COVID-19 : Élastomères de fabrication canadienne pour la confection des gants médicaux

Énoncé du problème

La pandémie de COVID-19 a augmenté la consommation des équipements de protection individuelle (EPI) jetables utilisés par le personnel médical et le grand public. En date du 29 juin 2020, au vu des projections réalisées par le gouvernement fédéral concernant la demande en EPI sur les 12 mois à venir, on estime qu'environ 63000 tonnes d'EPI liés à la COVID-19 seront jetées et finiront dans les décharges au cours de cette période. Parmi ces déchets figureront près de quatre milliards de paires de gants médicaux pour un poids total voisin de seize tonnes.

Pour réduire l'empreinte environnementale des EPI au Canada, le gouvernement du Canada soutient le développement de solutions qui permettent de fabriquer des EPI plus écologiques et plus faciles à recycler. Les stratégies envisagées comprennent la réutilisabilité et la compostabilité des articles, l'utilisation de nouveaux matériaux et la mise au point de nouvelles technologies de recyclage.

Le présent défi concerne les volets «nouveaux matériaux» et la «compostabilité» de cette stratégie. Le gouvernement du Canada sollicite donc des solutions compostables à base d'élastomères écologiques fabriqués au Canada et pouvant être utilisés pour la fabrication d'un nouveau type de gants médicaux plus écologiques et sécuritaires que ceux utilisés actuellement.

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Résultats souhaités et éléments à considérer

Résultats essentiels (obligatoires)

Les solutions proposées doivent :

1. La solution proposée doit concerner un élastomère clairement identifié comme étant compostable et il doit être précisé si la matière première utilisée pour sa fabrication proviendra du Canada ou sera importée.
2. La capacité de production doit être suffisante pour la fabrication d'un million de paires de gants par mois. (Tous les gants médicaux sont des dispositifs médicaux de classe II.)
   1. Pour la phase 1, les soumissionnaires doivent présenter une stratégie avec un plan clair pour démontrer la possibilité de fabriquer l'élastomère compostable à l'échelle industrielle.
   2. Pour la phase 2, les soumissionnaires doivent montrer clairement que la production de la matière première pourra être augmentée pour alimenter la fabrication d'un million de paires de gants.
3. La solution proposée doit prévoir la production d'un nombre suffisant d'échantillons de matière première aux fins des essais et des évaluations, comme il est précisé dans les exigences en matière d'essais énumérées plus bas (voir résultats essentiels no 8).
4. Le soumissionnaire sélectionné devra fournir 15 échantillons au CNRC avant la fin de la phase 1 (chaque échantillon devant faire au minimum 8 x 8 po).
5. La solution doit comporter une description des propriétés de la matière première. Les soumissionnaires doivent montrer qu'il n'existe aucun obstacle évident à ce que Santé Canada autorise la matière première proposée.
   1. Le matériau doit respecter les normes de Santé Canada actuellement en vigueur pour la conception, les tests et la fabrication des gants en nitrile (voir résultats essentiels no 8).
   2. Le matériau doit également respecter les normes de compostabilité qui s'alignent sur les normes internationales en la matière (voir résultats essentiels no 8.9).
   3. Le matériau proposé doit être hypoallergénique.
6. Le soumissionnaire doit présenter une analyse des coûts qui fait état des dépenses raisonnables prévues pour la fabrication de la solution (comparées aux coûts des matériaux utilisés pour les gants médicaux actuels) et qui permettra une adoption concurrentielle sur le marché.
7. La solution proposée devra présenter des avantages environnementaux, comme il est montré dans l'analyse du cycle de vie (ACV), comparée aux produits conventionnels non compostables utilisés actuellement. Les soumissionnaires doivent présenter une ACV qui comprend une estimation des impacts ou du coût des ressources associées à leur solution «du berceau au tombeau», c'est-à-dire de l'utilisation de la matière première à l'élimination finale du produit. Ils doivent aussi tenir compte de l'extraction, du traitement et de la consommation des ressources (y compris l'énergie) ainsi que des rejets dans l'atmosphère, l'eau et le sol qui devront être quantifiés pour chaque phase de la production. L'ACV doit expliquer pourquoi la solution proposée est plus écologique que les gants médicaux actuellement disponibles sur le marché.
8. Lors de la phase 2, les soumissionnaires devront montrer que le nouvel élastomère compostable satisfait aux exigences des méthodes d'essai normalisées suivantes. Remarque : les résultats obtenus lors des essais doivent montrer que les produits répondent aux normes en vigueur pour les gants en nitrile (ASTM D6319) ou les surpassent. Ces essais doivent être accomplis par un laboratoire agréé, de préférence canadien.

Méthodes d'essai de conformité aux normes reconnues par Santé Canada

Méthodes d'essai des gants médicaux

8.1 ASTM D5151 (2019) — OU ÉQUIVALENT

• Standard Test Method for Detection of Holes in Medical Gloves (Méthode d'essai normalisée pour la détection des trous dans les gants médicaux)

8.2 ASTM D412 Elastomer Tensile Strength Testing (Test de résistance à la traction des élastomères)

8.3 ASTM D573-04(2019)

• Standard Test Method For Rubber—Deterioration In An Air Oven (Méthode d'essai normalisée pour le caoutchouc – Détérioration en étuve)

8.4 ASTM D3767 — 03(2020)

• Standard Practice for Rubber—Measurement of Dimensions (Pratique normalisée pour le caoutchouc – Mesure des dimensions)

8.5 ASTM D6124 (2006 R2017)

• Standard Test Method for Residual Powder on Medical Gloves (Méthode d'essai normalisée pour la poudre résiduelle sur les gants médicaux)

8.6 ASTM D3772 (2015)

• Standard Specification For Industrial Rubber Finger Cots (Caractéristiques normalisées des doigtiers en caoutchouc industriels) 

8.7 ASTM D5712 (2015)

• Standard Test Method for the Analysis of Aqueous Extractable Protein in Natural Rubber and Its Products Using the Modified Lowry Method (Méthode d'essai normalisée pour le dosage des protéines extractibles par l'eau dans le caoutchouc naturel et ses produits à l'aide de la méthode Lowry modifiée)

8.8 ASTM D6499 (2018)

• Standard Test Method for the Immunological Measurement of Antigenic Protein in Natural Rubber and Its Products (Méthode d'essai normalisée pour le dosage immunologique des protéines antigéniques dans le caoutchouc naturel et ses produits)

8.9 Exigences concernant la compostabilité :

• Conformité à la norme ASTM D6400, OU
• Conformité à la norme EN 13432 du Comité européen de normalisation, OU
• Fournir les données montrant que ces produits se décomposeraient dans les installations canadiennes (prévoir par exemple un volet d'essais sur le terrain visant à montrer que la vitesse de biodégradation du matériau est comparable à celle des déchets alimentaires et des déchets de jardin) et que les installations canadiennes de compostage accepteraient ces produits.

Résultats souhaités supplémentaires

La solution proposée devrait :

1. La solution proposée utilise des matières premières extraites et, le cas échéant, mélangées au Canada.
2. La solution proposée contient majoritairement des matériaux d'origine naturelle (le plus près possible de 100 % et pas moins de 60 % en poids ou en volume).
3. La solution proposée est conçue de telle manière qu'elle se distingue des produits non compostables afin qu'elle soit systématiquement dirigée en fin de vie vers les installations adéquates.
4. La solution proposée doit inclure des renseignements sur la durée maximale de conservation du matériau compostable et la manière dont il doit être emballé.

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Historique et contexte

La pandémie de COVID-19 a augmenté la consommation des équipements de protection individuelle (EPI) utilisés par le personnel médical et le grand public. La consommation de gants, de masques (chirurgicaux et non chirurgicaux), de respirateurs et de blouses chirurgicales s'est ainsi considérablement accentuée. À la date du 29 juin 2020, au vu des projections réalisées par le gouvernement fédéral concernant la demande en EPI sur les 12 mois à venir, Santé Canada (SC) estime qu'environ 63000 tonnes d'EPI liés à la COVID-19 deviendront des déchets au cours de cette période.

En raison de leur structure à matériaux multiples et de leur contamination éventuelle par des produits biologiques dangereux, les EPI ne peuvent être recyclés à l'aide des technologies conventionnelles de recyclage mécanique. Les EPI en fin de vie doivent être traités conformément aux directives fédérales, provinciales et territoriales en vigueur :

• La grande majorité des EPI mis au rebut par le système canadien de soins de santé sont traités comme des déchets solides généraux inoffensifs et terminent dans les décharges. La fraction restante est traitée comme des déchets solides biomédicaux et est soit rejetée dans les décharges après désinfection, soit incinérée. Source : Guide de gestion des déchets du réseau de la santé et des services sociaux, gouvernement du Québec, 2017, https://publications.msss.gouv.qc.ca/msss/document-001817/. 
• La grande majorité des EPI mis au rebut par le public sont traités comme des déchets solides généraux non dangereux et terminent dans les décharges. Une fraction inconnue de ces produits sont éliminés de manière non appropriée (p. ex., abandonnés sur la voie publique ou jetés dans les toilettes) et se retrouvent donc dans l'environnement où ils peuvent être nocifs pour l'habitat et la faune (ingestion, emmêlement) ou nuire au bon fonctionnement des installations de traitement des eaux usées. En dernier lieu, une fraction inconnue de ces produits sont mal gérés, par exemple lorsqu'ils sont ajoutés aux bacs de recyclage ou de compostage, ce qui peut augmenter le coût de ces opérations.

En novembre 2018, le Conseil canadien des ministres de l'environnement (CCME) a adopté la Stratégie visant l'atteinte de zéro déchet de plastique au Canada pour réduire l'impact environnemental des produits en plastique et promouvoir l'économie circulaire. Pour soutenir cette stratégie et réduire l'empreinte environnementale des EPI au Canada, le gouvernement du Canada soutient le développement de solutions qui permettent de fabriquer des EPI plus écologiques et plus faciles à gérer en fin de vie. Les stratégies envisagées comprennent la réutilisabilité et la compostabilité des articles, l'utilisation de nouveaux matériaux et une meilleure recyclabilité.

Gants en nitrile

Les gants en nitrile (à base de caoutchouc nitrile-butadiène ou NBR) sont conçus pour des activités qui nécessitent une certaine dextérité et ils peuvent résister à des expositions prolongées à des substances capables de détériorer d'autres types de gants. Ils offrent une protection contre les huiles, les graisses, les acides, les produits caustiques et les alcools, mais ils ne sont pas recommandés pour la manipulation d'agents oxydants puissants, des solvants aromatiques, des cétones et des acétates. Ils font partie des gants les plus résistants aux perforations actuellement disponibles et c'est pourquoi ils sont souvent utilisés dans les secteurs de la transformation alimentaire et des soins médicaux. Il existe d'autres gants sur le marché, comme les gants en butyle, en latex ou en néoprène, mais ces gants présentent leurs propres inconvénients, y compris une dextérité réduite, des caractéristiques allergéniques, une production énergivore ou des performances médiocres en présence de certains produits chimiques.

La production des gants en nitrile se doit d'être durable sur les plans financier et énergétique. Les gants en nitrile offrent les coûts les plus bas pour ce qui est des matériaux et présentent en plus des performances chimiques et mécaniques intéressantes pour le marché des gants jetables. Les gants en nitrile détiennent aussi une part importante du marché des gants jetables et les composés de caoutchouc nitrile pourraient contribuer à l'importante réduction des coûts liés à l'acquisition d'une paire de gants chirurgicaux grâce à la matière première peu coûteuse utilisée comparée à celle entrant dans la fabrication des articles à base de polyisoprène ou de néoprène. Les gants jetables ne sont pas écologiques par nature puisqu'ils sont conçus pour une utilisation unique suivie de leur élimination les conduisant à la décharge.

Cependant, les gants en nitrile et en latex représentant plus de 87 % des gants sur le marché mondial des gants jetables, il est nécessaire de continuer à innover pour minimiser l'impact environnemental de cette industrie sur l'écosystème planétaire.

Remarque : Les matériaux compostables se fragilisent habituellement avec le temps et leur durée de conservation moyenne est normalement de l'ordre de 18 mois, période au-delà de laquelle ils commencent à se détériorer. L'emballage des matériaux compostables est souvent soumis à la chaleur et à l'humidité, ce qui peut réduire la durée de conservation de l'article. Certaines recommandations, telles que celle consistant à préconiser un entreposage dans un endroit sec où l'hydrométrie est contrôlée, peuvent contribuer à prolonger cette durée de conservation.