Étude de l’évolution de la teneur en chrome hexavalent dans le cuir, influence des conditions de fabrication et importance des facteurs environnementaux

Study of the evolution of hexavalent chromium content in leather, influence of manufacturing conditions and importance of environmental factors

• Auteur / Autrice : Mathilde Fontaine
• Direction : Claire Demesmay-Guilhin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 19/09/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Analytiques
• Jury : Président / Présidente : Jérôme Randon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Blanc, Jean-Claude Cannot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Myriam Bonose, Anne Perwuelz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chrome

Chromatographie par échange d'ions

Cuir

Mots clés libres

Chrome hexavalent

Cuir

Chromatographie ionique

Conditions de fabrication

Vieillissement

Hexavalent chromium

Leather

Ion chromatography

Manufacturing conditions

Ageing

Résumé

Actuellement, 80 à 85% des cuirs sont tannés au chrome. Ce procédé permet d'obtenir d'excellentes propriétés physico-mécaniques dans des conditions économiques optimales. Les sels de chrome sous forme trivalente utilisés lors de la fabrication du cuir ne sont pas nocifs; cependant sous certaines conditions et associés à d'autres substances, le chrome trivalent peut se transformer en chrome hexavalent, très allergisant et pouvant s'avérer dangereux pour la santé du consommateur. Depuis le 1er mai 2015, la présence de chrome hexavalent dans le cuir est soumise à la législation européenne; la teneur en chrome hexavalent ne doit pas excéder plus de 3 mg/kg de poids sec total du cuir (REACh ANNEXE 17, §47). A ce jour, de nombreux travaux de recherche ont été réalisés et des premières hypothèses ont été avancées pour expliquer la formation du chrome hexavalent dans le cuir. L'objectif de ce projet de recherche a été de rationaliser et d'approfondir ces différentes études pour essayer de mieux appréhender cette problématique. Ce projet de thèse a permis d'améliorer la spécificité et la fiabilité la méthode d'analyse pour la détermination de la teneur en chrome hexavalent en introduisant la chromatographie ionique. Ensuite, l'influence de la composition du cuir (matière grasse, indice d'iode, pH, chrome total et chrome extractible) sur la formation de chrome hexavalent dans le cuir a été étudiée afin d'expliquer l'origine et d'éventuels mécanismes d'oxydation du chrome trivalent (en chrome hexavalent). Enfin, cette étude s'est intéressée aux facteurs environnementaux (température, humidité relative, lumière et durée d'exposition), aux conditions de fabrication du cuir ou encore au cycle de vie du cuir (transport, transformation en produit fini, utilisation par le consommateur) afin de déterminer l'impact de ces paramètres sur la formation du chrome hexavalent. A l'issue de ce travail, une méthode de vieillissement "artificiel" représentative de l'évolution réelle d'un cuir a été proposée, et ce quelles que soient les caractéristiques et la nature du cuir

Currently, 80 to 85% of leather is tanned with chrome. This process allows to obtain excellent physico-mechanical properties with optimum economic conditions. The chromium salts in trivalent form used in the manufacturing of leather are not harmful; however under some conditions and associated with other substances, trivalent chromium can be transformed into hexavalent chromium, highly allergenic and potentially harmful to the health of the consumer. Since 1st May 2015, the presence of hexavalent chromium in leather is subject to European legislation; the hexavalent chromium content must not exceed 3 mg/kg of the total dry weight of leather (REACh ANNEX 17, § 47). To date, a great amount of research has been done and initial hypothesis have been able to explain the formation of hexavalent chromium in leather. The objective of this research project was to rationalize and to deal with these various studies in order to understand this problem in more detail. In this thesis project, the introduction of ion chromatography has improved the specificity and reliability of the analysis method for the determination of hexavalent chromium. Secondly, the influence of leather composition (fat liquor, iodine value, pH, total chromium and extractible chromium) on the formation of hexavalent chromium in leather was studied. The objective was to explain the potential oxidation mechanisms of trivalent chromium (in hexavalent chromium). The third part of this study deals with environmental factors (temperature, relative humidity, light and duration of exposure), leather manufacturing conditions or the life cycle of leather (transport, transformation into finished product, consumer use). The aim was to determine the impact of these parameters on the formation of hexavalent chromium. To conclude, an "artificial" ageing method representing the natural evolution of leather, and which corresponds to the characteristics and the nature of the leather, has been proposed