La silicose pulmonaire, de la géologie à la pathologie …

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La silicose pulmonaire
,
de la géologie à la pathologie …
DOSSIER
Sommaire
:
I. Définition et situation nosologique
II. Agent étiologique
III. Sources d’exposition
IV. Mécanismes physiopathologiques
V. Signes cliniques
VI. Signes radiologiques
VII. Complications
VIII. Prévention
IX. Bibliographie
Cellule scientifique
Commission scientifique
Dr Jean
-
Louis GIOT
,
Conseiller en prévention – Médecin du travail
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I. Définitions et situation nosologique
La silicose est une maladie appartenant au groupe des pneumoconioses, pathologies qui se
caractérisent par l’accumulation de poussières minérales dans les poumons.
On distingue deux grands types de pneumoconioses :
• les pneumoconioses bénignes ;
• les pneumoconioses malignes.
Les pneumoconioses bénignes consistent en un dépôt de particules minérales au sein des
poumons, n’occasionnant guère d’altération fonctionnelle de ceux-ci, tout au plus un
emphysème local ; elles ne comportent aucun risque d’accroissement de complications
infectieuses, comme la tuberculose, ou de cancérisation bronchique. Parfois définies comme
un simple « tatouage » pulmonaire, ces pneumoconioses de surcharge peuvent être
provoquées par des particules de fer (sidérose), des poussières de charbon (anthracose)
1
,
de baryte (barytose), de titane etc.
Une forme de gravité intermédiaire peut résulter de l’exposition à certains silicates comme,
par exemple, le kaolin.
Les pneumoconioses malignes se caractérisent par une altération importante de la fonction
pulmonaire par fibrose. Elles peuvent également s’accompagner de complications
infectieuses et évoluer vers la cancérisation. Les plus connues sont celles induites par
l’exposition aux poussières de silice, la silicose et d’asbeste, l’asbestose (qui ne sera pas
détaillée ici).
II. Agent étiologique
L’agent pathogène de la silicose est la silice, ou dioxyde de silicium (SiO2), minéral le plus
répandu de l’écorce terrestre à laquelle il participe à raison de 28 %. La silice y existe sous
de nombreuses formes mais elle n’est cependant fibrogène que sous sa forme cristalline.
La silice cristalline est un tectosilicate, appartenant au grand groupe chimique des silicates
2
,
où le motif chimique élémentaire est constitué d’un tétraèdre, cette structure de base étant
l’acide silicique (H4SiO4).
Source : http://www.chemspider.com
1
A ne pas confondre avec la silicose. Ce type d’empoussièrement peut aboutir à la formation de nodules charbonneux,
sans réaction conjonctive, mais susceptibles d’occasionner un emphysème focal.
2
Les silicates constituent les composants principaux du manteau terrestre, entourant le noyau métallique.

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La silice cristalline
La silice cristalline est issue de la condensation
3
de molécules d’acide silicique dont le centre
est occupé par un atome de silicium et chaque sommet par un atome d’oxygène. Ceux-ci
sont donc communs aux tétraèdres voisins, organisés en réseau régulier (SiO2)n. Le fait que
les quatre angles du tétraèdre soient impliqués dans une liaison stable explique la dureté du
minéral.
La principale forme cristalline de la silice est le quartz. Le quartz est le minéral dominant
dans des roches fort répandues en Belgique telles que les sables, les grès et les quartzites
4
,
ces deux dernières catégories étant des roches relativement dures issues, sous l’effet de la
pression et de la température
5
, de la transformation au fil des temps géologiques du sable,
forme pratiquement pure de la silice cristalline. Il existe d’autres formes cristallines de la
silice, beaucoup plus rares, la tridymite et la cristobalite, formées à de plus hautes
températures dans certaines laves.
L’agencement des tétraèdres peut également se présenter sous une forme plus irrégulière. Il
s’agit là de la forme non cristalline de la silice, la silice amorphe, comme dans le verre de
silice, la terre de diatomées
6
, l’opale amorphe,… Contrairement à la forme cristalline, la
forme amorphe n’est pas fibrogène.
Encadré 1
La formation des roches
Le risque de pneumoconiose maligne lors de travaux d’exploitation dans les mines, carrières
ou lors de travaux souterrains, dépend de la nature de la roche extraite et de son caractère
fibrogène. Cependant, une roche d’intérêt commercial ne se présenta pas toujours sous la
forme d’un massif uniforme et facilement accessible de la profondeur vers la surface. En
effet, en un endroit donné, une roche n’est jamais que le reflet de conditions
environnementales à une époque précise des temps géologiques. Si ces conditions
changent, la nature des dépôts en cet endroit se modifie et des roches d’une autre nature
vont se mettre en place. Cette succession de dépôts peut parfois se révéler assez
complexe sur le terrain, leur interprétation relèvant des compétences du géologue et de
l’ingénieur des mines.
Au fil du temps, les dépôts de sédiments ont principalement eu lieu en milieu marin et se
3
Réaction chimique entre deux groupements hydroxyles (-OH), aboutissant à l’élimination d’une molécule d’eau.
4
La différence entre grès et quartzites réside dans le fait que les seconds se situent à un degré supérieur de transformation
du sédiment sous l’effet de la pression et de la température (métamorphisme) ; les cristaux de quartz y sont plus intimement
soudés, ce qui confère par ailleurs à la roche une plus grande dureté.
5
Le porphyre et le granite, roches magmatiques, contiennent également du quartz, associé à d’autres minéraux. Le granite,
absent de nos régions ne doit pas être confondu avec le granit, terme générique désignant une roche dure et grenue
d’origine géologique quelconque, mais susceptible de prendre un beau poli et d’être utilisée en décoration. Un exemple en
est le petit granit, qui est une roche calcaire, dépourvue de silice, exploitée dans certaines régions de Wallonie et utilisée en
construction. Il faut noter cependant que du granite importé est également façonné dans nos régions à des fins décoratives,
exposant alors les tailleurs de pierre à la silice.
6
Algues unicellulaires pourvues d’une enveloppe siliceuse formée de silice amorphe. La terre de diatomées naturelle
appelée diatomite, kieselguhr ou encore, tripoli, peut être utilisée comme abrasif, insecticide, absorbant, produit d’entretien
etc. Afin d’en éliminer les composants organiques, la terre de diatomée peut être calcinée pour certains usages, (produits
absorbants, filtration, charges pour peintures, chimie,…) ; à partir de 450°, le traitement thermique transforme alors la silice
amorphe en silice cristalline fibrogène, sous forme de cristobalite.

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répartissent dans l’espace en fonction de la granulométrie des particules qui les composent.
A un moment donné, les particules les plus fines, comme les argiles, sont emportées plus
loin du rivage et se déposent dans une zone donnée, que l’on baptisera zone X, tandis que
les sables, aux particules plus lourdes, sédimentent plus rapidement.
Si le niveau marin vient à baisser dans la zone X (qui se trouve dès lors plus près du rivage),
des sables pourront y recouvrir les sédiments argileux déposés antérieurement. Si, par la
suite, le niveau remonte à nouveau, ces sables seront à leur tour couverts par des argiles.
Les variations cycliques du niveau marin sont donc responsables de la variété des couches
qui se sont successivement déposées dans la zone X.
Ces couches de sédiments meubles vont ensuite subir des transformations physico-
chimiques (sous des contraintes modérées de pression entre autres) et devenir des roches
plus ou moins dures. C’est le phénomène de diagenèse.
Dans l’exemple choisi plus haut, les argiles se transformeront en schistes et les sables en
grès. On aura donc une superposition de couches : schistes-grès-schistes
7
.
On peut encore envisager une étape ultérieure, où des contraintes importantes de
température et de pression s’appliquent au niveau inférieur de schistes. Ce phénomène, le
métamorphisme (voir encadré 2), va induire la formation de nouveaux minéraux au sein
des bancs de schistes et les transformer en schistes ardoisiers ou phyllades, parfois
d’intérêt commercial.
Les phyllades ne sont pas fibrogènes. Cependant, pour les exploiter, il sera nécessaire
d’enlever des grès et ces derniers sont par contre très fibrogènes.
Cet exemple très schématique permet de comprendre pourquoi, dans l’analyse des facteurs
de risque de silicose, il ne faut pas seulement prendre en compte la nature de la roche
exploitée mais également celle des roches avec lesquelles l’opérateur pourra entrer en
contact lors des différentes phases de travail.
Face à ce type d’industrie, en ce qui concerne les missions des conseillers en prévention, on
ne peut donc qu’insister ici sur la nécessité d’une analyse fouillée de l’activité, non
seulement au niveau des postes de travail, mais également quant à la connaissance précise
des caractéristiques lithologiques
8
des matériaux extraits, étant donné la grande variabilité
de la teneur en silice des roches.
Les autres silicates
7
Les couches, planes au départ, seront ensuite plissées, dressées, voire renversées et même brisées (failles) sous l’effet
des poussées tectoniques, complexifiant encore la structure géologique.
8
Lithologique : relatif à la nature des roches.

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Il existe bien d’autres silicates. Ces tétraèdres s’associent cependant de manière différente
et sont reliés entre eux, soit par des cations occupant des mailles du réseau, soit par une
partie des atomes d’oxygène (dans ce cas en effet, les réactions de condensation ne
concernent pas la totalité des atomes d’oxygène comme c’est le cas dans la silice). Parmi les
silicates les plus connus, citons des silicates d’alumine, où les tétraèdres sont unis entre eux
par des ions aluminium, comme le schiste ardoisier (phyllade) et le kaolin. Si ce dernier peut
induire une forme intermédiaire de pneumoconiose, la poussière d’ardoise en elle-même
n’est pas fibrogène, comme déjà énoncé plus haut. Mais les conditions d’extraction peuvent
cependant exposer à de la silice cristalline (voir encadré 1)
9
.
Dans certains minéraux, les tétraèdres des ions silicates peuvent s’associer en chaînes.
Celles-ci ne pouvant être clivées que parallèlement à leur longueur, ces minéraux ont une
structure fibreuse. On y trouve les minéraux repris sous le terme général d’asbeste ou
d’amiante, par exemple : le chrysotile, la crocidolite, la trémolite, l’amosite etc.
Encadré 2
Présentation très simplifiée des principales roches exploitées en Belgique
9
C’est pour cette raison que la législation impose une surveillance de santé obligatoire en cas d’exposition aux poussières
d’ardoise (comme d’ailleurs de schiste).