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La science et les technologies russes au jour le jour

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Des déchets radioactifs transformés en minéraux / Thromboses sous contrôle / Une nanopoudre pour relever les empreintes / Riche année attendue en 2011 pour l'astronomie satellitaire

Des déchets radioactifs transformés en minéraux

Des chercheurs russes proposent un nouveau système sûr et écologique de neutralisation des déchets radioactifs, rapporte le site nkj.ru.

Le nouveau système d'enfouissement proposé par des scientifiques russes consiste à transformer des déchets radioactifs en combinaisons chimiques semblables à des complexes géologiques d'origine naturelle, sans danger pour la biosphère.

Les déchets radioactifs sont placés d'ordinaire dans des structures (conteneurs, fûts) en plomb qui sont ensuite enfouies dans la terre. Mais la sûreté de ces contenants en plomb n'est assurée que pour quelques dizaines d'années, après quoi personne n'est en mesure de garantir leur herméticité.

Des chercheurs de l'Institut de volcanologie et de sismologie de la Section Extrême-orientale de l'Académie des sciences de Russie, en coopération avec plusieurs sociétés de géologie, proposent d'enfouir les déchets radioactifs dans des milieux naturels - dans des systèmes hydrothermaux de température élevée (350 °). Les initiateurs de cette technologie affirment qu'à la suite de ces processus géochimiques naturels, les déchets radioactifs se fondent, dans des conditions naturelles, au sein de complexes géologiques locaux, autrement dit il se forme, concrètement, des gisements miniers géologiques d'origine hydrothermale.

Le premier site où pourrait s'incarner cette nouvelle technologie est le système géothermal du Kamtchatka et des îles Kouriles. Cette région se caractérise par une conjonction exceptionnelle de facteurs nécessaires à la transformation des déchets en combinaisons stables (pression du terrain, températures élevées et autres paramètres). Toutefois, cette technologie de stockage géothermal est également applicable dans d'autres endroits. Des conditions existent pour ce faire, par exemple, dans la région du Caucase du Nord, dans les îles de Paramouchir (l'une des îles septentrionales de l'archipel des Kouriles), et Simouchir (située au milieu de l'archipel des Kouriles), ainsi que dans le système profond Petchenejski.

"Il existe des eaux thermales dans n'importe quel point du globe, à différentes profondeurs, explique Vladimir Belooussov, collaborateur scientifique senior de l'Institut de volcanologie et de sismologie. Aujourd'hui, le forage de puits profonds a permis de mettre au jour des sources thermales de températures élevées tant à Moscou que dans la presqu'île de Kola, dans l'Oural, au Kamtchatka, ainsi que sous les mers et les océans. Dans leur composition chimique, on trouve des sorbants (autrement dit, des substances capables d'absorber des métaux lourds). Après neutralisation des sorbants géothermiques naturels, il se forme des substances siliceuses, qui retiennent de manière sûre, pendant des millions, voire des milliards d'années, les radionucléides et autres métaux chimiques nuisibles dans les profondeurs du sous-sol. Pour utiliser une image, on peut dire que dans la cour de n'importe quelle entreprise industrielle, il est possible de forer un puits à la profondeur voulue et d'y plonger les déchets produits par l'entreprise en question."

Cette nouvelle technologie comporte trois stades. Le premier est l'absorption (l'engloutissement) des éléments chimiques radioactifs par des minéraux et gels argileux de solutions colloïdales naturelles débouchant sur la formation d'hydrogels (des masses solidifiées). La deuxième étape est le dépôt de ces hydrogels "radioactifs", ainsi formés, sur des barrières géochimiques (des zones où les éléments chimiques ont le moins de chances de pouvoir migrer). La troisième étape réside dans la création d'un quartz colloïdal non soluble (la calcédoine).

Les concepteurs de cette nouvelle technologie de neutralisation des déchets radioactifs considèrent celle-ci non seulement comme dépourvue de reproches sur le plan écologique, mais aussi comme économiquement avantageuse. Selon eux, l'introduction de cette technique d'enfouissement permettrait de diminuer nettement les dépenses liées à la construction d'entrepôts et sites de stockage provisoires. Les déchets radioactifs seraient ainsi retirés du cycle de circulation naturelle durant des millions d'années en revenant à leur état initial.

 
Thromboses sous contrôle

Un appareil sans égal destiné à détecter les risques de thrombose a été mis au point par des chercheurs russes et testé au niveau international, rapporte le site nkj.ru.

Des chercheurs russes ont élaboré un appareil sans égal, permettant un diagnostic précoce des thromboses. Il a fallu quinze années de travail et un milliard de roubles d'investissements. Mais, désormais, des indices quantitatifs précis du niveau de risque de thrombose peuvent être obtenus en une demi-heure à l'aide d'un test très facile à interpréter. Cet appareil a subi des tests cliniques en Russie, aux Etats-Unis et en France.

Une thrombose est un petit caillot de sang, qui peut s'avérer meurtrier, d'une manière aussi inattendue que rapide. Il peut provoquer le décès d'une personne en un clin d'oeil, une personne qui ne s'était jamais plainte de sa santé. C'est la raison pour laquelle le diagnostic précoce de la formation des thromboses a longtemps fait l'objet de la plus grande attention des spécialistes. Mais, du fait de la complexité extrême du scénario de formation des caillots dans le système circulatoire, ces efforts étaient vains.

Fazli Ataoullakhanov, du Centre scientifique hématologique de l'Académie des sciences médicales de Russie, chef de laboratoire au Centre des problèmes théoriques de pharmacologie physico-chimique de l'Académie des sciences de Russie, a entrepris de travailler sur ce sujet voilà une quinzaine d'années, quand a été découverte la protéine qui lance le processus de formation de la thrombose. Jusqu'alors, ce chercheur s'était occupé de ce que l'on appelle les "autoondes" - des ondes qui semblent s'auto-entretenir, à l'image de celles qui se forment lorsque le front de l'onde donne l'impression de progresser tout seul, tel un incendie dans la steppe. Ces recherches lui ont permis de formuler l'hypothèse que le sang avait les propriétés d'une "autoonde", et de développer avec obstination son idée, bien que le lien entre un incendie de steppe et une thrombose ne soit pas, c'est le moins que l'on puisse dire, évident.

"Une thrombose est le "produit" de toute une fabrique, où une cinquantaine de protéines diverses sont impliquées dans quelque 300 réactions. Le système est des plus complexes. Imaginez que vous ayez besoin, à partir d'une montagne de pièces, d'assembler un avion dont le schéma de construction vous est inconnu. Comment faire ? C'est la raison pour laquelle nous avons créé un modèle mathématique de formation des thromboses et, en jouant avec celui-ci, nous avons tenté de comprendre comment fonctionnait ce système. Puis nous avons vérifié la solution de ces énigmes dans des expériences", explique Mikhaïl Panteleïev, collaborateur senior du Centre des problèmes théoriques de pharmacologie physico-chimique.

Pour réaliser un diagnostic précoce de la formation des thromboses, les spécialistes ont recréé en laboratoire les processus naturels de coagulation du sang. Ils ont, entre autres, élaboré un autre revêtement, semblable à la protéine qui provoque la formation des thromboses. Le diagnostic réalisé à l'aide de ce revêtement apparaît comme des plus simples à réaliser : une goutte de sang est placée sur une lamelle où doit se développer la thrombose. Selon la vitesse de son développement, sa taille, sa densité et d'autres paramètres, les scientifiques peuvent poser leur diagnostic. Le test dure une trentaine de minutes.

Le budget total alloué à ce projet, de l'ordre du milliard de roubles, a été l'un des premiers au financement duquel a participé la société Rosnano, qui a pris en charge la moitié des dépenses. La fabrication en série de ces appareils doit débuter en 2012.
 
Une nanopoudre pour relever des empreintes

Un procédé particulièrement efficace pour relever les empreintes, reposant sur les nanotechnologies, a été élaboré par des chercheurs russes, rapporte le site nauka.izvestia.ru.

Des chercheurs de l'Université polytechnique de Tomsk ont fabriqué une nanopoudre magnétique dactyloscopique unique en son genre. Selon les estimations des scientifiques de cette université, elle permet de "prendre les empreintes dans 99 % des cas, avec moins de pertes et d'une manière à la fois plus nette, plus claire et plus contrastée qu'avec les autres moyens dont disposent les experts en criminologie".

C'est également la conclusion des spécialistes du laboratoire d'expertise criminelle du Nanokontrol, qui ont déjà réalisé des investigations en utilisant cette nanopoudre.

En recourant à ce procédé, il est possible de relever des empreintes de doigts même à partir de matériaux posant autant de problèmes à la dactyloscopie que le polyéthylène ou le papier glacé, souligne l'un des concepteurs de cette méthode, Xenia Ikonnikova. Et même si l'empreinte n'a pu être obtenue dans sa totalité, grâce à la netteté et au contraste des lignes, les experts peuvent conclure sans ambiguïté à qui appartiennent les empreintes.

Ce procédé a été primé lors du 3ème Concours international des travaux scientifiques des jeunes chercheurs dans le domaine des nanotechnologies, qui s'est tenu en novembre dernier à Moscou.

 
Riche année attendue en 2011 pour l'astronomie satellitaire

Après une année 2010 difficile, l'astronomie satellitaire russe attend 2011 avec impatience, deux missions importantes devant être engagées - Phobos-Grunt et Radioastron, rapporte le site rian.ru.

L'année 2010 a été marquée, pour l'astronomie russe, par la perte, après moins d'une année d'exploitation, du satellite d'observation du Soleil Koronas-Photon, en raison d'une mauvaise conception du système de batteries, qui a laissé la station spatiale sans énergie. De même, Tatiana-2, le petit satellite élaboré par des étudiants de l'Université d'Etat de Moscou (MGOu), qui devait étudier les processus électriques dans les couches supérieures de l'atmosphère, a été perdu en raison d'une défaillance de son système d'orientation.

Les scientifiques espèrent donc que 2011 leur apportera davantage de satisfaction, avec le lancement attendu de la sonde Phobos-Grunt à destination de Mars, et du radiotélescope Radioastron.

Le lancement de Phobos-Grunt constituera un événement majeur pour toute la science spatiale russe. Cette sonde automatique sera la première tentative de la Russie, depuis 1996, de lancement d'un engin spatial de recherche vers une autre planète. A l'époque, du fait d'une avarie survenue sur le lanceur, la sonde Mars-96 avait été perdue.

D'ici la fin de 2011, on prévoit de lancer la sonde Phobos-Grunt à destination de Phobos, le satellite de Mars. Les tests complexes des systèmes de service de la sonde et des appareils scientifiques sont en cours, a indiqué Lev Zeleny, le directeur de l'Institut de recherches spatiales." Ce dernier a rappelé que cette mission avait pour principal objectif de ramener sur Terre et d'étudier de la matière provenant de Phobos, "cette matière première à partir de laquelle s'est créé le Système scolaire voilà plusieurs milliards d'années".

La sonde procédera à tout un ensemble d'expériences à la surface de Phobos et lors du vol vers celui-ci. Elle étudiera les propriétés physico-chimiques et thermiques du régolithe (sol) de Phobos, l'atmosphère de Mars, et notamment la présence, pour beaucoup inattendue, de méthane dans l'atmosphère de cette planète.

"Pour la première fois au monde, on étudiera l'enveloppe de plasma de Mars en coordonnant les mesures réalisées sur deux appareils - la sonde Phobos-Grunt elle-même, et le petit satellite chinois Yinghuo, a noté Lev Zeleny."

Mais le principal objectif assigné à la sonde Phobos-Grunt sera de ramener sur Terre, depuis le satellite de Mars, des échantillons de sol ("grunt" en russe - NdT). Par ailleurs, des bactéries et autres microorganismes feront le voyage aller-retour vers Mars à bord de la sonde.

Alexandre Bazilevski, chef du Laboratoire de planétologie comparée de l'Institut de géochimie et de chimie analytique Vernadski, relève pour sa part que dès l'an prochain les scientifiques russes commenceront à se préparer à étudier ces échantillons qui devraient être entre leurs mains dans quelques années.

En 2011 devrait également être mis en orbite le radiotélescope Astron, doté d'une antenne de 10 m de diamètre.

"Il s'agit pour l'essentiel d'un projet russe, explique Vladimir Sourdine, collaborateur senior de l'Institut astronomique d'Etat Chternberg. C'est notre lanceur, c'est notre satellite-télescope, mais il fonctionnera au sein d'une coopération internationale, en tant que partie d'un interféromètre global, en même temps que les radiotélescopes terrestres de plusieurs pays.

Radioastron, connu également sous le nom de Spektr-R, est en cours de création depuis les années 90 du siècle dernier. Ce radiotélescope fonctionnera conjointement avec un réseau global terrestre de radiotélescopes et formera un interféromètre unifié Terre-espace.

"On attend de cet interféromètre une résolution angulaire d'une qualité sans égale, autrement dit une netteté d'images qui permettra de voir la fine structure des sources spatiales et de mesurer avec précision les distances jusqu'à des objets très lointains, commente Vladimir Sourdine."

Ce nouveau radiotélescope étudiera, notamment, les processus à l'intérieur des noyaux de galaxies actifs, situés à proximité de trous noirs supermassifs, ainsi que la matière noire, la structure et la dynamique des régions de formation d'étoiles au sein de notre galaxie.

Radioastron aidera par ailleurs à créer un système astronomique de coordonnées d'une haute précision ainsi qu'un modèle très précis du champ gravitationnel de la Terre. L'astrophysicien Sergueï Popov souligne pour sa part que le lancement de Radioastron "constituera un pas important dans le développement d'un programme spatial national dans le domaine de l'astrophysique d'observation et fraiera la voie aux projets suivants, à commencer par le télescope Spektr-Rentgen-Gamma.

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