Azote liquide utilisé dans les activités d’assistance médicale à la procréation

L’azote ou plus exactement le diazote (N₂) est un gaz très répandu sur terre. Il est en effet naturellement présent dans l'air atmosphérique et n'est pas toxique. L’azote liquide est fabriqué à partir d’air comprimé et épuré. Puis, les gaz extraits sont liquéfiés (oxygène et azote pour l’essentiel). L’azote liquide ou gazeux est sans couleur, inodore et sans saveur. À la pression atmosphérique normale, l’azote liquide se vaporise à − 196°C. Les utilisations de l’azote liquide sont de plus en plus nombreuses et diverses. Il est notamment utilisé dans le domaine médical afin de conserver des cellules et tissus humains. C’est dans ce cadre qu’il est utilisé dans le cadre des activités d’assistance médicale à la procréation.

Dans le cadre de la préparation d’un arrêté sur les bonnes pratiques dans les laboratoires de biologie de la reproduction, l’Agence a été saisie par l’Agence de la biomédecine afin de procéder à l’évaluation des risques liés à l’utilisation de l’azote liquide dans le cadre des activités d’AMP.

Pour répondre à cette saisine, un groupe de travail a été mis en place constitué d’experts des CES « Evaluation des risques liés aux milieux aériens » et « Evaluation des risques liés aux substances chimiques », de l’Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS) et d’experts reconnus pour leurs compétences en biologie de la reproduction ou en cryogénie.

L’expertise s’est articulée autour de trois axes :

• dresser un état des lieux de la réglementation applicable à l’utilisation d’azote liquide, à l’exception de la production et de la distribution industrielle d’azote liquide ; 
• évaluer les risques liés à l’utilisation de l’azote liquide dans les activités de biologie de la reproduction ; 
• proposer des orientations de recommandation en termes de prévention des risques.

Le cadre de l’expertise demandée à l’Agence se bordant aux activités d’AMP, le périmètre d’étude des risques s’est limité aux opérations de travail qui se déroulent dans les salles d’assistance médicale à la procréation contenant de l’azote liquide, ainsi qu’à la manutention des conteneurs dans les circulations internes au bâtiment et au service d’AMP, et au transport sur la voie publique de conteneurs de faibles volumes. 

Le travail de l’Agence

Une revue de la littérature scientifique a été réalisée en vue de relever des données générales relatives à l’azote liquide (propriétés physico-chimiques, stabilité et réactivité), et d’identifier et évaluer ses effets sanitaires. 

L’identification des situations de travail à risques a pu être réalisée en analysant les informations recueillies dans le cadre de : 

• l’enquête de l’Agence de la biomédecine portant sur la situation des laboratoires d’AMP en France ;
• l’audition d’industriels : fabricants/fournisseurs d’équipements cryogéniques, distributeurs d’azote liquide ; 
• un relevé sur site des opérations d’AMP mettant en jeu l’azote liquide. 

Afin d’évaluer le risque hypoxique, des taux d’oxygène résiduels dans l’air d’un local consécutifs à l’évaporation d’azote liquide dans des circonstances caractéristiques de l’activité de biologie de la reproduction, ont été estimés. Ces taux ont été confrontés aux effets sanitaires qui leur sont communément associés. 

Ces travaux, enrichis d’un bilan des réglementations et recommandations applicables à l’azote liquide, ont conduit à l’élaboration de recommandations visant à orienter les actions de prévention des risques liés à l’utilisation de l’azote liquide dans les laboratoires de biologie de la reproduction. 

Ces travaux ont aboutit à la publication d’un rapport et d’un avis en avril 2008.

Résultats

L’azote, est l’un des constituants majeur de l’air, et ne présente pas intrinsèquement de toxicité particulière. Les principaux dangers liés à l’azote liquide sont les gelures et l’asphyxie (conséquence de l’hypoxie). Si le premier est bien connu du fait de la température extrêmement basse de l’azote à l’état liquide (-196°C), le second l’est beaucoup moins, bien qu’il puisse être fatal. Le risque hypoxique de l’azote liquide est lié à la capacité de l’azote liquide à générer rapidement, par évaporation, un important volume d’azote gazeux, provoquant ainsi une réduction du taux d’oxygène de l’air par déplacement et dilution de l’oxygène.

Les risques dus à l’utilisation de l’azote liquide sont difficilement quantifiables du fait de la grande hétérogénéité des situations de travail et des configurations de locaux. 

Afin d’évaluer le risque lié à l’hypoxie pour le personnel exposé, la quantité maximale d’azote liquide pouvant s’évaporer dans des circonstances caractéristiques de l’activité de biologie de la reproduction, a été estimée, pour ensuite calculer la baisse maximale d’oxygène dans l’air d’un local consécutive à cette évaporation. Les taux d’oxygène résiduels, calculés sous différentes conditions de ventilation et de volume de local, ont été confrontés aux effets sanitaires communément associés à ces taux d’oxygène : 

• évaporation naturelle à partir des conteneurs : les résultats montrent globalement un faible impact de l’évaporation naturelle du contenu des récipients stockés sur le taux d’oxygène de l’air d’un local, et par conséquent sur le risque hypoxique ;
• mise à niveau d’un récipient : pour la mise à niveau d’un récipient en azote liquide (remplissage pour garantir que les produits biologiques soient immergés en permanence), le risque hypoxique apparaît fortement conditionné par la ventilation et le volume du local. Ce risque est globalement écarté dès lors que le volume du local est important (150 m³), ou que la ventilation est forcée (20 vollocal.h^-1, sauf pour des locaux très réduits de 10 m³) ; 
• mise en froid d’un conteneur volumineux initialement dépourvu d’azote liquide : le remplissage de mise en froid d’un conteneur (opération peu fréquente en AMP) implique une évaporation d’azote liquide relativement forte au début du remplissage du fait de la différence de température entre les parois du conteneur et l’azote liquide. Les résultats issus d’une modélisation de mesures expérimentales (donc spécifiques aux conditions d’expérience) sur un conteneur volumineux de 660 litres montrent effectivement une décroissance du taux d’oxygène dans les premières minutes. La pente de cette décroissance est conditionnée par la ventilation et le volume du local. Un risque d’hypoxie grave, voire fatal, apparaît dans un local très réduit de 10 m³, de possibles effets plus ou moins graves selon le taux de ventilation dans 30 m³, a priori pas de risque particulier dans un local de 150 m³, même avec un taux de renouvellement d’air de 0,5 vollocal.h^{-1 ;}
• renversement du contenu d’un récipient : pour le scenario de renversement accidentel d’un récipient (5, 10 et 60 litres) basé sur des hypothèses de calcul majorantes en termes de risque hypoxique, des taux d’oxygène particulièrement dangereux sont observés, pouvant induire une diminution des performances physiques et intellectuelles, allant, pour les locaux de faible volume (moins de 30 m³), de la perte de connaissance jusqu’au décès. Le risque est minimisé dans des locaux de grand volume (150 m³). 

Ces résultats confortent bien l’intérêt d’agir sur des paramètres tels que le volume des locaux et leur ventilation pour prévenir le risque hypoxique lié à l’utilisation d’azote liquide. 

Recommandations de l'Agence

Les recommandations sont présentées dans leur totalité dans le rapport d’expertise. Les grandes lignes en sont présentées ci-après. Ces recommandations n’ont pas pour objet de fournir des modalités d’intervention en cas d’accident ou d’importants déversements d’azote liquide dans un local. 

Mise en œuvre de protections collectives et aménagement des locaux 

Il est notamment recommandé de veiller à maintenir un taux minimal de 19 % d’oxygène en vue de prévenir l’apparition d’effets liés à l’hypoxie. Cette valeur est par ailleurs recommandée par la CNAMTS (R 276 Cuves et réservoirs). Il est aussi recommandé de ne pas manipuler et stocker de l’azote liquide dans des locaux de volume inférieur à 20 m³(correspondant à une surface de 8 m² pour une hauteur sous plafond de 2,5 m). 

Il est recommandé de ne pas utiliser de locaux souterrains ni pour le stockage ni pour le travail avec l’azote liquide. Il est important que les locaux ne communiquent pas par des trappes ou d’autres ouvertures (ex : gaine technique) avec des locaux situés à des niveaux inférieurs. 

Les locaux doivent être équipés, en particulier, d’appareils de détection et de mesure du taux d’oxygène, d’un système d’alarme et d’une ventilation mécanique adaptée à deux vitesses. Le taux de renouvellement d’air minimal nécessaire en continu peut être estimé par l’utilisation de l’abaque figurant dans le rapport d’expertise collective. 

Les locaux où est manipulé l’azote liquide devront être clairement identifiés. Ils devront en outre être dotés d’une signalisation des dangers et des équipements de protection individuelle requis, via les pictogrammes correspondants. 

Mise à disposition et port de protections individuelles

La manipulation d’azote liquide ou de matériaux refroidis par l’azote liquide requiert le port de gants (à manchette longue de préférence), lunettes ou visière de protection, chaussures fermées et tablier en matière non-tissée. Le groupe de travail note qu’il n’existe aucun gant adapté à la manipulation des paillettes.

Procédures de travail

Il est recommandé à chaque laboratoire de définir et de formaliser les règles de sécurité relatives à l’accès aux locaux (y compris pour les intervenants extérieurs) et aux opérations exposant potentiellement à l’azote liquide. Le travail d’une personne isolée dans un laboratoire ne peut être autorisé que dans le cadre d’un dispositif de sécurité adapté.

Stockage, remplissage et installations de remplissage

Il est notamment recommandé de n’utiliser que des récipients conçus pour contenir de l’azote liquide avec leurs propres dispositifs d’obturation. L’utilisation de tout autre conteneur non adapté, notamment les bouteilles isothermes du commerce avec leur bouchon hermétique (risque d’éclatement…), est à proscrire. Des mesures de prévention sont proposées pour limiter l’évaporation d’azote gazeux dans les locaux de travail.

Transport

Des règles de sécurité sont recommandées pour le transport d’azote liquide à l’intérieur du laboratoire et de l’établissement. Le transport en ascenseur ne doit être autorisé que non-accompagné et seulement dans des ascenseurs pouvant être verrouillés pour le transport. Pour les faibles quantités (quelques litres), l’utilisation de conteneurs de transport avec absorption de l’azote liquide en paroi poreuse est recommandée. Des recommandations relatives au transport d’azote liquide en faible quantité dans un véhicule léger sont précisées dans le rapport. 

Formation du personnel

L’Agence insiste sur l’importance de la formation du personnel et précise les principaux domaines de connaissances et de compétences. 

Contrôles périodiques

L’attention est attirée sur le respect des règles de contrôle et de maintenance des équipements et des installations.