthylbenzène; l’inhalation de concentrations comprises entre 45 et 55 mg/l est mortelle.

Dans l’industrie, une intoxication aiguë par le styrène ou l’éthylbenzène peut se produire à la suite d’un incident ou d’une erreur de manipulation. Une réaction de polymérisation qui s’emballe entraîne un dégagement rapide de chaleur et nécessite la vidange immédiate du réacteur. Il importe de mettre en place des moyens de prévention technique pour éviter que du styrène ou de l’éthylbenzène ne se concentrent soudainement dans l’atmosphère du lieu de travail, sans quoi les travailleurs risquent d’être exposés à des teneurs susceptibles de provoquer une encéphalopathie ou une hépatite toxique s’ils ne portent pas une protection respiratoire adaptée.

Intoxication chronique. Le styrène comme l’éthylbenzène peuvent également être à l’origine d’une intoxication chronique. Une exposition prolongée aux vapeurs de styrène ou d’éthylbenzène à des concentrations supérieures à celles autorisées peut entraîner des troubles fonctionnels du système nerveux, une irritation des voies aériennes supérieures, des anomalies hématologiques (en particulier, une leucopénie et une lymphocytose), ainsi qu’une atteinte hépatique et biliaire. L’examen médical de travailleurs employés depuis plus de 5 ans dans des usines de production de polystyrène et de caoutchouc synthétique, où la concentration atmosphérique de styrène et d’éthylbenzène était d’environ 50 mg/m³, a révélé des cas d’hépatite toxique. L’exposition prolongée à des concentrations de styrène inférieures à 50 mg/m³ perturbe certaines fonctions hépatiques (protéines, pigments, glycogène). Les travailleurs employés à la production de polystyrène souffrent également d’asthénie et d’atteinte de la muqueuse nasale; on a également observé des troubles de l’ovulation et de la menstruation.

Des expériences sur le rat ont montré que le styrène exerce des effets embryotoxiques à une concentration de 1,5 mg/m³; son métabolite, l’oxyde de styrène, est mutagène et réagit sur les microsomes, les protéines et les acides nucléiques des cellules hépatiques. L’oxyde de styrène est chimiquement actif et bien plus toxique pour le rat que le styrène lui-même. L’oxyde de styrène est classé par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) comme probablement cancérogène pour l’humain (groupe 2A). Le styrène lui-même est considéré comme pouvant être cancérogène pour l’humain (groupe 2B).

L’expérimentation animale portant sur la toxicité chronique de l’éthylbenzène a montré que des concentrations élevées (1 000 et 100 mg/m³) peuvent être nocives et provoquer des perturbations fonctionnelles et organiques (troubles du système nerveux, hépatite toxique et atteinte des voies aériennes supérieures). Une concentration ne dépassant pas 10 mg/m³ peut causer une inflammation catarrhale de la muqueuse des voies aériennes supérieures. Des concentrations de l’ordre de 1 mg/m³ sont à l’origine de troubles de la fonction hépatique.

Dérivés trialkylbenzéniques. Dans les triméthylbenzènes, trois atomes d’hydrogène du noyau benzénique sont remplacés par trois groupements méthyle pour former une autre famille d’hydrocarbures aromatiques liquides. L’utilisation de ces composés présente un risque d’incendie et un risque pour la santé. Tous les trois sont inflammables. Le point d’éclair du pseudocumène est de 45,5 ºC mais, dans l’industrie, les produits entrent généralement dans la composition du naphta de goudron de houille de qualité solvant dont le point d’éclair peut se situer entre 32 ºC et moins de 23 ºC. En l’absence de précautions, les vapeurs peuvent atteindre une concentration inflammable là où ces liquides sont utilisés comme solvants ou diluants.

Risques pour la santé. Les principales données relatives aux effets toxiques des triméthylbenzènes, en particulier du 1,3,5-triméthylbenzène et du pseudocumène, tant chez l’animal que chez l’être humain, sont issues d’une étude réalisée sur un solvant et diluant pour peinture qui en contient 80%. Ils agissent en déprimant le SNC et peuvent provoquer des troubles de l’hémostase. Une bronchite asthmatiforme, des céphalées, de la fatigue et de la somnolence sont également évoquées par 70% des travailleurs exposés à des concentrations élevées. Le 1,3,5-triméthylbenzène est oxydé en grande partie dans l’organisme en acide mésitylénique, puis transformé en glyco-conjugué et excrété par l’urine. Le pseudocumène est oxydé en acide p-xylique, puis excrété également par l’urine.

L’utilisation du cumène dans un procédé industriel comporte des risques d’incendie et des risques sanitaires. Le cumène est irritant pour la peau et peut être lentement résorbé par contact. Il a également une action narcotique sur l’animal, mais qui est plus lente à se développer et dure plus longtemps que dans le cas du benzène ou du toluène. Ce composé a également tendance à provoquer des lésions pulmonaires, hépatiques et rénales, mais qui n’ont pas été observées chez des sujets humains.

A l’état liquide, le cumène ne dégage pas de vapeurs en concentrations inflammables au-dessous de 43,9 ºC. Ainsi, des mélanges inflammables de vapeur et d’air ne sont susceptibles de se former qu’au cours d’opérations incontrôlées au cours desquelles des températures plus élevées sont atteintes. Le chauffage de solutions ou de revêtements contenant du cumène au cours d’une opération (dans un four de séchage, par exemple) peut facilement provoquer un incendie, voire une explosion dans certaines conditions.

Mesures de sécurité et de santé

Etant donné que la principale porte d’entrée est le poumon, il est important d’empêcher ces produits de pénétrer dans la zone de respiration. Un système efficace de ventilation par aspiration permettant d’éviter l’accumulation des toxiques constitue l’un des moyens les plus importants pour éviter une inhalation excessive. Un fois ouvert, tout récipient doit être couvert ou refermé après usage. Les précautions mentionnées ci-dessus pour éviter la présence de vapeurs sur le lieu de travail sont suffisantes pour prévenir la formation de mélanges inflammables dans l’air en situation normale. Pour parer au risque de fuites ou de débords accidentels de liquide à partir des récipients de stockage, des réacteurs, etc., il faut prendre des précautions supplémentaires, telles que des rebords autour des réservoirs, des seuils au niveau des portes, ou des sols spécialement conçus pour limiter la dispersion du liquide répandu. Toute flamme nue ou autre source d’ignition est à bannir des locaux où ces produits sont stockés ou utilisés. Des mesures efficaces doivent être prévues pour éliminer rapidement les fuites et les débords.

Sans mettre en cause l’efficacité des appareils de protection respiratoire, il est recommandé de ne les utiliser qu’en cas d’urgence et de noter qu’ils sont entièrement dépendants de l’utilisateur. La protection vis-à-vis d’un deuxième mode d’exposition majeur, la voie cutanée, peut être assurée par des vêtements de protection tels que gants, masques ou écrans de protection faciale et blouses. De plus, les yeux des travailleurs doivent être protégés contre le risque de projection de ces substances. Les travailleurs doivent éviter de porter des lentilles de contact dans les zones où une exposition (en particulier de la face et des yeux) est possible; les lentilles de contact peuvent renforcer l’effet nocif de ces substances et diminuent souvent l’efficacité des lavages oculaires, sauf si elles sont ôtées immédiatement.

Si la peau entre en contact avec ces substances, il faut la laver immédiatement à l’eau et au savon. Si des vêtements ont été souillés, il faut les enlever rapidement. Les projections d’hydrocarbures aromatiques dans les yeux doivent être éliminées par irrigation à l’eau pendant au moins 15 minutes. Les brûlures occasionnées par les projections de composés liquéfiés demandent une prompte intervention médicale. Dans le cas d’une exposition grave, on doit amener le patient à l’air frais et le laisser au repos jusqu’à l’arrivée d’un médecin. S’il semble avoir des difficultés respiratoires, il faut l’alimenter en oxygène. La grande majorité des personnes atteintes se rétablissent rapidement à l’air pur et il est rare qu’un traitement symptomatique soit nécessaire.

Remplacement du benzène. Il est admis aujourd’hui que l’utilisation du benzène doit être abandonnée dans toute application industrielle ou commerciale lorsqu’un produit de substitution efficace et moins nocif est disponible, encore qu’il n’existe pas toujours un composé susceptible de remplacer le benzène comme intermédiaire de synthèse. En revanche, il s’est avéré possible d’adopter des produits de substitution pour pratiquement toutes les opérations, très nombreuses, dans lesquelles le benzène était utilisé en tant que solvant. Le produit de substitution n’est pas toujours un aussi bon solvant que le benzène, mais il peut quand même se révéler un solvant préférable, car les précautions à prendre sont moins onéreuses. Parmi ces produits, il faut mentionner les homologues du benzène (en particulier le toluène et le xylène), le cyclohexane, certains hydrocarbures aliphatiques (soit à l’état pur, comme pour l’hexane, soit en mélange, comme pour une vaste gamme de solvants pétroliers), les naphtas de qualité solvant (qui sont des mélanges relativement complexes de composition variable, obtenus à partir de la houille) ou certains produits pétroliers. Théoriquement, ils ne contiennent pas de benzène et très peu de toluène; leurs principaux constituants sont des homologues de ces deux hydrocarbures présents dans des proportions qui varient en fonction de l’origine du mélange. On peut choisir divers autres solvants adaptés à la substance à dissoudre et au procédé industriel considéré. Ces solvants peuvent être des al- cools, des cétones, des esters ou des dérivés chlorés de l’éthylène.

TABLEAUX DES HYDROCARBURES AROMATIQUES