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Les techniques nucléaires et l'AIEA
Fertilité des sols, irrigation et production agricole | Sélection des plantes et phytogénétique | Production et santé animales | Lutte contre les insectes et les ravageurs | Produits agrochimiques et résidus | Conservation des aliments | Médecine nucléaire | Radiobiologie et radiothérapie | Dosimétrie | Alimentation et santé | Appui aux réacteurs de recherche | Applications industrielles | Mise en valeur des ressources hydrologiques et minérales
L'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) et ses Etats Membres appuient des centaines de projets de développement faisant appel à la science et à la technologie nucléaires. Des spécialistes techniques sont envoyés dans des centres et des laboratoires de recherche comme conseillers ou conférenciers, des activités de formation collective et individuelle sont organisées conjointement avec des instituts d'accueil nationaux et régionaux, et du matériel est fourni pour des travaux de recherche ou des projets techniques exécutés sur place.
C'est notamment grâce à cet appui que les moyens, les qualifications et l'expérience essentiels au développement sûr de l'énergie et de la science nucléaires sont transférés là où on en a besoin.
Utilisant l'AIEA comme cadre de coopération technique, de nombreux pays tirent parti des avantages de l'énergie nucléaire pour leur développement. L'Agence fournit une assistance dans de nombreux domaines où les techniques nucléaires s'avèrent plus intéressantes que d'autres ou peuvent les compléter utilement.
Certaines activités ont trait à la production d'électricité au moyen de réacteurs nucléaires. Cependant, le programme de coopération technique a une portée bien plus vaste, englobant des domaines tels que la santé, l'agriculture, l'industrie, l'hydrologie, la radioprotection, la surveillance de l'environnement et l'énergie, lesquels présentent tous un intérêt spécial pour les pays en développement.
L'objectif principal du programme de coopération technique de l'AIEA est d'aider les Etats Membres à devenir autonomes dans le domaine de la science et de la technologie nucléaires en renforçant leurs ressources humaines et leurs institutions.
L'impératif majeur de nombreux Etats Membres de l'AIEA est d'assurer un approvisionnement suffisant en denrées alimentaires. Le développement économique et social de ces pays impose une gestion prudente de l'eau et du sol ainsi que le recours aux techniques les plus récentes pour exploiter au mieux les ressources naturelles tout en préservant l'environnement.
Les techniques nucléaires pouvant aider à répondre à ces impératifs, le programme de coopération technique de l'AIEA a pour but de faire en sorte que les Etats Membres de cette dernière y aient accès. Afin d'améliorer la production végétale et animale, des techniques faisant appel aux rayonnements et aux isotopes sont utilisées dans des domaines tels que la fertilité des sols, la sélection des plantes, la santé animale, la lutte contre les insectes et les ravageurs, l'utilisation de pesticides et la conservation des denrées alimentaires.
L'Agence mène d'importants travaux conjointement avec l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) dans le cadre de la Division mixte FAO/AIEA des techniques nucléaires dans l'alimentation et l'agriculture. Créée en 1964, cette Division s'emploie à résoudre des problèmes concrets liés à la production agricole et à la protection alimentaire dans les pays en développement.
Fertilité des sols, irrigation et production agricole
Pour accroître la production agricole, on fait largement appel aux engrais azotés. Nombre d'entre eux sont préjudiciables à l'environnement et polluent les réserves d'eau s'ils sont utilisés de façon excessive ou à mauvais escient. Une technique nucléaire consistant à se servir d'un isotope d'azote stable comme traceur permet de déterminer sous quelle forme, à quel endroit et à quel moment il vaut mieux appliquer les engrais pour éviter le gaspillage et réduire leur transfert dans l'environnement. D'autres techniques sont utilisées pour détecter, mesurer et suivre dans le sol et les végétaux les éléments nutritifs apportés par les engrais, déterminer la disponibilité de l'eau du sol et étudier le processus naturel de fixation de l'azote par certains végétaux, ce qui permet de réduire considérablement les dépenses d'engrais tout en augmentant la production de protéines végétales.
Pour que la production agricole soit stable à long terme, il faut que les sols reçoivent des quantités d'eau suffisantes. Les travaux effectués dans ce domaine aident notamment les spécialistes de l'irrigation à choisir la meilleure option pour utiliser les ressources en eau de façon optimale. Les résultats de programmes de recherche coordonnée dans le cadre desquels des humidimètres à neutrons sont largement utilisés montrent que les méthodes traditionnelles d'irrigation peuvent être améliorées, la consommation totale d'eau pouvant être réduite de 40%. L'eau ainsi économisée peut être utilisée pour irriguer de nouvelles terres. Différentes pratiques destinées à économiser davantage l'eau dans les zones de culture non irriguée ont été essayées et immédiatement mises en pratique.
Sélection des plantes et phytogénétique
Grâce aux techniques nucléaires (associées parfois à d'autres biotechnologies), il est possible de mettre au point de nouvelles souches de plantes alimentaires importantes. Ces techniques ont permis d'obtenir de nouvelles variétés de nombreuses espèces végétales différentes telles que le riz, le blé et le soja. Ces variétés peuvent présenter une résistance accrue aux maladies et donner des produits de qualité supérieure ou un meilleur rendement. Dans le monde entier, plus de 1500 cultivars de mutants de plantes agricoles et de plantes d'ornement ont été distribués aux agriculteurs au cours des 30 dernières années. En Chine, par exemple, 8% des terres agricoles sont consacrées à la culture de mutants de riz, de blé, de maïs et de coton.
L'Agence aide les Etats Membres à utiliser de façon appropriée les techniques de sélection par mutation dans le cadre de programmes de sélection extrêmement diversifiés. Des contrats et des accords de recherche visent à promouvoir ces techniques, en particulier pour améliorer les plantes cultivées pour leurs racines ou leurs tubercules, les oléagineuses et les céréales et accroître la résistance aux maladies.
On a recours à des techniques précises fondées sur l'emploi de traceurs radioactifs pour étudier des méthodes visant à améliorer la production et la santé animales. Ces techniques sont utilisées dans le cadre d'études sur la reproduction des bovins, des buffles, des ovins et des caprins dans les pays en développement. Par exemple, l'Agence mène des travaux sur la productivité du buffle domestique en Asie ainsi que sur les moutons et les chèvres en Afrique et en Asie. Des méthodes semblables servent à déterminer si les animaux sont infectés par des agents pathogènes. Cette approche est aujourd'hui largement utilisée dans les centres vétérinaires de nombreuses régions du monde afin de diagnostiquer des maladies débilitantes et de contrôler les méthodes de lutte contre ces maladies.
Des programmes de recherche coordonnée sont consacrés à la mise au point de stratégies d'alimentation du bétail dans les régions où la quantité et la qualité des aliments varient beaucoup selon la saison, à l'utilisation des techniques nucléaires pour améliorer la performance de reproduction et le diagnostic des maladies du bétail asiatique, à la surveillance sérologique de la vaccination contre la peste bovine en Afrique, à l'amélioration des méthodes de diagnostic des maladies animales en Amérique latine et à l'amélioration des méthodes permettant de diagnostiquer et de combattre la trypanosomiase chez les bovins et les chameaux en Afrique.
Afin de faciliter l'utilisation de ces techniques sur le terrain, l'Agence produit dans son laboratoire de Seibersdorf des trousses normalisées qu'elle distribue dans le monde entier. Ainsi, par exemple, des trousses appropriées sont envoyées régulièrement à 17 pays d'Afrique dans le cadre de la Campagne panafricaine contre la peste bovine afin de permettre aux vétérinaires de surveiller de près la progression de leurs programmes de vaccination. En outre, plus de 500 000 trousses pour le dosage de la progestérone sont envoyées à des instituts de recherche sur la production animale afin de les aider à déterminer le stade reproductif chez diverses espèces animales et d'améliorer ainsi les programmes d'élevage.
Lutte contre les insectes et les ravageurs
Les rayonnements peuvent être utilisés pour rendre des insectes stériles. Lorsque des insectes qui ont été élevés en masse et stérilisés en laboratoire sont lâchés parmi la population naturelle, les femelles des mâles stérilisés n'ont pas de descendance. Cette méthode, appelée technique de l'insecte stérile, a été utilisée avec succès pour éliminer partiellement ou totalement des insectes et des ravageurs dangereux responsables de pertes importantes de produits alimentaires et animaux.
Cette technique a été perfectionnée dans les laboratoires de l'AIEA à Seibersdorf. Des installations permettant d'élever en masse des mouches des fruits et des mouches tsé-tsé au moyen de méthodes mises au point dans les laboratoires de l'Agence ont été construites dans un certain nombre de pays. Le plus grand succès obtenu au moyen de la technique de l'insecte stérile a consisté à débarrasser entièrement de la lucilie bouchère le sud des Etats-Unis, la plus grande partie du Mexique ainsi que Porto Rico et Curaçao. Grâce au succès de cette campagne, les éleveurs économisent plus de 378 millions de dollars des Etats-Unis chaque année rien qu'aux Etats-Unis. Cette technique sera utilisée dans le cadre du programme d'éradication de la lucilie bouchère en Afrique du Nord qui a été lancé récemment. Elle a été également utilisée dans le cadre de projets qui ont permis d'éliminer la mouche méditerranéenne des fruits au Mexique ainsi que diverses espèces de mouches tsé-tsé au Nigeria.
Produits agrochimiques et résidus
La libération différée des principes actifs des pesticides permet de diminuer les quantités utilisées par les agriculteurs et de réduire ainsi au minimum les dommages à l'écosystème. Les techniques de marquage au moyen d'atomes radioactifs jouent un rôle capital dans la recherche sur les produits agrochimiques et les résidus. Ces techniques permettent de suivre les résidus des pesticides dans l'environnement et facilitent considérablement les études sur la libération différée des pesticides. Les efforts portent sur les écosystèmes riz-poisson et la lutte contre les mouches tsé-tsé au moyen d'écrans et de cibles imprégnés de pesticides.
Les Etats Membres continuent à manifester de l'intérêt pour l'irradiation des aliments. Cette méthode de conservation est de plus en plus utilisée parallèlement aux méthodes traditionnelles. Il s'agit d'un moyen physique de traitement comparable au traitement thermique ou à la congélation. Les denrées sont exposées à des doses de rayonnement contrôlées afin de prolonger leur durée de conservation ou de tuer les oeufs d'insectes ou les microorganismes qui les contaminent. Aucune radioactivité n'est induite dans ces denrées.
Les activités de l'Agence dans ce domaine ont surtout consisté à entreprendre des études sur l'irradiation comme moyen de garantir des ressources vivrières sûres et suffisantes ainsi que comme traitement quarantenaire des végétaux afin de promouvoir le commerce international des produits agricoles, et à transférer cette technologie sous un contrôle strict. Les résultats de plusieurs décennies de recherche montrent de façon convaincante que la consommation d'aliments irradiés n'a aucun effet nocif et que l'irradiation est une technique de conservation sûre et efficace lorsqu'elle est utilisée de façon contrôlée dans des installations autorisées. Au niveau international, on s'est principalement attaché à étudier la possibilité d'une réglementation uniforme sur les aliments irradiés et à élaborer une étiquette internationale pour signaler les aliments irradiés.
A la fin de 1989, 37 pays avaient approuvé l'irradiation d'un ou de plusieurs produits alimentaires destinés à la consommation humaine; 24 d'entre eux utilisent des irradiateurs industriels ou de démonstration pour traiter plusieurs denrées alimentaires destinées à la vente.
Les techniques nucléaires sont utilisées de différentes façons en médecine. L'utilisation des rayons X à des fins diagnostiques est bien connue mais les médecins disposent d'un large éventail d'autres techniques. On estime qu'environ un quart de l'ensemble des patients hospitalisés dans les pays occidentaux industrialisés bénéficient de la médecine nucléaire.
Les composés chimiques marqués par des isotopes radioactifs à courte période sont particulièrement utiles pour le diagnostic. On observe le cheminement de ces composés dans l'organe étudié afin d'évaluer le fonctionnement de ce dernier. Une autre catégorie de techniques diagnostiques consistant à étudier en laboratoire au moyen de produits radiochimiques des échantillons biologiques prélevés sur les patients présente un risque encore inférieur. Ces techniques sont utilisées pour étudier le fonctionnement des organes en mesurant les niveaux hormonaux et certaines protéines associées à des infections virales, et pour évaluer les effets des médicaments.
Dans le cadre de l'Accord de coopération régionale pour l'Asie et le Pacifique (RCA) de l'AIEA, un programme ayant pour objet d'encourager la production et l'utilisation de réactifs en vrac pour le radio-immunodosage a permis de réduire considérablement le coût des dosages d'hormones thyroïdiennes. Un programme semblable a été mis sur pied en Amérique latine.
Radiobiologie et radiothérapie
Dans de nombreux pays, les médecins utilisent des fournitures médicales stériles telles que des aiguilles et des seringues hypodermiques qui ne servent qu'une seule fois. Cela est sans doute le résultat le plus visible de l'utilisation croissante qui est faite des effets microbicides des rayonnements pour stériliser des fournitures médicales préemballées. De nombreux autres produits sont également stérilisés de cette façon. Pour améliorer le contrôle de la qualité de la stérilité, des scientifiques collaborant à un programme de recherche coordonnée de l'AIEA pour l'Asie et le Pacifique ont mis au point un ensemble de procédures techniques. L'Agence a élaboré un code de bonne pratique pour la radiostérilisation des fournitures médicales à usage unique.
Les rayonnements sont également utilisés pour le traitement des cancers. On a mis au point différentes techniques qui sont particulièrement intéressantes pour les pays en développement où les moyens hospitaliers sont souvent limités. Parmi ces innovations, il convient de citer en particulier une technique de traitement du cancer du col de l'utérus, maladie qui est répandue dans de nombreux pays en développement. L'Agence, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) et le Gouvernement italien appuient des travaux menés en Egypte grâce auxquels des centaines de vies sont sauvées chaque année.
Un cancéreux sur trois bénéficie des services de radiothérapie. La dose de rayonnement qu'il reçoit doit être précise. La précision de la dosimétrie (la mesure des doses de rayonnement) est une préoccupation essentielle de l'AIEA. L'Agence et les établissements participants des Etats Membres ont créé un réseau de laboratoires secondaires d'étalonnage pour la dosimétrie (LSED) afin d'augmenter le nombre de laboratoires pouvant conserver des appareils-étalons de mesure précis. Les laboratoires nationaux membres du réseau de LSED peuvent déterminer la précision de leurs propres appareils et vérifier ceux qui sont utilisés sur le terrain. Le laboratoire de dosimétrie de l'AIEA à Seibersdorf fournit à leur demande des services d'étalonnage aux pays qui n'ont pas de LSED.
L'Agence et l'OMS assurent un service postal de comparaison de doses pour aider les utilisateurs de matériel de radiothérapie. Les hôpitaux ayant recours à ce service reçoivent des dosimètres dont la précision est connue et qu'il leur est demandé d'exposer à une dose de rayonnement donnée sur la base de ce que leurs appareils indiquent. Les dosimètres sont renvoyés à Vienne pour être vérifiés et les résultats sont communiqués aux hôpitaux afin qu'ils puissent contrôler leurs appareils. Quelque 340 hôpitaux utilisent ce service, de façon réitérée pour la plupart d'entre eux.
Les techniques nucléaires sont très largement utilisées pour étudier les besoins de l'organisme en oligo-éléments et leur assimilation par ce dernier ainsi que pour déterminer comment la pollution nous atteint. Le rôle de l'Agence dans ce domaine consiste surtout à coordonner les travaux sur le terrain et à fournir des conseils et des services de formation. L'Agence appuie également les travaux des Etats Membres en fournissant des matières de référence certifiées qui permettent aux personnes se consacrant à l'étude de la nutrition humaine et de la pollution de vérifier leurs mesures. Elle exécute des programmes dans le cadre desquels les techniques nucléaires sont utilisées pour analyser les éléments toxiques dans les denrées alimentaires et étudier la pollution due aux déchets solides.
Appui aux réacteurs de recherche
Alors qu'il n'est fait appel à l'énergie nucléaire pour produire de l'électricité que dans certains pays seulement, nombreux sont ceux qui utilisent des réacteurs de recherche pour des activités de formation, de recherche pure et d'analyse et pour produire des radio-isotopes destinés à des applications industrielles, agricoles et médicales.
A l'heure actuelle, 325 réacteurs de recherche sont en service dans 54 Etats Membres, dont 71 dans 34 pays en développement. Le programme de l'Agence a pour objet de convertir certains réacteurs de recherche afin qu'ils utilisent des combustibles à l'uranium faiblement enrichi au lieu de combustibles à l'uranium fortement enrichi qui ne sont disponibles qu'en quantités limitées. L'Agence s'efforce également d'optimiser l'exploitation de ces réacteurs de manière à répondre à des besoins multiples dans le domaine de la recherche et des applications.
De nombreuses applications industrielles intéressantes des rayonnements et des radio-isotopes sont désormais bien implantées dans les pays industrialisés. Les principaux domaines d'application sont notamment la radiographie, les essais non destructifs, l'ingénierie et la technologie des rayonnements, les systèmes de contrôle et les traceurs radioactifs, les techniques d'analyse et de contrôle de la qualité, la diagraphie des sondages et la caractérisation des roches ainsi que la fabrication de produits pharmaceutiques radiomarqués, y compris les techniques et procédures de contrôle de la qualité nécessaires pour garantir leur utilisation sûre.
Par exemple, les utilisations des traceurs radioactifs dans les secteurs de la chimie, de l'extraction et du raffinage du pétrole, de la sidérurgie, du ciment, de l'automobile et des constructions navales présentent des avantages économiques considérables et fournissent des solutions à des problèmes qui ne peuvent pas être résolus autrement.
Mise en valeur des ressources hydrologiques et minérales
Les techniques mettant en uvre des isotopes de l'environnement sont au nombre de celles que les météorologues, les hydrologues et les hydrogéologues utilisent pour étudier l'eau. L'étude des isotopes de l'oxygène et de l'hydrogène dans l'eau et d'éléments contenus dans les sels dissous ayant le même comportement que l'eau permet d'enregistrer avec précision les phénomènes qui influent sur la présence et le mouvement de l'eau sous toutes ses formes (solide, gazeuse ou liquide).
Dans le bassin de l'Amazonie, par exemple, ces techniques jouent un rôle essentiel dans l'étude des conséquences environnementales du défrichement des forêts tropicales humides. Certains isotopes stables permettent de recueillir des données sur les mouvements de la vapeur d'eau, le débit des cours d'eau, la sédimentation, la qualité de l'eau, la protection des végétaux et les modifications du sol. A terme, ces études devraient avoir un impact décisif sur la gestion écologique de cette région.