La science et les technologies russes au jour le jour

Empreintes digitales : un nouveau modèle mathématique de représentation / Un vaccin nasal russe contre la coqueluche à l'étude / Du gaz combustible obtenu à partir de déchets dans un plasmotron / Déplacement d'espèces animales protégées du site olympique de Sotchi

Empreintes digitales : un nouveau modèle mathématique de représentation

Un nouveau modèle mathématique de représentation des empreintes digitales a été mis au point en Russie, rapporte le site strf.ru, citant des sources en provenance de Tcheliabinsk.

Vladimir Goudkov, titulaire de la chaire de mathématique et informatique appliquées de la Filiale de Miass de l'Université d'Etat de Tcheliabinsk, vient de proposer une innovation au niveau mondial, avec son nouveau modèle mathématique de représentation des empreintes digitales. Cette découverte est protégée par pas moins de 16 brevets.

En matière de criminalité, les principales traces laissées par l'empreinte d'un doigt sont constituées par les lignes papillaires sur la peau. Pour la reconnaissance automatique de l'empreinte des doigts, on commence par construire un squelette des lignes. Sur la base de ce squelette et des points caractéristiques des crêtes papillaires, Vladimir Goudkov a conçu un modèle mathématique qui supporte remarquablement bien la déformation élastique des traces, comparativement aux modèles mathématiques connus précédemment.

La nouveauté de ces travaux réside en ceci que leur auteur a bâti son système d'analyse des traces sur la base de vecteurs topologiques. Pour dire les choses plus simplement, le système automatique lit l'image de l'empreinte du doigt non pas comme une image plate, mais un peu comme une carte prenant en compte le relief des lieux, comme celle que l'on utilise lors d'une course d'orientation. Ce procédé permet de reconnaître les empreintes de mauvaise qualité, graisseuses, déformées ou présentant divers défauts.

Le modèle mathématique proposé s'appuie sur un logiciel dont l'utilisation ne requiert qu'un ordinateur, un capteur pour prendre les empreintes et une base de données d'images dactyloscopiques. Les modèles, programmes et méthodes élaborés peuvent être utilisés en confectionnant les systèmes de passeports et visas, les systèmes de contrôle et de laissez-passer et les systèmes de contrôle d'accès. Actuellement, le système est déjà utilisé dans le cadre du projet "Fenêtre scolaire" dans des établissements d'enseignement de Tcheliabinsk et de sa région.

Cette innovation mondiale concernant les procédés et moyens de bâtir un système d'analyse des traces a reçu l'approbation de l'Institut fédéral de la propriété industrielle, et du Service fédéral chargé de la propriété intellectuelle, des brevets et marqueurs de marchandises sous la forme de 16 brevets, obtenus par Vladimir Goudkov pour son invention. Par ailleurs, le logiciel a été testé par l'Association biométrique internationale FVC.

Toutes les recherches de Vladimir Goudkov sur ce thème ont été exposées dans deux monographies. Elles constituent le fondement de la thèse de doctorat qu'il doit soutenir devant le Conseil des soutenances de thèse de l'Université de Tcheliabinsk sous l'intitulé "Modèles mathématiques et méthodes de traitement des images dactylographiques numériques".
 
Un vaccin nasal russe contre la coqueluche à l'étude

Un nouveau vaccin nasal contre la coqueluche est en cours d'élaboration en Russie. Il a déjà été testé avec succès sur l'animal, rapporte le site inauka.ru.

Un nouveau vaccin bactérien contre la coqueluche, annoncé comme peu onéreux, efficace et n'entraînant pas de complications, est en cours d'élaboration en Russie. Il est mis au point par une équipe de l'Institut de recherche d'épidémiologie et de microbiologie Gamaleya relevant de l'Académie des sciences médicales de Russie. Cette équipe est dirigée par Guennadi Karataïev. Ce vaccin est destiné à être injecté par voie nasale. Il a déjà été testé avec succès chez la souris. Un article retraçant la première étape des travaux a été publié par la revue "Génétique, microbiologie et virologie moléculaires".

Selon les chiffres de l'OMS, la vaccination en trois étapes par le vaccin diphtérie-tétanos-coqueluche, qui contient des cellules entières du microbe B. Pertussis, empêche chaque année 85 millions de cas de coqueluche et 762.000 décès d'enfants qui seraient imputables à cette affection. Toutefois, l'utilisation de ce vaccin contenant des cellules entières est lourde de complications, parfois très sérieuses. Il existe des vaccins contre la coqueluche, sans cellule, beaucoup plus sûrs, mais leur fabrication coûte beaucoup plus cher que les vaccins ayant des cellules entières. C'est la raison pour laquelle les chercheurs russes sont revenus aux vaccins reposant sur des bactéries affaiblies - des agents déclencheurs de la coqueluche qui ne doivent pas entraîner de complications.

Le vaccin contre la coqueluche doit contenir une toxine de la coqueluche, facteur important de la pathogenèse de l'affection, et dans le même temps un antigène principal, garantissant la formation de la réponse immunitaire. Il est impossible de créer un vaccin efficace sans la toxine de la coqueluche mais, dans le même temps, cette protéine provoque un grand nombre de complications lors de la vaccination. Les spécialistes de l'Institut d'épidémiologie et de microbiologie sont parvenus à obtenir des bactéries qui synthétisent une forme génétiquement modifiée de la toxine de la coqueluche, laquelle stimule efficacement le système immunitaire sans être toxique. Par ailleurs, les déclencheurs habituels de la coqueluche fabriquent une toxine dermonécrotique (elle provoque des nécroses chez la souris), alors que la nouvelle souche de vaccin contient une mutation qui empêche la bactérie de produire cette protéine.

La souche élaborée à l'Institut préserve les mutations dans les gènes des deux toxines après une longue croissance dans des milieux nutritifs artificiels. Elle se conserve et se multiplie dans les poumons des animaux de laboratoire. Les souris de laboratoire immunisées par des bactéries affaiblies (par injection dans les voies nasales d'une suspension de bactéries) ont été protégées par ce vaccin de la contamination du déclencheur de la coqueluche tout aussi bien que par le vaccin standard.

Les tests cliniques n'ont pas encore débuté. C'est pourquoi il serait prématuré de se prononcer sur la possibilité d'utiliser le nouveau vaccin chez l'homme. Mais les résultats des tests réalisés sur l'animal permettent d'espérer que cette préparation sera efficace, rapporte le site informnauka.ru, cité par inauka.ru.

Du gaz combustible obtenu à partir de déchets dans un plasmotron

Une technologie de production de gaz combustible à partir de déchets au sein d'un plasmotron a été mise au point en Russie, rapporte le site inauka.ru.

Une installation de gazéification au plasma de déchets quotidiens solides avec obtention d'un gaz combustible a été conçue à l'Institut d'électrophysique et d'électroénergétique de l'Académie des sciences de Russie, a annoncé le directeur de cet établissement, l'académicien Filipp Routberg.

"A la base de cette technologie, a précisé le chercheur, se trouve le procédé de modification chimique irréversible des déchets sous l'action d'une température élevée sans utiliser d'oxygène. Dans un plasmotron, cette température atteint environ 1.500 degrés Celsius."

Lors de ce processus de neutralisation des déchets, on obtient de manière additionnelle du gaz combustible que l'on peut utiliser ultérieurement dans une turbine pour produire de l'électricité ou pour alimenter une chaudière.

"La productivité d'une installation plasmotron est de 10 tonnes à l'heure, a indiqué Filipp Routberg". Un kilogramme de déchets permet, a-t-il dit, d'obtenir de 1 à 5 kW/h d'électricité. "En Russie, la technologie de traitement des déchets solides reposant sur le plasma ne suscite qu'un intérêt très modéré, a-t-il noté".

Il n'en demeure pas moins que la technologie russe intéresse des industriels, en Europe comme à Taiwan. Des négociations sont en cours avec des Suédois sur l'utilisation commerciale de notre savoir-faire technologique, a relevé Filipp Routberg.
 
Déplacement d'espèces animales protégées du site olympique de Sotchi

Des espèces animales protégées sont évacuées du chantier des Jeux Olympiques d'hiver de Sotchi et réinstallées non loin de là, sous le contrôle de scientifiques, rapporte le site rian.ru.

Des spécialistes ont transféré des amphibiens, tels que la grenouille d'Asie mineure (Rana macrocnemis) et autres petits animaux, du chantier olympique de Sotchi vers des territoires où ils seront à l'abri de toute activité humaine. Depuis le début de l'année, ce sont quelque 288 petits animaux adultes (ainsi que des œufs et des larves) qui ont été déplacés.

La société Gazprom Sotsinvest conduit dans la région de Sotchi des travaux sur des sites écologiquement sensibles dans l'optique des Jeux Olympiques d'hiver de 2014. Dans le district de Krasnaïa Poliana, sont concernés par ces transferts, notamment, les sites où auront lieu les compétitions de ski et de biathlon, et ceux où seront implantés le village olympique et la seconde tranche du centre touristique de montagne "Gazprom". Dans un communiqué, la compagnie Gazprom Sotsinvest souligne que pour diminuer l'impact du chantier sur l'environnement, elle prend régulièrement des mesures compensatoires, en déplaçant des animaux et végétaux protégés (portés sur le Livre Rouge).

"La nécessité de prendre de telles mesures est dictée par le caractère exceptionnel du biosystème de la région : sur les pentes des montagnes du Caucase vivent et prospèrent des éléments de la flore et de la faune locales qui sont des espèces relictes et endémiques, souligne le communiqué."

La grenouille d'Asie mineure, notamment, est à la fois une espère relicte (autrement dit très ancienne) et endémique (elle ne peut pratiquement pas s'adapter dans d'autres régions, même aux conditions naturelles similaires). Cet amphibien figure sur le Livre Rouge du Territoire de Krasnodar et ne vit que dans le Caucase, en Asie mineure et dans le Nord-Ouest de l'Iran. Dans les zones où il est répandu, on n'en dénombre guère plus d'une quarantaine par kilomètre carré.

Le transfert de cette grenouille a été réalisé par des écologues de Gazprom Sotsinvest et des spécialistes de l'Institut de recherche de l'exploitation forestière en montagne et de l'écologie des forêts. Ces experts ont dû accélérer leur travail pour qu'il soit achevé avant l'arrivée des froids et la période de léthargie de cet amphibien.

"Nous avons recueilli les grenouilles aussi bien sur les territoires attenant au chantier actuel que sur ceux des futurs chantiers, précise le communiqué de Gazprom Sotsinvest. Nous les avons transférées dans un lieu boisé sur les pentes du mont Psekhako, où l'homme n'aura pas d'activité. Les spécialistes ont collecté également des œufs de cette grenouille d'Asie mineure pour les déposer dans des plans d'eau."

L'état de santé des "petits" nés à partir d'œufs après le transfert fait l'objet d'un suivi régulier. Les résultats des transferts précédents se sont avérés très positifs : dans tous les plans d'eau sont apparus, en grande quantité, des têtards vivants et en bonne santé.

L'adaptation des individus adultes à leur nouveau territoire retient également l'attention des spécialistes. La population de chaque espèce sera suivie sur le long terme et un "monitoring" spécial sera assuré : des experts compteront régulièrement le nombre d'individus au kilomètre carré. A ce jour (à la mi-octobre - NdT), 288 individus adultes appartenant à des espèces protégées ont été transférés depuis le début de 2010, ainsi qu'une grande quantité d'oeufs et de larves.

Outre la grenouille d'Asie mineure, ont fait l'objet d'un transfert d'autres amphibiens rares, tels le crapaud gris du Caucase ou crapaud de Colchide (Bufo verrucosissimus), Pelodytes caucasicus (unique genre au monde de la famille d'amphibiens des Pelodytidae), le triton d'Asie mineure, le triton Karelina (Triturus karelinii), le triton ponctué du Caucase, ainsi que des reptiles, telle la couleuvre d'Esculape.