Bromométhane

Le bromométhane ou bromure de méthyle est un composé chimique organique halogéné dont la formule chimique est la suivante : CH3Br. Il fait partie des Halogénures de méthyle (halocarbures) :

Bromométhane
Identification
Synonymes

Bromure de méthyle
Monobromométhane
No CAS 74-83-9
No ECHA 100.000.740
No EC 200-813-2
PubChem 6323
ChEBI 39275
SMILES
InChI
Apparence gaz comprimé liquéfié, incolore et inodore[1].
Propriétés chimiques
Formule brute CH3Br  [Isomères]
Masse molaire[2] 94,939 ± 0,002 g/mol
C 12,65 %, H 3,19 %, Br 84,16 %,
Moment dipolaire 1,8203 ± 0,0004 D [3]
Propriétés physiques
T° fusion −93,66 °C [4]
T° ébullition 3,56 °C [4]
Solubilité dans l'eau à 20 °C : 1.5 ml/100 ml[1]
Paramètre de solubilité δ 19,6 MPa1/2 (25 °C)[5]
Masse volumique 3,9739 g·cm-3 (0 °C,1 013 mbar) [4]
T° d'auto-inflammation 537 °C[1]
Point d’éclair < 194 °C [4]
Limites d’explosivité dans l’air 8,6–20 %vol [4]
Pression de vapeur saturante 1,89 bar à 20 °C
2,6 bar à 30 °C
4,9 bar à 50 °C [4]
Point critique (194 °C), 52,3 bar, 0,577 kg·l-1 [4]
Point triple (−93,7 °C), 0,002 bar [4]
Thermochimie
S0liquide, 1 bar 155,14 J·K-1·mol-1 [7]
ΔfH0gaz -34,3 kJ·mol-1 [7]
ΔfH0liquide -60,6 kJ·mol-1 [7]
ΔfusH° 6,0 kJ·mol-1 à −93,65 °C [7]
ΔvapH° 23,24 kJ·mol-1 [7]
Cp 114,6 J·K-1·mol-1 (liquide,9,85 °C) [7]
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation 10,541 ± 0,003 eV (gaz)[9]
Précautions
SGH[10]

Danger
H301, H315, H319, H331, H335, H341, H373, H400, EUH059,
SIMDUT[11]

A, D1A, D2B, E,
NFPA 704
Transport[4]
26
   1062   
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[12]
Ingestion
Autre dépression
du système nerveux central.
Dommages au foie et aux reins.
Arrêt respiratoire.
Écotoxicologie
LogP 1,19 [1]
Seuil de l’odorat bas : 20 ppm
haut : 1 000 ppm[13]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

C'est un gaz toxique et très écotoxique, sans couleur et ininflammable sans odeur distinctive. Ses propriétés chimiques sont tout à fait semblables à celle du chlorométhane.

C'est un pesticide (insecticide), de la famille des biocides. Il fait partie des gaz réfrigérants. Le bromométhane est commercialisé sous différents noms, dont les plus connus sont l’Embafume et le Terabol. Il est aussi connu sous l'appellation R40B1.

Puisque c'est à la fois un gaz à effet de serre (puissant) et l'un des gaz qui détruisent la couche d'ozone qui protège la Terre d'un excès de rayonnement ultraviolet, il est prévu de l'interdire depuis longtemps, mais seuls certains pays ont appliqué cette interdiction, la France depuis 2005 (avec des dérogations pour certains usages) et l'Union européenne depuis 2011.

Origine

Le bromométhane existe en petite quantité dans la nature où il se forme naturellement dans l’océan, synthétisé par le phytoplancton (et le varech ?).
Quand il est biogénique (d'origine naturelle, produit par le vivant), il joue dans la nature un rôle encore incompris. Il pourrait peut être impliqué dans le rétrocontrôle du climat (car si son temps de séjour dans l'atmosphère est court (environ 1 an[14]), c'est un puissant gaz à effet de serre[14] et il inhibe la production d'ozone stratosphérique[14].

Lors d'une expérience récente de géo-ingénierie visant à augmenter les capacités de puits de carbone marin par fertilisation de l'océan en fer à moyenne échelle (surface de moins de 1 000 km2), il a été constaté un effet adverse : une production accrue de bromométhane océanique[14].

Il provient également de certaines plantes terrestres, notamment celles de la famille des brassica.

Industriellement, en tant que biocide, il est fabriqué par réaction du méthanol avec l’acide bromhydrique.

Utilisations

Jusqu'à ce que sa production et son usage aient été réduits ou proscrits par le protocole de Montréal (signé 1987, mais encore incomplètement respecté), il était couramment et massivement employé comme agent de stérilisation des sols, principalement pour la production de semences mais également pour certaines cultures maraîchères comme les fraises.

Le bromométhane a été également utilisé comme fumigant d'usage universel pour éliminer une grande variété de nuisibles, des rats aux insectes, en passant par les champignons microscopiques. Il l'est encore pour certains usages (désinfection de bois importés). Il sert également de précurseur pour la fabrication d'autres produits chimiques, et il a été utilisé comme solvant pour l’extraction des huiles à partir des graines et comme dégraissant de la laine.

Lorsque le protocole de Montréal a sévèrement restreint l'utilisation du bromométhane au niveau international, certains pays, dont les États-Unis ont incité à des dérogations pour l’emploi du produit en usage contrôlé. En 2004, la dernière année pour laquelle les données sont disponibles, plus de 3 000 tonnes de bromométhane ont ainsi été pulvérisées dans les champs californiens.

Destruction de la couche d’ozone

Le bromométhane est sur la liste des substances interdites par le protocole de Montréal à cause des risques de destruction de la couche d’ozone. Puisque le brome est 60 fois plus nocif que le chlore, même une faible quantité de bromométhane suffit à causer des dommages considérables à la couche d'ozone. En 2005 et 2006, cependant, on lui a accordé une dérogation pour un usage contrôlé dans le cadre du protocole de Montréal.

Controverses

Le protocole de Montréal stipule que l'usage du bromométhane doit être interdit, mais ce produit présentait de nombreux avantages notamment pour le traitement des bois, sols, grains et semences, et pour certains usages, il n'y a pas de produits de substitution disponible au même coût ou aussi pratique. Le bromométhane est utilisé aux États-Unis pour préparer les terrains de golf et le gazon des surfaces utilisées pour différentes compétitions sportives, en particulier pour l'entretien de gazons de Cynodon dactylon. L'administration de George W. Bush a adopté des dérogations pour empêcher la désorganisation des marchés.

Une évaluation des risques a été mise à jour en 2010 par l'EFSA[15]

Effets sur la santé

S’il est inhalé à une concentration élevée pendant une période courte, il provoque des maux de tête, des vertiges, des nausées, des vomissements des malaises. Ces symptômes peuvent être suivis de signes d'excitation nerveuse, convulsions et même de troubles psychiques aigus à type d’agitation maniaque. L’inhalation prolongée à des concentrations plus faibles peut causer une irritation bronchique et des troubles pulmonaires.

Le liquide brûle la peau, provoque des démangeaisons et un érythème, puis des phlyctènes plusieurs heures après contact. Le liquide et le gaz provoquent des brûlures oculaires sévères.

Les niveaux d'exposition pouvant provoquer la mort varient de 1 600 à 60 000 ppm, suivant la durée de l'exposition.

Les atteintes respiratoires, rénales, et neurologiques concernent davantage de personnes. Aucun cas d’effets graves à long terme sur le système nerveux n'a été noté chez l’homme à la suite d’une exposition à des niveaux faibles, mais des études sur les lapins et les singes ont montré des lésions qualifiées de modérées à graves.

Production et dégradation

Les sources de production du CH3Br comprennent la production océanique, les émissions des plantes et des marais, la combustion de la biomasse, la fumigation des sols, et les gaz d’échappement des véhicules fonctionnant au carburant plombé, ainsi que l’industrie, la production de biens de consommation durable et de denrées périssables. Sa production industrielle décline, mais n'a pas été stoppée, y compris en France[16]

La dégradation du polluant se fait par décomposition photochimique dans l'atmosphère (réaction avec le radical chimique hydroxyle(OH)) et par oxydation[17] (qui donne comme produits secondaires BrC(O)CH3 et BrC(O)H), ou par photodécomposition à des altitudes plus élevées.
À ces moyens d’élimination il faut ajouter les pertes (adsorption, dégradation) dans les sols, la dégradation chimique et biologique dans l'océan, et un certain recyclage par les plantes vertes.

Alternatives

Pour de nombreux usages (ex : traitement du bois, fumigation du sol avant plantation[18]), il n'existe aucune alternative aussi facile à mettre en œuvre (ou alors, avec un risque toxique plus important, si l'on utilise par exemple comme alternative la chloropicrine utilisée durant la Première Guerre mondiale comme gaz de combat et comme gaz pour tuer les animaux dans leurs terriers, ou le dazomet...)

  • Des traitements thermiques sont utilisables pour désinfecter les sols de serre (hormis contre les vitres) ou de poulailler (avec le même matériel que pour le désherbage thermique éventuellement)
  • Lutte intégrée ; par exemple selon l'ANSES[19], pour l'agriculture, l'agriculteur peut associer
    • l’examen attentif des parcelles de multiplication,
    • la culture de variétés à haut niveau de résistance,
    • la production de semences sur des parcelles indemnes,
    • l’échantillonnage et analyse des lots de semences,
    • l’élimination des débris végétaux associés aux semences,
    • des pratiques culturales limitant les risques de pullulation d'un pathogène (rotations, etc.).

Notes et références

  1. BROMURE DE METHYLE, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, , 89e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50
  4. Entrée de « Bromomethane » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 19 février 2009 (JavaScript nécessaire)
  5. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, , 2e éd., 1076 p. (ISBN 0387690026, lire en ligne), p. 294
  6. (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, , 7e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
  7. (en) « Methyl bromide » sur NIST/WebBook, consulté le
  8. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, 2 et 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., (ISBN 0-88415-857-8, 0-88415-858-6 et 0-88415-859-4)
  9. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, , 89e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791), p. 10-205
  10. Numéro index 602-002-00-2 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  11. « Bromométhane » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  12. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Évaluations globales de la cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 3 : Inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'Homme », sur http://monographs.iarc.fr, CIRC, (consulté le 22 août 2009)
  13. « Methyl bromide », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)
  14. Fertilisation des océans : atténuation des impacts environnementaux de la recherche scientifique ; Secrétariat canadien de consultation scientifique Avis scientifique 2010/012 (version publiée en avril 2010 et mise à jour: juin 2010, consultée 2013-09-17) ; voir page 9/15 du PDF
  15. EFSA 12/01/11 <Peer Review of the pesticide risk assessment of the active substance methyl bromide
  16. |http://www.ifen.fr/uploads/media/couche_ozone_01.pdf Données actuelles et prospectives de production pour la France]
  17. Atmospheric Oxidation Mechanism of Bromoethane
  18. Duniway, J. M. (2002). Status of chemical alternatives to methyl bromide for pre-plant fumigation of soil. Phytopathology, 92(12), 1337-1343.
  19. ANSES (2013) Analyse de risque phytosanitaire Ditylenchus dipsaci sur luzerne Avis de l’Anses Rapport d’expertise collective, avril 2013, PDF, 146 pages

Liens externes


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