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La lutte contre la drépanocytose

Un enjeu majeur de santé publique

Chaque année, 275 000 nouveaux cas sont dépistés dans le monde, chez les nourissons. La drépanocytose touche particulièrement les populations d'Afrique et d'Inde. La France n'est pas totalement épargnée avec un enfant pour ...

Homo sapiens découvert hors d'Afrique

Une équipe internationale vient de découvrir le plus ancien fossile d'Homo sapiens jamais découvert en dehors du continent africain : un maxillaire vieux de près de 200 000 ans exhumé sur le mont Carmel au nord d'Israël qui contraint les paléanthropologues à réviser leurs copies. ...

Désintégration du neutron et matière noire 

Pour expliquer divers effets gravitationnels, les physiciens ont été amenés à supposer l'existence d'une « matière noire » à l'intérieur des galaxies et dans l’espace intergalactique. Parmi les hypothèses relatives à sa nature, on suppose l’existence ...

Une symbiose à l'épreuve du milieu

CC SA 3.0 ©Prenn

Duo de choc : les recherches récentes montrent qu’une plante hôte et un champignon peuvent s’associer par-delà leur milieu naturel. Aidée de son symbiote, la plante devient plus résistante.

Le raisinier des mers antillais en voyage au Sénégal

Le ...

L'essor du taxi aérien

Une interview de Claude Le Tallec, Chargé de mission "Transport aérien personnel" à l'ONERA. 

Qu'est-ce qui, à l'heure actuelle, favorise l'émergence de la thématique des voitures volantes ?

Le notion de « voiture volante » ...

L'horloge nucléaire

Ce qui caractérise la performance d’une horloge, c'est la faiblesse de sa dérive au cours du temps : de combien diffère chaque jour l'heure qu'elle indique par rapport à sa référence ; autrement dit au bout de quelle durée se décale-t-elle d’une seconde ?

Le génome de la rose décrypté

By LaitcheLink to My Website. - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4023663

Notre amie la rose

De toutes les plantes ornementales, les roses sont parmi les plus cultivées au monde, que ce soit pour l'agrément que les rosiers confèrent aux ...

La biolixiviation

Les impacts environnementaux et sociaux des industries minières et le besoin accru de certains métaux comme les terres rares pour les appareils électroniques modernes rendent urgente l'élaboration de solutions nouvelles pour traiter les minerais ou récupérer dans les déchets des éléments de plus en plus recherchés. C'est ce que pourrait apporter un procédé, la biolixiviation.

Une solution biotechnologique éprouvée

La biolixiviation, c’est-à-dire l’extraction de métaux grâce à des micro-organismes, est une technique déjà utilisée pour produire 5 % de tout l’or mondial et 20 % du cuivre et, de façon plus marginale, pour l’extraction du nickel, du zinc, du cobalt et de certaines terres rares. Son développement industriel a réellement débuté il y a moins de 20 ans.
Le procédé s'applique à des réserves de minerai, c’est-à-dire de roches suffisamment riches en minéraux d’intérêt. Il nécessite de grandes quantités d’eau, que l’on rend généralement acide et des micro-organismes préléablement sélectionnés (bactéries, archées ou champignons) qui vont faire le travail d’extraction des minéraux intéressants. Bien souvent, l’apport d'oxygène est nécessaire et parfois, pour certains micro-organismes, l'apport en sucres.

La biolixiviation peut s’effectuer par deux voies. Une voie statique qui consiste à verser directement la solution sur le minerai stocké dans un vallon, une cuvette que l’on a imperméabilisée et au fond de laquelle on récupère les métaux dissous. Et une voie dynamique qui consiste à broyer et concasser finement le minerai pour le placer dans de grands réservoirs appelés bioréacteurs. Le contenu de la cuve est alors sans cesse agité afin d’améliorer la surface de contact entre bactéries et minerai et de rendre l’oxygène plus facilement disponible. Avec l’expérience, on a appris à optimiser la température, l’acidité, la vitesse de mélange, les apports en oxygène, en dioxyde de carbone ou en sucres pour que les microorganismes gagnent en productivité.

Plusieurs atouts économiques

Comparée aux méthodes traditionnelles de récupération des minéraux que sont la pyrométallurgie (extraction par fusion des roches) ou l’hydrométallurgie (extraction par dissolution chimique de la roche), la biolixiviation, qui peut aussi être appelée bio-hydrométallurgie, utilise peu d’énergie, produit beaucoup moins de sous-produits et surtout beaucoup moins de polluants. En outre, la mise en oeuvre est relativement peu coûteuse et permet d’extraire des minéraux à partir de minerais pauvres ou de résidus miniers dont l’exploitation traditionnelle ne serait pas rentable. Ainsi, au Chili par exemple, où la quasi-totalité des minerais riches en cuivre ont été exploités, la biolixiviation a pris le relais pour les ressources restantes à faible teneur en métal. En Ouganda, cela fait maintenant une dizaine d’années que les stériles des mines de cuivre sont utilisées pour produire du cobalt. Cependant, le procédé est beaucoup plus lent et, mal conduit, il peut aussi mener à des catastrophes environnementales. Ainsi, la mine finlandaise de Talvivaara, qui avait mis en place un procédé de biolixiviation pour récupérer nickel, zinc, cobalt et cuivre depuis un minerai faiblement concentré dans les années 2000 a connu d’importantes fuites et défauts d’imperméabilisation qui ont ravagé les eaux aux alentours, avec notamment une fuite d’uranium qui a mené l’entreprise à la faillite.

Une clé pour les terres rares ?

Les terres rares (qui comprennent les 15 lanthanides plus le scandium et l’yttrium) sont des matériaux très prisés en électronique, dans les industries des énergies renouvelables, ou encore pour des applications en optique, en raison de leurs propriétés paramagnétiques et luminescentes. Malgré leur nom, les terres rares sont plutôt abondantes dans la croûte terrestre, mais elles sont très dispersées et ne font pas de filons ou de minerais très concentrés. Par conséquent, leur extraction est compliquée et très coûteuse. L’approvisionnement mondial est aux mains de la Chine (90%) via l’exploitation des sous-produits d’autres industries minières, notamment du fer et du cuivre. Flambée des prix, risque de rupture d’approvisionnement sont des motivations très fortes pour trouver des méthodes alternatives à leur extraction. Parmi elle, la « biolixiviation urbaine », qui consiste à extraire les métaux intéressants des déchets électroniques via des microorganismes, a donné lieu à des réussites intéressantes pour récupérer des éléments rares présents dans des lampes fluorescentes ou des aimants de disques durs. En tout état de cause, le procédé semble être promis à un bel avenir. D’une part, parce que les études menées sur les micro-organismes extrêmophiles se développent, ce qui permet d’améliorer encore les rendements et les conditions de la biolixiviation. A titre d’exemple, des souches de bactéries qui continuent d’être actives en milieu salé permettent de continuer les activités minières dans des pays où l’eau douce s’est faite rare. D’autre part, parce que c’est aussi une technique que l’on envisage pour l’exploitation des minéraux sur d’autres corps célestes (Lune, Mars, astéroïdes) ; des études menées sur la station internationale ayant montré que certains microorganismes extrêmophiles terrestres étaient capables de résister aux conditions extrêmes de l’espace (températures, vide, radiations). Enfin, parce qu’elle sert aussi depuis longtemps comme base pour des opérations de dépollution des sols, on parle alors de bioremédiation par les bactéries.
Publié le 03/05/2018

En savoir plus 

http://www.brgm.fr/projet/biotechnologies-viennent-secours-valorisation-environnement

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Les satellites SPOT face aux catastrophes
Imaginé et conçu par le CNES, le programme SPOT a vu 7 satellites se succéder depuis 1986. Il a ouvert une pléiade d'applications, en particulier l’aide aux secours face aux catastrophes grâce à la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures »

La Charte internationale « Espace et catastrophes majeures »

Créée en 2000 par le CNES et l’ESA, la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » permet de fournir gratuitement et le plus rapidement possible images satellitaires et cartes de dégâts aux autorités gouvernementales et aux protections civiles des pays impactés par des catastrophes naturelles ou industrielles.

Comme l'indique Claire Tinel, représentante du CNES (Centre National d'Études Spatiales) auprès de la Charte : « De par leur résolution, les satellites français SPOT sont notamment activés lors de catastrophes telles que les feux de forêts, les inondations ou les éruptions volcaniques. La première image arrive le plus souvent dans les vingt-quatre heures seulement après la programmation des satellites, ce qui en fait des outils très réactifs. »

Les satellites ont encore été activés à la suite du tremblement de terre aux Philippines, ce lundi 13 février 2017 au matin.

Que sont les satellites SPOT, Satellites Pour l’Observation de la Terre ?

Les satellites SPOT permettent d’acquérir des informations géographiques parfaitement à jour. De SPOT-1 à SPOT-4, chaque satellite optique était constitué de deux instruments, capables d'acquérir de manière indépendante des images couvrant une zone géographique de 60 kilomètres fois 60 kilomètres. Depuis SPOT-5, un seul instrument embarqué permet l’acquisition des ces prises de vues stéréoscopiques pour une même zone géographique.

Deux modes alternatifs d'acquisition des images étaient possibles, en noir et blanc ou en couleur, le premier faisant alors de SPOT un des systèmes les plus avancés en terme de résolution, qui a évolué de 10 mètres à 1,50 mètres en 30 ans. Les images sont fusionnées au sol, ce qui permet d’obtenir des images en couleur à la meilleure résolution possible. Lorsque ces deux instruments fonctionnent simultanément, les couples stéréoscopiques constitués permettent la perception du relief et la création de Modèles Numérique de Terrain.

Par la suite, d’autres instruments viennent développer le champ de vision des satellites.

Première utilisation des satellites SPOT lors de la catastrophe de Tchernobyl

La catastrophe de Tchernobyl a lieu le 26 avril 1986. La Suède donne l’alerte le 28 avril 1986, après avoir détecté un niveau de radioactivité anormal sur son territoire.

Lancé le 22 février 1986 lors du dernier vol de la fusée Ariane 1 depuis Kourou, SPOT-1 est alors programmé pour fournir en urgence des images de la centrale accidentée. Celles-ci sont considérées comme la première utilisation opérationnelle du satellite SPOT, montrant sa capacité à fournir des informations partout dans le monde rapidement après une catastrophe, indépendamment des frontières ou des contraintes politiques.

Les satellites SPOT suivants puis les satellites Pléiades ont régulièrement suivi l’évolution du site de la centrale.

Le tsunami de 2011 au Japon

Le 11 mars 2011, la terre tremble pendant deux minutes sur toute la côte est de l'île Honshu au Japon. Provoqué par ce séisme, un tsunami vient ravager la zone côtière des préfectures de Fukushima, Iwate et Miyagi, dévastant le littoral et provoquant un accident nucléaire majeur à la centrale de Fukushima.

Moins d'une heure après les premières secousses, la Charte internationale « Espace et Catastrophes Majeures » est déclenchée par l'Agence spatiale japonaise (JAXA). Des images de satellites dont SPOT-5 sont fournies gratuitement afin d’aider les secours à s’organiser.

Le CNES apporte son support pour générer des cartes des dégâts grâce au SERTIT (Service Régional de Traitement d'Image et de Télédétection), le service français de cartographie rapide. Une série de sept cartes événementielles a pu être établie en moins de six heures et rapidement mise à disposition des autorités japonaises.

Cet événement confirme que le compromis entre la zone couverte et la résolution de SPOT-5 est extrêmement pertinent pour les désastres à grande échelle du type tsunami, et complémentaire des capteurs à plus haute résolution.

Les incendies récents au Chili

À la fin de ce mois de janvier 2017, le Chili a été durement touché par des incendies de forêts, le « pire désastre forestier de son histoire » selon sa présidente. Dans le cadre de l’activation le 24 janvier de la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » par la Sécurité civile chilienne, les satellites SPOT-6 et SPOT-7 ont capturé des images en couleur de 1,5 mètre de résolution des zones impactées.

Extraire de l'information des satellites permet d'obtenir des cartes faciles à lire pour les équipes de secours sur place. Dans ce cas, les cartes montraient les délimitations des zones brûlés par les feux de forêt et l'identification des feux encore actifs.

C’était la 518e activation de cette Charte depuis sa création, et la deuxième pour 2017. Les deux satellites SPOT actuels sont sollicités dans le cadre de la flotte internationale disponible pour intervenir sur zone, une constellation de 35 satellites appartenant aux 16 agences spatiales qui font désormais partie de la Charte.

D’autres applications de cartographie

En 1998, SPOT-4 embarque également pour la première fois l'instrument Végétation qui offre une couverture journalière globale de la Terre avec une résolution de un kilomètre et permet de suivre l'évolution du couvert végétal.

En 2013, pour préparer l'arrivée des satellites SENTINEL-2 de l'ESA, SPOT-4 (et par la suite SPOT5) suit le programme de recherche Take-5.

Les satellites SPOT-1 à SPOT-5 étant aujourd’hui désorbités, Airbus Defence & Space poursuit l'aventure avec SPOT-6 et SPOT-7. Au CNES, le programme a laissé place aux satellites Pléiades dotés d'une résolution au sol de 70 cm et aux satellites de surveillances militaires Hélios.

En savoir plus

SPOT : l’aventure commence il y a 30 ans ! sur Sciences en ligne

L’historique des satellites SPOT

La mission Take-5, avec 5 exemples de recherches menées grâce aux satellites

La Charte internationale « Espace et catastrophes majeures »

Articles du CNES

Le Lancement du satellite SPOT-1

Il y a 30 ans : la catastrophe de Tchernobyl et de début de l’exploitation opérationnelle des satellites SPOT

Un historique des événements, avec l’expérience Take-5 et la catastrophe de 2011 au Japon

Pléiades

Incendies de forêts au Chili : le CNES active les satellites SPOT pour aider à combattre les feux

Arthur Jeannot
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