Conserver les aliments et stériliser

Les techniques nucléaires apportent des contributions dans la production agricole. Elles sont utiles pour mettre au point de nouvelles variétés de plantes par mutation qui répondent aux besoins des populations à travers le monde et présentent une résistance notamment à la salinité des sols et aux insectes ravageurs.

Des marqueurs isotopiques permettent aussi de suivre l’évolution des nutriments dans les écosystèmes agricoles, d’évaluer leur disponibilité dans le sol, de mesurer l’humidité, etc. En outre, les techniques nucléaires contribuent à améliorer le traitement des aliments. En effet, l’ionisation des aliments frais prolonge leur durée de conservation et améliore les possibilités de stockage et de transport. Elle permet aussi de protéger des insectes ravageurs, de détruire les parasites ou de différer la maturation du produit.

Autre utilisation particulièrement bénéfique pour les populations : la lutte contre les mouches tsé-tsé, vectrices de la maladie du sommeil en Amérique centrale et au Panama. Les rayons gamma rendent infertiles les jeunes mouches mâles élevées en masse. Avec le temps, la population des mouches est largement diminuée et l’utilisation de pesticides réduite.

Restaurer et protéger les œuvres d’art

Les technologies nucléaires permettent d’examiner, par des moyens efficaces et non invasifs, la structure interne de matériaux aussi variés que le verre, le plastique ou les métaux. L’accélérateur Aglaé (Accélérateur Grand Louvre pour l’analyse élémentaire) installé au musée du Louvre détermine les compositions chimiques et isotopiques des matériaux. Ainsi l’analyse par la méthode Pixe (émission de rayons X) des yeux et du nombril de la statue de la déesse Ishtar a révélé qu’ils étaient faits d’un rubis provenant de Birmanie. Des appareils portables permettent de réaliser des examens in situ d’œuvres non transportables. Ces procédés sont utilisés pour mieux connaître les œuvres et détecter les fausses.

Grâce aux rayonnements gamma, des irradiateurs aident à la conservation des objets archéologiques/anciens, en les désinsectisant et désinfectant et/ou en les consolidant et stabilisant via des résines. Depuis la création du laboratoire de recherche et atelier de restauration Arc-Nucléart en 1970 en France, ces techniques ont pu sauver de nombreuses antiquités telles que la momie de Ramsès II, des vestiges du Titanic, etc.

Dessaler l’eau de mer

Selon l’UNICEF, 2 milliards de personnes n’ont toujours pas accès à l’eau potable. Dans les régions les plus arides (Afrique du Nord, Moyen Orient), les unités de dessalement de l’eau de mer se multiplient pour répondre à ce besoin vital. On en dénombre plus de 22 000 dans le monde, qui produisent quotidiennement 110 millions de m³ d’eau potable. Si la plupart d’entre elles fonctionnent aujourd’hui aux énergies fossiles, fortement émettrices de gaz à effet de serre, il s’avère que le recours à l’énergie nucléaire permet d’atteindre des coûts de production très compétitifs. Des installations de ce type fonctionnement déjà au Kazakhstan, en Inde et au Japon et de nombreux projets sont à l’étude. Estimant que le déploiement à grande échelle de cette technologie dépend essentiellement de facteurs économiques, l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) a lancé un vaste programme de recherche et de collaboration sur ce thème.

Les deux procédés principaux de dessalement avec l’énergie nucléaire sont la distillation et l’osmose inverse. La distillation porte l’eau de mer à ébullition, la transforme donc en vapeur pour séparer l’eau pure du sel et des autres composants qui rendent l’eau impropre à la consommation. Par l’osmose inverse, l’eau de mer est amenée à haute pression puis filtrée par des membranes spécifiques. La majeure partie des sels reste piégée dans les membranes qui sont régulièrement régénérées. L’intérêt de ces techniques de désalinisation grâce à l’énergie nucléaire, contrairement à l’utilisation d’hydrocarbures, est de ne pas produire de gaz à effet de serre.

Traiter la pollution

L’irradiation par faisceaux d’électrons, utilisée notamment pour la stérilisation du matériel médical, permettrait également d’éliminer les polluants gazeux, dont les gaz nocifs comme le dioxyde de soufre ou l’oxyde d’azote. Elle peut aussi « nettoyer » les boues des stations d’épuration en les purifiant des micro-organismes pathogènes. Les techniques isotopiques contribuent aussi à évaluer la pollution des eaux souterraines et de surface.

En outre, la stérilisation par rayonnement gamma est particulièrement adaptée au traitement des articles jetables incorporant des thermoplastiques, comme les seringues, les vaccinostyles, les cathéters, etc. On traite ainsi des emballages pharmaceutiques ou alimentaires, des enzymes industrielles, des cosmétiques, etc.

Compréhension du patrimoine

La physique nucléaire est également mobilisée pour mieux comprendre le patrimoine. En France, des accélérateurs de particules, comme le synchrotron Soleil, servent entre autres à sonder des objets sans les détériorer. Il a notamment été utilisé pour analyser la composition métallique d’armures datant du XVI^ème siècle. À plus grande échelle, le télescope à muons du CEA a permis en 2016 de révéler des cavités dans la pyramide de Kheops sans altérer le monument.

En Hongrie, le BNC (Budapest Neutron Centre) utilisent plusieurs méthodes non destructives (analyse d’activation gamma rapide, diffractomètre à neutrons à temps de vol, imagerie neutrons et rayons X…) pour révéler plus d’informations sur les matériaux contenus dans des objets très anciens. Les neutrons par exemple servent à pénétrer des couches épaisses de métaux, tout en permettant de révéler des matériaux comme du bois, du cuir ou des os qui seraient scellés dans des pièces métalliques ou de pierre. ■