La directive TG 113 de l'OCDE est la norme intitulée « Essai de criblage de la stabilité thermique et de la stabilité à l'air », c'est-à-dire le test de dépistage de la stabilité thermique et de la stabilité à l'air, qui figure dans la section 1 (Propriétés physico-chimiques) des Lignes directrices de l'OCDE pour les essais sur les produits chimiques (OECD Test Guidelines for the Testing of Chemicals).
L'objectif de cet essai est d'évaluer a priori la stabilité thermique d'une substance soumise à un échauffement et sa stabilité oxydative au contact de l'air. La ligne directrice n° 113 de l'OCDE est un essai de dépistage; plutôt que de déterminer des paramètres thermodynamiques ou cinétiques précis, elle vise à établir rapidement et de manière fiable si la substance se décompose de manière dangereuse.
La stabilité thermique permet de mesurer dans quelle mesure une substance conserve sa structure chimique lorsqu'elle est chauffée. La stabilité à l'air, en revanche, décrit la résistance de la substance à l'oxydation ou à d'autres réactions liées à l'air en présence d'oxygène. Ce test permet d'évaluer conjointement ces deux propriétés.
La norme OCDE TG 113 n'impose pas de méthode particulière, mais autorise l'utilisation de méthodes d'analyse thermique appropriées et validées. Parmi les méthodes couramment utilisées, on peut citer :
Calorimétrie à balayage différentiel (DSC) :
- L'échantillon est chauffé selon un programme de température contrôlé, et la variation du flux thermique est mesurée
- On détermine les transitions exothermiques et endothermiques, la température de début de décomposition et la température maximale.
- Pour déterminer la stabilité oxydative, l'échantillon est analysé à l'air libre ou dans une atmosphère d'oxygène; pour déterminer la stabilité thermique, il est analysé dans une atmosphère inerte (azote, argon), puis les résultats sont comparés.
Analyse thermogravimétrique (ATG) :
- La variation de la masse de l'échantillon est mesurée en fonction de la température
- On détermine la température initiale de la perte de masse, les étapes de décomposition et la quantité résiduelle
- La comparaison des mesures effectuées dans l'air et dans une atmosphère inerte permet d'évaluer la décomposition oxydative
Analyse thermique différentielle (ATD) :
- On mesure la différence de température entre l'échantillon et le matériau de référence
- Utilisé pour détecter les processus exothermiques et endothermiques
- Fournit des informations similaires à celles du DSC ; peut être privilégié en fonction de l'équipement de l'appareil
DSC/TGA simultanés (STA) :
- Mesure simultanée des variations thermiques et gravimétriques sur un même échantillon
- Permet d'interpréter les processus de décomposition à partir des variations de température et de masse
Essais en creuset fermé ou ouvert :
- Creusets fermés destinés à l'évaluation de l'augmentation de la pression et des produits volatils
- Creusets ouverts permettant d'évaluer l'influence de l'accès à l'oxygène
Les paramètres fondamentaux présentés dans l'étude sont les suivants :
Température de début de décomposition (°C) et température maximale
Température de début d'oxydation (mesure à l'air libre)
Perte de masse (%) et température au début de la perte de masse ; identification des processus exothermiques/endothermiques ; atmosphère utilisée (air, oxygène, azote, argon) ; vitesse de chauffage, quantité d'échantillon et type de récipient ; données relatives à l'incertitude de mesure et à la répétabilité
Pourquoi cette mesure est-elle mise en œuvre ?
Le projet TG 113 de l'OCDE est mené aux fins scientifiques et réglementaires suivantes :
Détermination de la stabilité thermique : vérification de la décomposition ou non de la substance aux températures de stockage, de transport et de transformation
Évaluation de la stabilité oxydative : détermination de la tendance de la substance à s'oxyder ou à réagir spontanément au contact de l'air
Identification des dangers : détection précoce des substances thermiquement instables ou réagissant avec l'air (par exemple, substances auto-échauffantes, agents oxydants)
Classification et étiquetage : évaluation de la stabilité thermique et du risque de réactions spontanées dans le cadre des réglementations relatives au transport (ONU/ADR) et de la classification chimique (CLP/GHS)
Définition de conditions de stockage et de transport sûres : fourniture d'informations sur les températures maximales de traitement et de stockage sans risque
Sécurité des procédés : évaluation préalable des risques thermiques dans les procédés chimiques
Informations à fournir pour d'autres essais : les données relatives à la stabilité thermique influencent la conception et les conditions de réalisation d'autres essais physico-chimiques et toxicologiques
- Contrôle qualité : surveillance de la consistance du produit pendant les processus de fabrication et de stockage
- Approche « Weight-of-Evidence » : contribution à l'évaluation globale de la substance, en liaison avec d'autres données physico-chimiques et évaluations de sécurité
La TG 113 de l'OCDE ne constitue pas en soi une évaluation de la toxicité ni une évaluation complète des dangers. Elle fournit des informations physico-chimiques dans le cadre d'un dépistage ; ses résultats doivent être interprétés conjointement avec d'autres données d'analyses thermiques, des essais de réactivité et des évaluations de sécurité.
Dans le cadre de notre infrastructure de laboratoire accréditée et de notre système de gestion de la qualité, nous réalisons, au titre des « nano-tests », des criblages de stabilité thermique et de stabilité à l'air conformément à la ligne directrice 113 de l'OCDE, avec toute la rigueur scientifique requise. Notre gamme de prestations comprend les éléments suivants :
Choix et validation des méthodes
- Choix de la méthode appropriée (DSC, TGA, DTA, STA) en fonction des propriétés de la substance à tester et des exigences réglementaires
Choix de l'atmosphère : atmosphère inerte (azote/argon) pour la stabilité thermique, air/oxygène pour la stabilité oxydative
Validation de la méthode choisie et vérification à l'aide de substances de référence appropriées (par exemple : indium, zinc, étain)
Étalonnage de la température et du flux thermique ; évaluation et compte rendu de l'incertitude de mesure
Documentation des limites spécifiques à la méthode et des conditions d'utilisation
Pour toute information concernant le choix des méthodes et des atmosphères, les conditions de réception des échantillons, le plan d'essai et les procédures de rapport pour vos essais de stabilité thermique et de stabilité à l'air dans le cadre de la TG 113 de l'OCDE, n'hésitez pas à contacter Nano-Test.