La science et les technologies russes au jour le jour

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Détecter le risque d'ostéoporose / Un combustible nucléaire plus efficace / Du pétrole pour combien de temps encore ?

Détecter suffisamment tôt l'ostéoporose

Une technologie novatrice permettant de déceler assez tôt le risque d'ostéoporose a été mise au point en Russie, rapporte le site strf.ru.

Des spécialistes de la compagnie pétersbourgeoise de biotechnologie Gène ont élaboré et breveté un kit de détection baptisé OsteoGEN-M, qui permet de mettre au jour avec une grande efficacité une prédisposition à l'ostéoporose - autrement dit à une fragilité des os - et par là même de contribuer à prévenir son apparition et son développement. Cette découverte a été sacrée l'an dernier meilleur projet d'innovation de la ville en médecine lors du concours municipal intersectoriel doté du Prix du Gouvernement de Saint-Pétersbourg.

Selon les données de l'Organisation mondiale de la santé, l'ostéoporose, de par sa gravité et le coût de son traitement, se situe à la quatrième place dans le monde parmi les pathologies non infectieuses. Elle vient tout de suite après les maladies du système cardio-vasculaire, les affections oncologiques et le diabète sucré.

Cette affection touchant le squelette et ses extrémités se caractérise par une modification de la structure osseuse, qui augmente considérablement le risque de fracture. Elle est le résultat de l'interaction de facteurs héréditaires et de conditions défavorables du milieu.

On sait que les processus de formation et de reconstitution des os sont contrôlés par des gènes. Les chercheurs pensent que le développement de l'ostéoporose est provoqué par le travail insuffisant de certains gènes, notamment au niveau de l'assimilation du calcium et de la vitamine D.

Les progrès réalisés dans le diagnostic génétique moléculaire et la mise sur le marché de l'OsteoGEN-M donnent pour la première fois la possibilité de détecter rapidement, à tout âge, et donc bien avant l'arrivée de la ménopause, les personnes présentant un risque d'apparition d'ostéoporose et d'entreprendre à temps un traitement prophylactique ciblé à l'aide de vitamines, de préparations à base de calcium et d'hormones. 

L'OsteoGEN-M permet, avec un seul kit de diagnostic, de prévoir quatre mutations de gènes, alors même que les autres tests du même type, à l'instar de ceux fabriqués en Israël ou en Allemagne, ne permettent d'en détecter qu'une seule.

L'OsteoGEN-M a été élaboré et breveté en août 2009. Il est déjà utilisé par les hôpitaux de plusieurs villes et régions russes (Tver, Saransk, Rostov-sur-le-Don) et un laboratoire commercial de Saint-Pétersbourg.

Les fractures du col du fémur consécutives à une ostéoporose constituent l'une des principales causes d'invalidité. Ajoutons à cela que le quart des patients décèdent dans les six mois suivant l'accident. Les études épidémiologiques ont montré qu'au total, en Russie, le taux de mortalité dû à cette affection et ses conséquences variait, selon les régions, de 19,7 à 55 %.

Selon des études menées en 2007 à Saint-Pétersbourg dans des services de traumatologie regroupant 250 lits, ce sont quelque 2.500 à 3.000 patients qui sont traités chaque année pour des fractures du col du fémur. Le séjour moyen en hôpital est de 30 à 35 jours, pour un coût de 1,5 million de roubles par personne. En Europe et en Amérique du Nord, le traitement et la réhabilitation des patients ayant subi ce type de blessure coûtent entre 28 et 40.000 dollars. Et seul un quart des personnes victimes d'une fracture de l'extrémité proximale du fémur finissent par pouvoir être remises totalement sur pied avec un bon pronostic fonctionnel. D'où l'intérêt, pour le malade et la société, de détecter aussitôt que possible l'ostéoporose et d'en atténuer les conséquences.

Combustible amélioré pour les centrales nucléaires RBMK

La centrale nucléaire Leningradskaïa va bénéficier d'un combustible nucléaire plus économique, rapporte le site strf.ru, citant lui-même dr.ru.

Les réacteurs nucléaires RBMK (réacteur de grande puissance à tube de force )* de la centrale Leningradskaïa, située à Sosnovy Bor, non loin de Saint-Pétersbourg, devraient bénéficier prochainement d'un nouveau combustible nucléaire, à la fois plus économique et plus efficace. Il s'agit d'un combustible de nouvelle génération, reposant sur un mélange uranium-erbium enrichi à 2,8 % et nouvellement "profilé".

Le premier lot de ce nouveau combustible, déjà livré, devrait être testé dès cette année à Sosnovy Bor, au sein du réacteur N° 2. L'exploitant de la centrale a reçu le feu vert du Rostekhnadzor (Service fédéral de surveillance écologique, technologique et nucléaire) pour commencer à exploiter ces nouveaux assemblages de combustible.

La centrale nucléaire Leningradskaïa a été la première du pays à avoir été dotée de réacteurs RBMK-1000 (réacteurs nucléaires uranium-graphite de type canal à neutrons thermiques). Cette centrale compte quatre réacteurs d'une puissance unitaire de 1.000 MW. C'est également la première centrale du pays à avoir utilisé l'uranium-erbium comme combustible.

"L'uranium-erbium avec un U-235 enrichi à 2,4 % a commencé à être utilisé dans les réacteurs RBMK-1000 en 1996, rappelle Anatoli Egorov, président du conseil de sûreté nucléaire des centrales RBMK et directeur adjoint du département Exploitation des centrales RBMK du trust Rosenergoatom. A cette époque, la durée d'exploitation de ces cartouches de combustible était de quatre ans. Depuis, l'enrichissement de l'uranium dans les assemblages fissiles a été porté à 2,8 %, et leur durée de "service" dans la zone active a été multipliée par 1,5. Par conséquent, l'exploitation de ce combustible plus enrichi a vu son efficacité bondir de 60 %."

Actuellement, les centrales RBMK utilisent un mélange uranium-erbium avec un enrichissement de l'U-235 identique sur toute la hauteur de l'assemblage du combustible. Le nouveau combustible aura un enrichissement "profilé" : il sera de 3,2 % au centre et de 2,5 % dans ses parties inférieure et supérieure. Cela permettra d'économiser de l'ordre de 6 % de ce précieux combustible qu'est l'U-235, sans amoindrir l'efficacité de l'utilisation du combustible, et de porter la durée d'exploitation des assemblages à 8 ou 10 ans.

Après analyse des propriétés d'exploitation du nouveau combustible, les spécialistes prendront une décision quant à son introduction dans les autres réacteurs du type RBMK-1000.

(*) 17 réacteurs RBMK ont été au total mis en exploitation en URSS - 11 en Russie, 4 en Ukraine (Tchernobyl) et 2 en Lituanie(Ignalina). 11 sont toujours exploités en Russie (4 à Leningradskaïa, 4 à Koursk, et 3 à Smolensk). Leur sûreté a été considérablement renforcée. La centrale de Tchernobyl a fini par être totalement arrêtée après le grave accident survenu sur son réacteur N° 4. A la demande de l'Union européenne, la Lituanie a arrêté à la fin décembre 2009 son dernier réacteur RBMK encore en service. 

Du pétrole pour combien de temps encore?

La question du tarissement des sources de production pétrolière ne se posera pas avant la fin de ce siècle, estime l'académicien Alexeï Kontorovitch (*), l'un des grands experts russes en hydrocarbures, dont les propos sont rapportés sur le site strf.ru.

Quand est-ce que les ressources pétrolières seront épuisées, que ce soit en Russie ou dans le reste du monde ? Pour Alexeï Kontorovitch, c'est une certitude, la question ne se posera pas avant la fin du XXIe siècle.

L'évocation de la disparition prochaine du pétrole et du gaz ne sert qu'à semer un peu la panique, estime l'académicien. Bien sûr, convient-il, il faut économiser les ressources, mais il est un peu tôt pour sonner le tocsin. La production de pétrole a progressé invariablement au cours du siècle dernier et continue de croître. La crise financière mondiale n'aura constitué qu'un épiphénomène qui n'empêchera pas le navire de poursuivre sa route, après avoir tangué un peu. 

Alexeï Kontorovitch souligne également que le pétrole n'est pas le seul hydrocarbure. Le gaz et le pétrole sont appelés aussi à jouer demain un rôle majeur sous des formes inhabituelles. Ainsi, les hydrates de gaz, découverts par des chercheurs russes, pourraient bien constituer le combustible de l'avenir. Ils se présentent sous la forme de glace friable contenant du méthane. On les trouve sur les pentes océaniques, à des profondeurs variant entre 400 et 500 m et plus. Les réserves de ce "gaz solide" seraient, selon certaines estimations, supérieures de plusieurs fois à celles des gisements de gaz "traditionnels". 

La gazéification de la houille peut elle aussi constituer une alternative au pétrole. L'académicien Kontorovitch a ainsi lui-même en charge le programme d'innovation de l'Académie des sciences de Russie concernant le bassin houiller de Kemerovo, pour lequel existent de grands projets de création de complexes énergotechnologiques de production et de transformation profonde du charbon et de gazéification souterraine de la houille.

Toutes ces ressources vont ainsi pouvoir épauler le pétrole proprement dit au cours de ce siècle. Et les réserves d'or noir sont beaucoup plus importantes que ne le croient certains analystes et journalistes, poursuit Alexeï Kontorovitch. Selon les estimations de son institut, qui dépend de la Section sibérienne de l'Académie des sciences de Russie, on produit actuellement par an dans le monde un peu moins de quatre milliards de tonnes de pétrole traditionnel. Le pic de la production pétrolière (qu'il situe entre 4,5 et 4,8 milliards de tonnes) sera atteint dans les années 30-40 de ce siècle, et il sera possible de maintenir ce plafond pendant 8 à 10 ans si l'on ne force pas outre mesure.

A partir, en gros, du milieu du siècle, le volume de la production pétrolière mondiale va commencer progressivement à baisser, estime Alexeï Kontorovitch. D'ici la fin du siècle, la production tombera à 2-2,5 milliards de tonnes par an. Il existe cependant dans le monde d'énormes réserves de pétrole "lourd", constituées par des sables et schistes bitumineux, qui ne sont à l'heure actuelle pratiquement pas exploitées. Mais l'extraction et la transformation de ces matières premières ne peuvent être économiquement rentables que si le pétrole se négocie à un prix élevé. 

Les schistes sont largement répandus de par le monde. Toute la Sibérie occidentale, par exemple, en abrite, mais les gisements se situent à des profondeurs de 2,5 à 2,7 km. Des schistes noirs se trouvent en grande quantité, et pratiquement en surface, à l'est de la Sibérie, en Yakoutie, depuis l'océan Glacial arctique jusqu'au fleuve Aldan, tout au long de la Léna. En utilisant des méthodes modernes de transformation, on peut en tirer tout un arsenal de produits pétroliers. C'est l'affaire des pétrochimistes et spécialistes de la catalyse. Si les géologues, les pétroliers et les chimistes s'attaquent un peu partout à ces ressources "lourdes", la production de pétrole à hauteur de 4,5 à 4,8 milliards de tonnes par an pourra être maintenue jusqu'à la fin du siècle, et peut-être même au-delà. Mais il faut être bien conscient qu'il s'agira d'un pétrole cher.

A propos de pétrole cher, Alexeï Kontorovitch rappelle que trois grandes régions du monde ont été les principales bénéficiaires du premier grand choc pétrolier des années 70 : l'Amérique du Nord, l'Europe occidentale et l'URSS. Avec un prix de 10 à 20 dollars, il n'aurait pas été rentable de produire du pétrole dans des régions telles que l'Alaska, la mer du Nord, la mer de Norvège, l'Alaska, le nord de la Sibérie occidentale, la Sibérie orientale, ou dans les grandes profondeurs du golfe du Mexique. Et l'académicien de conclure qu'en tout état de cause, la Russie aura absolument besoin, pour développer sa production dans des zones difficiles et inhabitées, que le pétrole demeure cher.

(*) Lauréat en 2009 du prestigieux prix "Energie globale", l'académicien Alexeï Kontorovitch est directeur scientifique de l'Institut de géologie et géophysique pétrogazière Trofimouk.

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