La science et les technologies russes au jour le jour

Une «patrouille spatiale» pour protéger les gazoducs du Soleil

Une «patrouille spatiale solaire» pourrait aider efficacement à protéger les gazoducs de la corrosion engendrée par les tempêtes solaires magnétiques, rapportent les sites inauka.ru et strf.ru.

Une corrosion extérieure sous contrainte anormalement élevée, appelée «stress corrosion», est à l’origine de 40% des incidents sur les gazoducs russes. La vitesse de la corrosion des tubes est d'ordinaire de 0,25 mm par an, mais l'on enregistre parfois des chiffres pouvant aller jusqu'à 1,16 mm. Cette corrosion a pour conséquence que 5 à 10 ans après avoir été mises en service, les conduites commencent à être victimes d'incidents, alors même que leur durée d'exploitation normale est prévue pour 25 à 30 ans. La Russie, relève le ministère russe des Situations d'urgence, connaît en moyenne deux fois plus d'incidents liés à la corrosion que les pays d'Europe occidentale.

Des spécialistes de l'Institut d'optique d'Etat Vavilov ont présenté des données attestant que les grosses conduites et les gros réseaux électriques sont victimes du « temps spatial », autrement dit des puissantes tempêtes géomagnétiques et éruptions solaires. On sait que ces phénomènes peuvent provoquer des courants géomagnétiques induits dans les conduites qui sont installées à des latitudes moyennes ou élevées (supérieures à 50° de latitude Nord), autrement dit sur une grande partie du territoire de la Russie, du Canada et de l'Alaska.

Les chercheurs ont attiré l'attention sur le fait qu'en période d'activité solaire, il est fréquent que les stations de protection cathodique, par lesquelles sont alimentés les gros gazoducs, se débranchent ou soient mises hors d'usage. Se retrouvant, de fait, sans protection électrochimique, les tubes sont alors soumis à une corrosion accélérée. Conformément à la réglementation technique, le débranchement de la protection cathodique des gros gazoducs n'est pas autorisé plus de dix jours par an. Or, notre planète essuie annuellement entre une cinquantaine et une centaine de puissantes tempêtes géomagnétiques - jusqu'à une fois, voire deux fois par semaine !

Comme l'explique le responsable des travaux, le constructeur en chef de l'appareillage « patrouille spatiale solaire » de l'Institut Vavilov, Sergueï Avakian, des flux de corpuscules énergétiques - des électrons et des protons - font irruption dans l'ionosphère de la Terre durant les tempêtes magnétiques. Se répandant à partir de la magnétosphère et des ceintures radiatives, ils créent une ionisation supplémentaire dans les couches supérieures de l'atmosphère. Cela conduit à la formation de systèmes de courant ionosphériques, qui provoquent l'apparition de champs électriques. En même temps que les variations géomagnétiques, les champs électriques provoquent durant les tempêtes des flux géoinduits à la surface de la Terre et dans les différents systèmes conducteurs au-dessus de la Terre et dans le sol.

Afin de prévenir la brusque augmentation de la vitesse de la corrosion des gros tubes, les spécialistes de l'Institut Vavilov ont proposé de créer un service de surveillance spatiale. Dans l'esprit de ses concepteurs, ce service spatial doit annoncer les possibles incidences des flux géomagnétiques induits sur les conduites et déterminer les «fenêtres de tranquillité», durant lesquelles il sera possible de débrancher les stations de protection cathodique (pour les tester et les réparer). Il sera possible de réaliser ces prévisions en se fondant sur les mesures de l'activité héliophysique à l'aide de l'appareillage optoélectronique «patrouille spatiale solaire», élaboré par l'Institut Vavilov, qui inclut des radiomètres et spectromètres de rayonnements ionisants.

L'Institut Vavilov n'est pas le premier centre scientifique à avoir attiré l'attention sur l'importance de prévoir le temps spatial. Un centre de prévision de la situation géophysique fonctionne depuis longtemps déjà à l'Institut Pouchkov du magnétisme terrestre, de l'ionosphère et de la propagation des ondes radio de l'Académie des sciences russe (IZMIRIAN). Il fournit aux organisations qui en ont besoin l'information requise. Toutefois, soulignent les spécialistes de l'Institut Vavilov, il n'existe pour l'instant nulle part dans le monde de données sur la « respiration» du Soleil, pourtant nécessaires à un enregistrement fiable des éruptions solaires et à une prévision des paramètres des tempêtes géomagnétiques.

Le système de patrouille solaire que la Russie souhaite développer pour observer l'activité du Soleil doit être composé non pas de satellites distincts fonctionnant individuellement, mais d'un groupement de satellites fonctionnant en permanence, estime Anatoli Chpilov, directeur adjoint de Roscosmos (Agence spatiale russe).

Le projet de « patrouille solaire » implique la mise en orbite de trois petits satellites situés les uns par rapport aux autres à un intervalle de 120°. « Peu importe que ces satellites soient petits, qu'ils n'embarquent qu'un seul appareil et soient mis en orbite en tant que charges associées, l'important est qu'ils fonctionnent sans à-coups », a souligné Anatoli Chpilov.

 
Première opération du foie réalisée en Russie par un robot

Pour la première fois en Russie, une intervention visant à éliminer une tumeur du foie d'un patient a été réalisée par un robot, rapportent les sites rian.ru et strf.ru.

L'utilisation chirurgicale du robot vient de faire un nouveau pas en Russie. Pour la première fois dans le pays, une équipe de l'Institut de chirurgie Vichnevski a utilisé un robot pour opérer une patiente atteinte d'une tumeur au foie. Une partie du foie de la patiente a été retirée par le robot (hémi-hépatectomie gauche). A ce jour, il n'y a, semble-t-il, qu'aux Etats-Unis et en Corée du Sud que de telles opérations sont réalisées, les Européens n'en étant qu'à leurs tout premiers pas.

Ce sont les fins manipulateurs de l'appareil, capables de pivoter à 360°, qui ont permis de réaliser cette intervention, réalisée avec une très grande précision. Les larges cicatrices sur le ventre des patients ont cédé la place à des traces à peine visibles. Cinq petites incisions dans la cavité abdominale suffisent pour l'opération. Et le processus de rétablissement des patients s'en trouve considérablement accéléré.

«Notre patiente a recommencé à marcher dès le lendemain de l'intervention, et le troisième jour suivant l'opération, elle n'avait déjà plus besoin de médicaments», commente Andreï Fedotov, chef du département des technologies scientifiques de l'Institut de chirurgie.

L'acquisition de ce robot est jugée comme une mini-révolution par le personnel médical. Il note qu'avec un tel appareil on peut réaliser des opérations des plus complexes, des plus lourdes, comme les interventions sur l'estomac ou le pancréas.

« Nous voulons parvenir à améliorer le déroulement de la période post-opératoire, diminuer la douleur des patients et améliorer les résultats fonctionnels », a déclaré Andreï Fedotov.

L'opération a nécessité 14 mois de préparation - cours, congrès, entraînement sur des simulateurs. On envisage d'introduire prochainement l'utilisation au quotidien de ce robot pour les interventions dans l'Institut. Cette opération avait été précédée de 36 autres interventions réalisées avec ce robot. Mais elles étaient beaucoup plus simples.

Ce type d'intervention, explique Grigori Krivtsov, chef du département de l'organisation scientifique, est préconisé prioritairement pour les affections oncologiques du foie. Mais le robot peut se montrer très efficace en urologie pour l'ablation de la prostate, pour des opérations du coeur, de vaisseaux, de la cavité abdominale.

Il n'existe pour l'instant que six complexes robotiques médicaux en Russie: quatre d'entre eux se trouvent dans des établissements hospitaliers d'importance fédérale à Moscou et Saint-Pétersbourg, et deux dans des centres médicaux régionaux, à Ekaterinbourg et dans l'arrondissement des Khantis-Mansis.

 
Des physiciens russes veulent «allumer une étoile»

Des chercheurs russes ont l'intention «d'allumer un point» dans l'espace grâce à un laser afin de s'en servir pour calibrer les télescopes terrestres, rapporte le site rian.ru.

Créer une source ponctuelle de lumière au-delà de l'atmosphère terrestre à l'aide d'un puissant laser afin de pouvoir calibrer des télescopes optiques: tel est le projet que vient de révéler l'académicien Evgueni Dianov, directeur du Centre scientifique d'optique des fibres de l'Académie des sciences russe.

Tous les télescopes optiques terrestres modernes, explique ce scientifique, subissent l'influence des déformations atmosphériques, des hétérogénéités liées aux fluctuations de la densité de l'air.

«La nécessité se fait jour de disposer d'une source de lumière, d'une +étoile laser artificielle+, qui serait au-dessus de l'atmosphère tout en ayant des paramètres maîtrisables pour calibrer les télescopes, afin d'éliminer l'instabilité de l'atmosphère», explique Evgueni Dianov.
 
Or, souligne le physicien, il existe déjà, à une altitude élevée, une «ampoule» naturelle, qu'il ne reste plus qu'à allumer. «A 100 km d'altitude, se trouve au-dessus de la Terre une couche comportant une grande quantité de sodium. Si ce sodium est éclairé avec un laser d'une longueur d'onde de 589 nanomètres (la couleur jaune), il commencera à rayonner dans cette couleur», explique l'académicien. Cette idée, a-t-il indiqué, a vu le jour il y a assez longtemps, mais résoudre ce problème apparaissait extrêmement difficile.

«Nous avons élaboré un nouveau type de lasers, poursuit Evgueni Dianov. Il s'agit de lasers à fibres au bismuth, dont la seconde onde harmonique correspond exactement à cette longueur d'onde. Actuellement, nous travaillons à créer cette étoile laser artificielle pour calibrer les télescopes optiques».

 
Refroidissement ou réchauffement de la planète ?

Le débat est loin d'être clos entre ceux qui estiment que l'on se dirige vers un réchauffement de notre planète et ceux qui pensent, au contraire, que nous allons vers un refroidissement. Des interventions allant dans des sens opposés sont rapportées par les sites korrespondent.net et inauka.ru.

Pour l'astrophysicien russe Khabiboullo Abdoussamatov, chef du département d'études spatiales de l'Observatoire astronomique de Poulkovo et chef du projet Astrométrie, développé à bord du compartiment russe de la Station spatiale internationale (ISS), la période de réchauffement climatique est terminée. Il annonce même, prochainement, un nouveau « petit âge glaciaire ».

Pour son collègue Piotr Sporychev, chercheur à l'Observatoire géophysique principal du Rosguidromet (Service météorologique russe), aucun refroidissement global ne menace la Terre.

Selon Khabiboullo Abdoussamatov, en 2014 débutera une nouvelle période glaciaire. L'humanité se dirige vers un refroidissement et non vers un réchauffement, et elle en a beaucoup plus à craindre, estime cet astrophysicien, qui pense pouvoir apporter très prochainement la démonstration concrète de ce qu'il avance.

L'effet de serre existe, explique le chercheur. Mais il n'est pas la conséquence du fait que l'on continue de déverser dans l'atmosphère terrestre du gaz carbonique. Tout se passe dans le Soleil ou, plus précisément, dans sa puissance de rayonnement, qui a incroyablement augmenté au cours du dernier siècle, mais diminue maintenant très nettement. L'humanité se retrouve ainsi à la veille d'une réédition du «petit âge glaciaire», que l'on avait pu observer dans l'hémisphère Nord du XVIème au XIXème siècle.

«La diminution du nombre des tâches solaires, estime Khabiboullo Abdoussamatov, témoigne que l'activité de notre astre se trouve dans une phase minimale et que nous serons donc les témoins d'une baisse globale des températures terrestres».

D'ici quatre ans, il sera possible de juger de la pertinence des prévisions de l'astrophysicien.

«Il n'y aura pas, dans les prochains millénaires, de nouvelle période glaciaire», affirme pour sa part Piotr Sporychev. En raison d'un déplacement de l'orbite de la Terre, voilà 116.000 ans, la répartition du rayonnement solaire à la surface de notre planète s'est modifiée, explique-t-il. La neige, dans les latitudes élevées, ne fondait pas et s'est transformée en calotte glaciaire, atteignant 3 à 4 kilomètres d'épaisseur là où se trouvent aujourd'hui des grandes villes, telles que Saint-Pétersbourg.

La couverture glaciaire reflétait la radiation solaire et accentuait, ce faisant, le refroidissement global. La Terre n'a commencé à «dégeler» qu'au bout de plusieurs dizaines de millénaires, il y a environ 10 à 15.000 ans.

L'étude des échantillons de glace de l'Antarctique montre que la température globale de la Terre s'est modifiée, en même temps que la concentration de gaz carbonique dans l'atmosphère. Toutefois, poursuit Piotr Sporychev, la concentration de gaz carbonique (lequel constitue l'essentiel des «gaz à effet de serre») a augmenté avec un retard d'environ 600 ans. C'est ce retard qu'ont utilisé comme argument les « climatosceptiques » pour nier le rôle majeur des gaz à effet de serre.

Ce retard, poursuit Piotr Sporychev, s'explique par le fait que la capacité qu'a l'océan d'absorber le gaz de serre baisse lorsque la température augmente. C'est pourquoi, à la suite du réchauffement de l'océan, la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère a augmenté.