Academic literature on the topic 'Perméabilités aux gaz et à l’eau'

L’atome d’hydrogène (H) est l’élément le plus simple, le plus léger et le plus abondant sur terre. Incolore, inodore, non toxique, l’hydrogène est très énergétique : 33 kWh/ kg, soit 2,5 fois plus que le gaz naturel et trois fois plus que le gasoil. Sa combustion présente un immense avantage pour le climat et la santé : elle n’émet ni gaz à eff et de serre (GES), ni polluant, seulement de la chaleur et de l’eau. L’hydrogène associé aux piles à combustible (qui transforment l’hydrogène en électricité par réaction avec l’oxygène de l’air) peut constituer une force motrice pour de nombreuses applications. Il peut contribuer efficacement à la transition énergique, faciliter le stockage des énergies renouvelables intermittentes, renforcer le développement de la mobilité électrique, apporter des solutions d’avenir durable à la ville et à l’industrie.

L’hydrogène, s’il est produit à partir de matières premières renouvelables, est une source alternative viable pour remplacer les combustibles fossiles conventionnels en raison de son potentiel énergétique élevé (122 kJ/g). Quand l’hydrogène est utilisé comme carburant, son principal produit de combustion est l’eau, qui peut être recyclée pour produire plus d’hydrogène, mais contrairement aux combustibles fossiles, l’hydrogène n’est pas facilement disponible dans la nature et les méthodes de production couramment utilisées sont assez coûteuses. Actuellement, environ 98 % de l’hydrogène provient des combustibles fossiles. Globalement, 40 % de l’hydrogène est produit à partir de gaz naturel ou de reformage à la vapeur d’hydrocarbures, 30 % à partir de pétrole, 18 % à partir de charbon et 4 % partir d’électrolyse de l’eau. Cependant, ces processus sont coûteux et pas toujours respectueux de l’environnement. Les procédés biologiques pour la production d’hydrogène peuvent fonctionner dans des conditions opératoires moins énergivores et plus respectueuses de l’environnement par rapport aux méthodes chimiques conventionnelles. Cette approche est non seulement écologique, mais ouvre aussi de nouvelles voies pour l’exploitation de ressources énergétiques renouvelables illimitées. En outre, ils peuvent également utiliser différents déchets, ce qui facilite le recyclage des déchets. La production d’hydrogène biologique utilisant la biomasse riche en hydrates de carbone comme ressource renouvelable est l’une des différentes méthodes dans lesquelles les processus peuvent se produire via un processus anaérobie et un processus de photosynthèse. Dans cet article, les différents procédés biologiques de production de l’hydrogène sont décrits et comparés.

La mise en évidence des fluides dans les réservoirs albiens du puits K1 du bassin offshore ivoirien a été possible grâce aux traitements des données lithologiques et diagraphiques aux logiciels Strater et Interactive Petrophysics (IP). La reconstitution lithologique des formations de ce puits révèle trois unités lithologiques qui sont dans le sens du forage : unité 1, unité 2 et unité 3. Les épaisseurs respectives de ces unités sont 37 m, 109 m et 52 m. L’unité 1 forme une épaisse roche couverture et est constituée d’argilites avec de fines intercalations de sables/grès et de dolomie. L’unité 2 est caractérisée par une alternance d’argilites, de dolomies et de sables/grès. Cette unité est caractérisée par l’existence de quatre réservoirs à hydrocarbures. Les épaisseurs de ces réservoirs sont respectivement dans le sens du forage : 11,30 m, 2,74 m, 3,35 m et 11,6 m. Ce sont des réservoirs gréseux dont la porosité est assez bonne à très bonne (10 à 27%). Tous ces réservoirs ne contiennent que du gaz à l’exception du premier réservoir qui renferme en plus du gaz, de l’huile et de l’eau. Enfin, l'unité 3 comprend des argilites avec un banc de sable/grès et des traces de calcaire et de dolomie. The highlighting of fluids in the Albian reservoirs of the K1 well in the Ivorian offshore basin was possible thanks to the processing of lithological and log data with Strater and Interactive Petrophysics (IP) software. The lithological reconstruction of the formations of this well reveals three lithological units which are in the direction of the drilling: unit 1, unit 2 and unit 3. The respective thicknesses of these units are 37 m, 109 m and 52 m. Unit 1 forms a thick cap rock and consists of argillites with fine sand/sandstone and dolomite intercalations. Unit 2 is characterized by an alternation of argillites, dolomites and sands/sandstones. This unit is characterized by the existence of four hydrocarbon reservoirs. The thicknesses of these reservoirs are respectively in the direction of drilling: 11.30 m, 2.74 m, 3.35 m and 11.6 m. These are sandstone reservoirs with fairly good to very good porosity (10 to 27%). All these tanks contain only gas except for the first tank which also contains gas, oil and water. Finally, Unit 3 includes argillites with a sand/sandstone layer and limestone and dolomite trail.

Les impacts environnementaux liés aux productions animales sont pris en considération depuisau moins deux décennies. Mais jusqu’à une date récente, ils étaient considérés comme des «dommagescollatéraux» résultant de la nécessité de nourrir la planète. Depuis le rapport de la FAO«Livestock’s long shadow» (Steinfeld et al 2006), les préoccupations environnementales liées enparticulier aux gaz à effet de serre (GES) ont pris une importance croissante auprès des acteursdes filières animales et des décideurs politiques. Elles sont désormais au centre de la réflexion surle développement de l’élevage. En témoignent des documents dépassant le cadre de l’agriculturecomme la publication des propositions du «Grenelle 2» par le gouvernement français, ou la feuillede route de l’Union Européenne pour une baisse drastique des émissions de gaz carbonique àl’échéance de 2050. En fait, le problème est planétaire, car la consommation mondiale de produitsanimaux augmente, tendance appelée à se poursuivre en raison de l’évolution démographiqueet de l’accroissement de la part des produits animaux dans l’alimentation dans les pays endéveloppement et émergents (Gerber et al 2011). La revue INRA Productions animales a publié depuis plusieurs années de nombreux articlesrelatifs aux relations entre élevage et environnement, analysées sous divers angles. Récemmentdes articles relatifs aux polluants ou aux aspects environnementaux plus globaux ont été publiésdans le cadre de trois numéros thématiques : «Porcherie verte» avec notamment des articles surles éléments à risque et les émissions gazeuses lors de la gestion des effluents (Bonneau et al2008a, b), «Les nouveaux enjeux de la nutrition et de l’alimentation du porc» avec un article surles relations entre nutrition et excrétion de polluants (Dourmad et al 2009), et «Elevage en régionschaudes» avec un article consacré aux impacts et services environnementaux (Blanfort et al2011). Des articles ont également été publiés sur la quantification des émissions de méthane parles animaux d’élevage en France (Vermorel et al 2008) et sur la modélisation des émissions deméthane chez les ruminants (Sauvant et al 2009). Enfin, les moyens de réduire les rejets porcinset avicoles par la génétique ont été analysés (Mignon-Grasteau et al 2010). A signaler aussi lenuméro spécial «Elevage bio» en 2009, qui analysait les systèmes d’élevage biologique sans toutefoisdiscuter leurs avantages au plan environnemental. La réduction des émissions de GES par l’élevage est devenue un enjeu majeur des recherchessur les systèmes d’élevage et en nutrition animale. Ce dossier composé de quatre articles estconsacré aux GES en élevage bovin en mettant l’accent sur le méthane. En effet dans la plupartdes systèmes laitiers et à viande, le méthane est le gaz à effet de serre qui contribue le plus auxémissions, exprimées en équivalent gaz carbonique, comme le montre le premier article (Dollé etal 2011) qui replace les émissions de méthane dans l’ensemble des émissions de gaz à effet deserre. Un travail considérable a été réalisé pour évaluer et comparer les systèmes français, et lesINRA Productions Animales, 2011, numéro 5situer dans un contexte plus global : depuis quelques années les émissions induites par des systèmesd’élevage très divers sont étudiées dans le monde, principalement en Europe. Le deuxièmearticle (Sauvant et al 2011) analyse les relations étroites entre la production de méthane et les fermentationsdans le rumen selon la nature du régime alimentaire, puis discute la précision des principaleséquations empiriques de prévision de la production de méthane, ainsi que des modèlesmécanistes qui ont été développés. Des voies d’amélioration sont proposées. Dans un troisièmearticle (Popova et al 2011), les mécanismes de production de méthane dans le rumen sont analysés.Un intérêt particulier est porté au rôle des Archaea méthanogènes, microorganismes qui constituentun domaine spécifique du règne vivant et qui sont les seuls à produire du méthane à partirde l’hydrogène. La compréhension des mécanismes est un élément majeur pour prévoir les effetspossibles d’une ration, d’un additif, d’une biotechnologie sur la production de méthane. Laconnaissance actuelle de ces effets est présentée dans un quatrième article (Doreau et al 2011),centré sur les résultats obtenus in vivo. Il est en effet important de confronter les annonces faitesà partir d’essais in vitro, ou d’un seul essai in vivo mené sur le court terme, aux résultats d’étudesapprofondies reposant sur une base expérimentale solide. Ce dossier dresse un bilan des recherches et de l’état des connaissances sur le méthane entérique,et mentionne les principaux leviers d’action pour réduire les émissions des trois principauxgaz à effet de serre. Une vision plus large nécessiterait le développement d’aspects complémentaires.En premier lieu, celui des émissions de méthane et de protoxyde d’azote liées aux effluents.Elles sont toutefois très mal connues et éminemment variables, comme l’ont souligné Hassounaet al (2010) qui ont développé une méthode permettant de les évaluer en bâtiments. En deuxièmelieu, l'impact des nombreuses voies permettant de réduire les émissions de protoxyde d'azote auchamp doit être évalué. Ainsi, serait nécessaire une analyse portant sur les différents moyens permettantde limiter la fertilisation azotée minérale (fertilisation «de précision», recours aux légumineuses,inhibition des réactions de nitrification/dénitrification dans les sols, meilleure gestiondu pâturage…) qui sont seulement évoqués dans le texte de Dollé et al (2011). Enfin, la séquestrationde carbone par les prairies doit être prise en compte dans l’analyse de la contribution desélevages de ruminants au réchauffement climatique. Les valeurs actuellement retenues sont probablementsous-estimées (Soussana et al 2010), mais les résultats récents mettent en évidence unetrès grande variabilité de ce stockage de carbone, liée non seulement au type de végétation et auxconditions pédologiques, mais aussi, entre autres, au type d’exploitation par les animaux et auxaléas climatiques (Klumpp et al 2011). Le réchauffement climatique est actuellement considéré par les médias et les décideurs politiquescomme l’urgence en termes de protection de notre environnement. Cela ne doit pas faireoublier qu’il est nécessaire de prendre en compte simultanément l’épuisement de certaines ressourcescomme l’énergie fossile et les phosphates, la raréfaction des réserves en eau, la compétitionpour les surfaces agricoles, et la pollution de l’air, des sols et de l’eau par différentes moléculesminérales et organiques. L’analyse des impacts environnementaux, en tant que composantede la durabilité des systèmes d’élevage, doit donc être multifactorielle et prendre également encompte les services environnementaux et sociétaux de l’élevage, une activité qui fait vivre plusd’un milliard d’habitants de notre planète.

La production de viande artificielle par culture de cellules est proposée par certains scientifiques comme une des solutions pour répondre aux grands enjeux de l’élevage : i) réduire le mal-être supposé des animaux dans les élevages modernes, voire ne pas tuer les animaux pour les manger, ii) réduire la possible dégradation de l’environnement par l’élevage et iii) réduire la faim dans le monde en augmentant le niveau des ressources protéiques alimentaires. La viande artificielle supprimerait en effet le mal-être supposé des animaux lié à l’élevage et permettrait de ne pas abattre les animaux pour les manger. L’impact environnemental de la viande artificielle est difficile à évaluer en l’absence de données sur le fonctionnement d’une usine de production. La viande artificielle présenterait toutefois un intérêt modéré pour réduire les gaz à effet de serre et la pollution par les nitrates, un intérêt limité quant à l’utilisation des énergies fossiles, voire très limité pour limiter les besoins en eau, mais elle libérerait des terres cultivables. Elle entraînerait probablement dans l’eau des résidus de molécules de synthèse. De nombreux experts estiment que les causes de la malnutrition actuelle de certaines populations sont multiples et ne sont pas directement liées à un manque de ressources alimentaires. Bien que la culture de cellules soit couramment pratiquée en laboratoire, il existe des verrous techniques importants à lever pour une production à grande échelle, tels que le coût rédhibitoire des technologies actuelles et le manque de ressemblance du produit obtenu à de la viande issue d’animaux. Sur le plan nutritionnel, la viande artificielle ne présente pas d’avantage particulier par rapport à un autre aliment élaboré à partir de l’ensemble des nutriments nécessaires à sa production. Les critères d’acceptabilité de la viande artificielle renvoient, d’une part, à des questions d’ordre moral ou éthique concernant la technologie et les inquiétudes qu’elle soulève, et d’autre part, à des considérations classiques relatives aux produits alimentaires (prix, qualité, naturalité…). Par le passé, les expériences de substitution des protéines animales par des produits analogues ont échoué en raison, notamment, de contraintes économiques, du temps nécessaire pour l’éventuelle acceptation des produits par les consommateurs et pour la délivrance des autorisations de mise sur le marché. Face aux questionnements importants concernant l’élevage, la production de viande artificielle ne présente pas aujourd’hui d’avantages majeurs par comparaison à la viande naturelle ou à d’autres alternatives possibles telles que rééquilibrer notre alimentation en diversifiant les sources de protéines végétales et animales, ou encore développer des systèmes d’élevage plus respectueux des animaux et de l’environnement.

Cet article résume les apports du programme «Porcherie verte» dans la connaissance et la maîtrise des émissions gazeuses intervenant lors des différentes phases de l’élevage porcin. Ces émissions comprennent des gaz à effet de serre, particulièrement le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O), ainsi que l’ammoniac (NH3), nocif pour les animaux et pour l’homme et qui a un impact sur l’environnement en termes d’acidification et d’eutrophisation. Les émissions de NH3 ont été modélisées pour le cas des bâtiments d’élevage sur caillebottis. Ces émissions peuvent être réduites en diminuant la teneur en protéines de l’aliment distribué aux animaux ou en renouvelant fréquemment le lisier dans les bâtiments. Le traitement biologique du lisier permet aussi de réduire ces émissions, surtout en l’absence de séparation de phases. Le brassage du lisier dans les fosses de stockage les favorise au contraire. Les émissions de NH3 varient fortement en fonction du substrat utilisé pour la litière et de son mode de conduite. Pendant le compostage, elles dépendent aussi fortement des caractéristiques initiales du substrat composté, mais aussi de la technique utilisée. Les émissions de N2O sont en général plus élevées avec de la litière que sur caillebotis, mais il y a de très fortes variations en fonction de son mode de conduite. Le compostage peut aussi conduire à des émissions de N2O, tout particulièrement s’il est pratiqué en couche mince. Lors du traitement biologique des lisiers, ces émissions sont assez faibles mais dépendent de la technique d’aération utilisée. Dans le sol, les émissions de N2O ne sont pas plus importantes après apports d’effluents animaux qu’après apports de fertilisants minéraux et restent difficiles à quantifier. Les émissions de CH4 sont plus faibles sur litière que sur caillebotis. Elles sont faibles également lors du compostage, sauf s’il est réalisé en couche mince. Le traitement biologique du lisier conduit à une forte réduction des émissions par rapport à un simple stockage. Les litières et le compostage ont une excellente image de marque auprès du grand public et sont souvent réputées avoir beaucoup moins d’impact sur l’environnement que le lisier. Nous avons pu montrer cependant qu’elles génèrent en général davantage de gaz à effet de serre, que ce soit de façon directe (émissions de N2O) ou indirecte (gaspillage de fertilisants azotés dont la synthèse est très «énergivore»), et ce d’autant plus que l’on cherche à rogner sur les coûts en augmentant la densité animale ou en diminuant la quantité de paille utilisée comme substrat de compostage. De même, le traitement biologique du lisier, qui semble à première vue avoir un impact favorable puisqu’il conduit à réduire les émissions de NH3 sans trop relarguer de N2O, a en fait un bilan environnemental très défavorable du fait qu’il est très énergivore aussi bien directement qu’indirectement (gaspillage de fertilisants). On a là un double transfert de pollution, du sol et de l’eau vers l’atmosphère d’une part, et de l’exploitation vers l’extérieur de l’exploitation d’autre part.

La directive sur les émissions industrielles – refonte de celle de 2008 relative à la prévention et réduction intégrées de la pollution – (ci-après « IED ») 2010/75/UE couvre environ 50 000 activités industrielles qui sont responsables d’environ 40 % des émissions de gaz à effet de serre de l’UE, 50 % des émissions de polluants de l’air, et 20 % en flux pour les émissions dans l’eau avec un coût externe évalué entre 277 et 433 milliards d’euros par an 1 . Les principales dispositions découlent des obligations fixées dans les prescriptions contenues dans les permis, déterminées par les autorités compétentes des États membres. Les conditions d’autorisation doivent respecter des principes et obligations généraux, notamment la cohérence des conditions d’autorisation avec les conclusions sur les Meilleures Techniques Disponibles (MTDs) des documents de référence de meilleures techniques disponibles (dits les « BREFs »), qui sont périodiquement révisés sur une base d’échange d’informations entre l’industrie concernée, les États membres, les ONG de protection de l’environnement (tels que le Bureau Européen de l’Environnement – EEB) et la Commission européenne. L’auteur aborde les points clefs et grands enjeux de la révision de l’IED (ci-après « IPPC 3.0 ») et du Règlement sur le Portail sur les Émissions Industrielles (ci-après « IEP-R »), de sa perspective (personnelle) et/ou pour le compte de son organisation (EEB), notamment en ce qui concerne la question sur la plus-value éventuelle de ce nouveau cadre pour définir ou promouvoir une « industrie propre », avec des points de frictions entre le positionnement des ONG, certaines industries (notamment de l’élevage intensif) et/ou certains gouvernements sur ces points. Remarque : L’évaluation ci-dessous suppose que la version de l’accord commun (15 décembre 2023) constitue la version finale 2 . En résumé, le cadre révisé pourra apporter quelques avancées utiles sur la transition vers une industrie propre sur les aspects suivants : Un recadrage de ce qui est une meilleure technique disponible (MTD), qui exclura toute option de l’âge fossile et qui se focalisera davantage sur la protection de la santé et la substitution de substances dangereuses. La plus-value concrète de la nouvelle définition de « transformation en profondeur » avec un triple objectif de protection à atteindre avant 2050 dépendra largement de l’honnêteté et de l’engagement réel des parties prenantes dans la détermination de ces nouvelles MTDs, y compris pendant la phase d’élaboration des plans de transitions par les opérateurs. Le devoir pour l’opérateur d’élaborer des « plans de transformations » par installation, même si on s’attend à du concret, risque de devenir un exercice de greenwashing . Le fait que ces plans doivent être faits au plus tard en 2030 est déjà trop tardif pour certains secteurs dont les investissements portent sur 15 à 20 ans. Alors que l’aspect d’efficience de l’utilisation des ressources est renforcé notamment en ce qui concerne l’eau, une incohérence juridique et sur le fond persiste quant à l’aspect de l’efficacité énergétique, qui reste au bon vouloir des opérateurs et des autorités compétentes. Les exigences concrètes de performances à atteindre restent encore à définir pour la majorité des secteurs. L’approche d’alignement quasi systématique par les autorités des valeurs limites d’émissions vers la fourchette haute des niveaux d’émissions associés aux MTDs (NEA-MTD) a été inversée sur le principe, mais avec une naïveté des décideurs politique effrayante vu que ce seront : 1) les opérateurs concernés eux-mêmes qui devront élaborer une analyse de non-faisabilité de se conformer à la fourchette NEA-MTD la plus stricte ; 2) qu’aucun délais précis n’a été fixé pour ces opérateurs de revoir leurs permis ; et 3) aucun devoir explicite de contradictoire avec le public concerné sur ce que l’opérateur compte faire en ce qui concerne ses installations. La révision des permis en question pourra être repoussée au plus tard de 12 ans par les autorités compétentes, ce qui permettra aux autorités compétentes proches de leur industrie de maintenir un statu quo pour la décennie à venir. A contrario une nouvelle dynamique est créée pour les États membres qui transposent les conclusions MTD par des prescriptions générales, tels que la France. Dorénavant ils devront fixer les règles en conformité de l’esprit IED, c’est-à-dire la prévention/réduction des émissions en s’orientant vers les fourchette strictes. À l’inverse on va faire une régression réglementaire généralisée sur les élevages intensifs par rapport à 1996/2010 concernant les porcs et volailles ainsi qu’une inaction sur l’élevage des bovins. Les dispositions sur le renforcement du droit à indemnisation des victimes de pollution et des sanctions ont été affaiblies de telle manière qu’on constate une inversion du principe pollueur payeur. L’extension du champ d’application (activité minière, Giga fabriques de batteries) est dérisoire, de mineures avancées ont été prévus pour la (co)-incinération des déchets. Des avancées sur la transparence et mise en contexte utile des données de performances environnementales ont été apportées notamment par le règlement connexe établissant le Portail sur les émissions industrielles et l’obligation de système de e -permis / procédures par voie électroniques.

Dans les régions arides et semi arides, l’eau est une ressource très limitative non seulement pour sa pénurie, mais aussi pour sa disponibilité incertaine. Dans le bassin moyen Oum Er-rbia (plaine Tadla), se caractérise par un climat semi-aride, méso thermique, chaud et sec en été et froid en hiver. Ce climat est conditionné par la présence des deux facteurs principaux : La présence de l’Atlantique à moins de 200km à l’Ouest, qui exerce une influence tempérante mais aussi qui se manifeste par des vents pluvieux en provenance de l’Ouest ; La latitude dont l’effet se traduit par une aridité croissante en se déplaçant du Nord vers le Sud ; les ressources en eau diminuent de l’amont vers l’aval et se traduisent par une raréfaction des taux de précipitation (une moyenne de 560 mm à Ahmed Hansali et 352 mm à Béni Mellal) et une augmentation des moyennes d’évapotranspiration (465.1mm à Béni-Mellal et 571 mm à Ahmed Hansali) et de la température. Ceci exige une analyse spécifique de ces paramètres pour comprendre et prédire les instabilités des ressources dans la région d’étude. L'objectif de ce travail est de calculer l’évapotranspiration potentielle (mensuelle et annuelle), en se basant sur les séries des données hydroclimatiques, enregistrées au niveau des stations météorologiques .Les précipitations et l’évapotranspiration sont des variables très importantes dans le diagnostic des changements climatiques et leurs effets sur l’environnement. La méthodologie adaptée dans ce travail est basée sur l’étude statistique des séries chronologiques. Ces analyses comprennent la détection de tendances, la détection des ruptures par changement de moyenne, et aussi la corrélation entre les données de précipitation et celle d’évapotranspiration. Les données proviennent de deux stations trouve dans le haut bassin du bassin moyen Oum Er-rbia (Béni Mellal, Ahmed Hansali). Les résultats des analyses statistiques mettent en évidence l’existence des changements sensibles et généralisés représentés essentiellement par le réchauffement dû aux gaz à effet de serre, en étroite relation avec l’activité humaine. Ces changements ont une influence négative sur l’environnement et l’Homme. In the middle Oum-rebia basin (plain Tadla), is characterized by a semi-arid, meso-thermal climate, hot and dry in summer and cold in winter. This climate is conditioned by the presence of the following two main factors: The presence of the Atlantic less than 200km to the west, which exerts a tempering influence but also manifests itself in rainy winds from the west; The latitude, the effect of which is reflected in increasing aridity as it moves from north to south; Water resources decrease from upstream to downstream and result in a rarefaction of precipitation rates (an average of 560 mm in Amed Hansali and 352 mm in Béni Mellal) and an increase in average evapotranspiration (465. 1mm in Beni-Mellal and 571 mm in Ahmed Hansali) and temperature. This requires a specific analysis of these parameters to understand and predict resource instabilities in the study area. The objective of this work is to calculate the potential evapotranspiration (monthly and annual), based on the series of hydroclimatic data, recorded at the level of the meteorological stations Precipitation and evapotranspiration are very important variables in the diagnosis of climate change and its effects on the environment. The methodology adapted in this work is based on the statistical study of time series. These analyses include the detection of trends, the detection of breaks in the mean, and also the correlation between precipitation and evapotranspiration data. The data are from three stations in the upper basin of the middle Oum Rbia basin (Beni Mellal, Ahmed Hansali, Mechra Edahk). The results of the statistical analyses highlight the existence of significant and widespread changes represented essentially by warming due to greenhouse gases, in close relation with human activity. These changes have a negative influence on the environment and mankind.

Le lait n’est pas tout à fait un aliment comme les autres puisqu’il est aussi produit par l’Homme. Cet aliment est indispensable à l’alimentation de l’enfant, car sa richesse nutritionnelle combinée à sa forme liquide en font une ration « tout en un » du jeune pendant ses premières semaines de vie. L’homme a très tôt domestiqué d’autres mammifères pour produire cet aliment nécessaire pour le jeune et l’a aussi intégré dans l’alimentation de l’adulte sous forme native ou après transformation. De fait, le lait est un des rares produits animaux avec l’oeuf qui est produit régulièrement et qu’il est possible d’obtenir sans tuer l’animal. Sa production fait pleinement partie de la fonction de reproduction et son prélèvement doit être géré pour ne pas handicaper le développement du jeune animal qui est également un élément d’avenir dans l’élevage. Les vaches laitières ont longtemps bénéficié de noms très personnalisés, voire de prénoms, jusqu’à ce que la traçabilité ne vienne proposer des identifiants plus proches du matricule de la sécurité sociale que des petits noms affectueux utilisés jusqu’alors. La traite est un moment particulier où l’éleveur se substitue au jeune pour prélever le lait plusieurs fois par jour. Tout ceci fait traditionnellement de l’élevage laitier un élevage qui associe étroitement l’homme et l’animal. Au commencement de la domestication et pendant longtemps, le principal défaut du lait a résidé dans sa faible aptitude à la conservation, nécessitant une consommation plutôt locale, le temps entre production et consommation devant rester le plus court possible. De fait, le développement de sa consommation dans les villes est récent et ne s’est pas fait sans quelques soucis (Fanica 2008). Bien entendu, les évolutions de l’industrie laitière et des transports ont permis de franchir ce double cap de la conservation et des distances, faisant en quelques décennies d’un produit local du peuple d’un terroir, riche d’identité, d’histoire et de culture (Faye et al 2010), un produit générique du commerce mondial qui s’échange entre continents suivant les règles de l’organisation mondiale du commerce et dont la demande augmente régulièrement. Ce passage du local au mondial ne s’effectue pas sans des changements radicaux des modes de production et de l’organisation des filières, avec des conséquences parfois importantes sur les territoires. La production de lait en France, pays traditionnel d’élevage bovin laitier, illustre parfaitement cette évolution et se trouve aujourd’hui à une période charnière. Riche d’une grande diversité de terroirs et de produits, la production française présente un profil original dont on ne sait pas aujourd’hui si c’est une force ou une faiblesse dans cette évolution. Depuis 1984, le système des quotas laitiers liés à la terre et non commercialisables en France a ralenti, comparativement aux pays voisins, l’évolution vers une spécialisation et une intensification des systèmes de production laitiers, mais il disparaîtra en 2015. Le contexte économique des prix des matières premières et du prix du lait devient beaucoup plus instable que par le passé. Le métier d’éleveur laitier, avec sa complexité, sa charge de travail importante, ses astreintes et la diminution de sa rémunération, devient moins attractif. La nécessaire prise en compte de l’impact de l’élevage sur l’environnement et plus globalement de la durabilité, constitue un nouveau défi qui est souvent vécu comme une contrainte supplémentaire. Cependant, les connaissances scientifiques et technologiques ont beaucoup progressé et offrent de nouveaux outils à l’élevage laitier pour construire une trajectoire originale dans cette évolution. Ce numéro spécial d’INRA Productions Animales se propose donc en quelques articles de faire un état des lieux des connaissances concernant la production laitière, ainsi que des nouveaux défis et des nouveaux outils qui s’offrent à la filière pour construire son avenir. Ce panorama n’est volontairement pas exhaustif et traitera prioritairement des vaches laitières avec cependant, lorsqu’il est apparu nécessaire, quelques exemples tirés de travaux réalisés chez les caprins. De même, il ne s’agit pas ici d’aborder la transformation du lait et les évolutions des nombreux produits transformés. Mais nous avons cherché à présenter un point sur un certain nombre de sujets en mettant en avant les avancées récentes et les défis scientifiques, techniques, économiques et organisationnels qui concernent la production laitière, en quatre grandes parties. La première plantera tout d’abord le décor du secteur laitier français. La deuxième présentera les nouvelles avancées des travaux sur la femelle laitière, la lactation et le lait. La troisième analysera les différents leviers que constituent la sélection génétique, la gestion de la santé, l’alimentation et la traite, pour mieux maîtriser la production de lait en élevage. Enfin, la dernière partie abordera des questions plus spécifiques concernant les systèmes d’élevage et leur futur. Le premier article de V. Chatellier et al fournit une analyse à la fois du bilan et des perspectives du secteur laitier français. Après une analyse du marché des produits laitiers au travers de la demande et de l’offre et des grandes stratégies des acteurs de la filière, cet article présente les spécificités françaises des exploitations laitières liées en particulier à la diversité des systèmes de production et des territoires. Cette double diversité se traduit également dans les écarts de productivité et des résultats économiques des exploitations dont la main-d’oeuvre reste majoritairement familiale, avec la question de son renouvellement qui se pose différemment selon les territoires. Enfin, à l’aune des changements importants de contexte qui se préparent avec la fin des quotas et les nouvelles relations qui se mettent en place entre producteurs et transformateurs, les auteurs étudient les différents scénarios qui en découlent et qui conduiront à l’écriture du futur du secteur laitier français dans les territoires et le marché mondial. La série d’articles sur l’animal et le lait débute par une approche systémique de l’animal laitier. La vache laitière est d’abord perçue au travers de sa fonction de production, et les modèles de prévision de la lactation se sont longtemps focalisés sur cette seule fonction. La notion d’animaux plus robustes et d’élevages plus durables (cf. Dossier « Robustesse... », Sauvant et Perez 2010) amène à revisiter cet angle d’approche pour l’élargir à ensemble des fonctions physiologiques en prenant mieux en compte les interactions entre les génotypes animaux et leurs environnements. La modélisation aborde cette complexité de deux façons contrastées, l’une plutôt ascendante en partant des mécanismes élémentaires et en les agrégeant, l’autre plutôt descendante, en partant de grandes propriétés émergeantes des principales fonctions et de leurs interactions, voire de leur compétition dans l’accès aux ressources nutritionnelles. La revue de Friggens et al aborde ainsi la question de la dynamique de partition des nutriments entre fonction physiologiques chez les vaches laitières en fonction du génotype en présentant plusieurs approches de modélisation. Cette revue s’attache à montrer l’intérêt de partir des propriétés émergeantes pour arriver à modéliser les réponses complexes (production, reproduction, composition du lait, état corporel…) d’une vache soumise à différentes conduites d’élevage au cours de sa carrière. Les outils de demain qui permettront d’optimiser la conduited’élevage face aux aléas économiques et climatiques dépendront de l’avancée de ces modèles et des connaissances scientifiques qui les sous-tendent. La fonction de lactation est la conséquence de nombreux mécanismes à l’échelle de l’animal, tout particulièrement au niveau de la glande mammaire. Le développement et le fonctionnement de cet organe caractérisé par sa cyclicité ont fait l’objet de nombreux travaux à l’Inra et dans de nombreuses équipes de recherches internationales. Il ne s’agissait pas ici de relater l’ensemble de ces travaux mais de consacrer un article aux dernières connaissances acquises sur les mécanismes de biosynthèse et de sécrétion des constituants du lait. L’article de Leroux et al présente les travaux sur la régulation de l’expression génique dans la glande mammaire avec un intérêt particulier pour les données acquises avec les nouveaux outils d’études globales de génomique expressionnelle. Ceux-ci apportent de nouvelles connaissances sur les effets des facteurs génétiques sur la biosynthèse et la sécrétion du lait, sur leur régulation nutritionnelle et sur l’interaction de ces facteurs. Ce dernier point constitue un champ d’investigation supplémentaire pour décrypter les secrets du fonctionnement mammaire avec notamment l’intervention de nouveaux acteurs que sont les petits ARN non codants (ou microARN) qui vient encore accroître la complexité du fonctionnement mammaire dans son rôle prépondérant lors de la lactation. Après avoir fait cet état des lieux des connaissances sur la biosynthèse et la sécrétion des constituants du lait au niveau de la glande mammaire, l’article de Léonil et al présente la complexité des fractions protéique et lipidique du lait et de leur assemblage en structures supramoléculaires. Ces structures finales sont sous la dépendance de la nature et de la variabilité des constituants, ellesmêmes dues aux polymorphismes des gènes responsables de leur synthèse. Ainsi, les auteurs font un état des lieux des connaissances sur la structure et le polymorphisme des gènes spécifiant les protéines coagulables du lait que sont les caséines pour arriver à l’organisation de ces dernières en micelles. Le rôle nutritionnel de ces protéines majeures du lait et leur fonction biologique sont revisitées à la lumière des connaissances croissantes sur les peptides bioactifs qu’elles contiennent. La fraction lipidique n’est pas en reste avec la présentation de sa complexité et de son organisation sous forme de globule gras ainsi que de son impact nutritionnel sur le consommateur. Enfin, la découverte récente, dans le lait, de petites particules (ou exosomes) véhiculant des protéines et des ARN ouvre de nouvelle voies d’investigation de l’impact du lait sur la santé du consommateur. La série d’articles consacrée aux leviers d’action dont disposent les éleveurs pour moduler la production laitière ainsi que la composition du lait débute par l’article de Brochard et al, qui retrace l’impact de la sélection génétique pour arriver aux apports de la sélection génomique des races bovines laitières. Un bref historique de la sélection génétique présente les progrès réalisés sur les caractères de production laitière mais aussi sur des caractères de robustesse (fertilité, mammites…) et permet ainsi de dresser le décor génétique des élevages français. L’avènement des outils de génomique grâce au séquençage du génome bovin a conduit à renouveler les perspectives de sélection des bovins laitiers (cf. Numéro spécial, «amélioration génétique" Mulsant et al 2011). La présentation brève de ces outils permet de mieux appréhender les retombées attendues. Les opportunités offertes par la sélection génomique sur les caractères laitiers sensu stricto se complètent et permettent également de proposer une sélection sur de nouveaux caractères. En effet, la prise en compte progressive d’autres caractères oriente la sélection vers une complexité accrue notamment grâce à l’établissement de nouvelles mesures phénotypiques. L’évolution vers une meilleure robustesse, une efficacité alimentaire optimisée mais aussi une empreinte environnementale réduite, sera d’autant plus envisageable que la sélection pourra s’appuyer sur des capacités de phénotypage de plus en plus fin et à grande échelle. Un autre facteur prépondérant dans l’élevage laitier concerne la gestion de la santé animale qui affecte, notamment, la durabilité des élevages sous l’angle socio-économique. Cette gestion complexe doit prendre en compte de nombreux paramètres tel que le nombre des traitements nécessaires, le temps passé, les pertes économiques directes à court et long terme, etc. Les infections ne touchent pas toutes directement la glande mammaire, mais en affectant l’animal, elles impactent la lactation, l’efficacité de production du troupeau et donc l’élevage. L’article de Seegers et al passe en revue sept maladies majeures classées en trois groupes affectant les bovins laitiers. Il présente les connaissances récentes acquises sur ces maladies et les perspectives qu’elles ouvrent pour mieux les maîtriser. Ces maladies ont bien souvent un impact économique fort sur les élevages et/ou sont transmissibles à l’Homme constituant ainsi des questionnements de recherche forts et pour lesquels les moyens d’actions sont aussi multiples que variés. De plus, les attentes sociétales visent à diminuer, autant que faire se peut, les intrants médicamenteux. L’alimentation est un levier de maîtrise de la production et de la composition du lait qui présente l’avantage d’avoir des effets rapides et réversibles. Bien que ce levier puisse également moduler la composition protéique du lait, l’impact prépondérant de l’alimentation sur la composition en acides gras du lait, dans le but de fournir aux consommateurs une qualité nutritionnelle du lait la plus favorable possible, a été mis en exergue par de nombreuses études. La détermination de la composition en acides gras des laits est de plus en plus précise, notamment du fait des nouvelles techniques qui permettent une meilleure caractérisation de ces profils. Outre l’impact de l’alimentation, les effets des apports nutritionnels chez le ruminant sur les teneurs en composés vitaminiques du lait sont également à prendre en compte dans la perspective de l’utilisation du lait comme source complémentaire naturelle de vitamines chez les sujets présentant une efficacité d’absorption réduite (tel que les jeunes ou à l’inverse les personnes âgées). L’article de Ferlay et al recense les principaux facteurs alimentaires (nature de la ration de base, supplémentation oléagineuse, différents types de suppléments lipidiques et leurs interactions) influençant la composition en acides gras et en vitamines du lait de vache. Enfin, la traite constitue un outil supplémentaire de pilotage des troupeaux en termes de production laitière mais aussi de qualité sanitaire, technologique et nutritionnelle du lait. De plus, une meilleure connaissance des effets des différentes pratiques de traite est cruciale dans le contexte actuel de gestion du travail dans les exploitations laitières (cf. Numéro spécial, « Travail en élevage », Hostiou et al 2012). Les moyens mis en oeuvre se situent à différents niveaux allant de la fréquence de traite aux systèmes de stockage des laits en passant par les réglages possibles ou les types de machines à traire. L’article de Guinard-Flament et al fait le point des connaissances actuelles sur les effets et les conséquences de modifications de la conduite des animaux à la traite. Il présente les effets de la fréquence de traite sur le niveau de production laitière et sur la composition du lait. Le contexte de la traite, avec les effets mécaniques de la machine à traire et celui du système de stockage, est également présenté dans ses multiples facettes pour souligner leur rôle prépondérant sur la qualité microbienne des laits. La conduite des vaches à la traite est également un moyen de gestion de la carrière d’une vache laitière à travers le pilotage de certaines phases du cycle de production (effets sur la reproduction et sur la durée de la lactation et leurs conséquences sur la santé de l’animal...). La dimension des systèmes d’élevage est dominée ces dernières années par la question environnementale, notamment depuis la parution du rapport de la FAO « Livestock’s long shadow » (Steinfeld et al 2006). L’élevage laitier, très consommateur de ressources de qualité, est concerné au premier rang par ce défi environnemental. Mais ces enjeux, peu perceptibles à l’échelle de l’élevage pourtant à l’origine de ces risques, sont difficiles à intégrer dans les objectifs des systèmes de production. L’article de Dollé et al sur les impacts environnementaux des systèmes bovins laitiers français apporte de nombreux éléments quantifiés sur les émissions des éléments à risque pour l’environnement par les élevages laitiers. Ces risques concernent bien entendu la qualité de l’eau, notamment via les excrétions d’azote et de phosphore, ce qui est connu depuis longtemps avec leurs impacts sur l’eutrophisation des cours d’eau et des côtes. Les risques liés à la qualité de l’air ont été pris en compte beaucoup plus récemment et concernent principalement les émissions d’ammoniac pouvant affecter la santé humaine et des gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique (cf. Dossier, « Gaz à effet de serre en élevage bovin : le méthane », Doreau et al 2011). Ensuite, l’article aborde la question de la biodiversité, auxiliaire de l’agriculture et des paysages, où l’élevage joue un rôle central au sein des territoires agricoles. L’article aborde pour finir la question de la quantification de ces impacts afin d’améliorer objectivement les performances environnementales des élevages et montre que performances environnementales et économiques en élevage laitier ne sont pas antinomiques. En guise de conclusion de ce numéro, J.L. Peyraud et K. Duhem se sont prêtés à un exercice d’analyse prospective des élevages laitiers et du lait de demain en reprenant certains des constats de l’article introductif, notamment sur la diversité des systèmes et des territoires, la restructuration rapide de la filière et la reconstruction du métier d’éleveur. La filière devra demain affronter la tension entre l’amélioration de la compétitivité et celle de la durabilité de l’élevage en tirant profit des innovations. La meilleure prise en compte des qualités nutritionnelles des produits et de l’évolution des demandes tout en améliorant l’intégration de l’élevage au sein des territoires constitue un double défi pour résoudre cette tension. L’analyse des auteurs prône cependant un maintien de la diversité et la complémentarité des systèmes dans une diversité de territoires pour mieux répondre aux enjeux de la société et des éleveurs. Ce numéro spécial montre combien la filière laitière est aujourd’hui plus que jamais à la croisée des chemins avec des défis économiques et sociétaux difficiles à relever dans un climat de plus en plus incertain. Entre diversité d'une part, et spécialisation et standardisation d'autre part, le chemin de la filière française reste complexe à définir. Les nombreuses évolutions des connaissances scientifiques permettent de disposer à court ou moyen terme de nouveaux outils pour relever ces défis. La sélection génomique pour disposer des animaux les plus adaptés à leur système, les modèles de prévision pour anticiper les aléas et leurs conséquences, les outils d’évaluation environnementale pour maîtriser les risques, les outils de monitoring et d’information des troupeaux d’élevage pour améliorer les conditions de travail et l’efficience des troupeaux, les possibilités de piloter la qualité des produits par les conduites d’élevage et en particulier l’alimentation, une meilleure connaissance des mécanismes de régulation de la lactation, la découverte de la richesse des constituants du lait et de leurs propriétés nutritionnelles et fonctionnelles sont autant d’atouts pour la filière pour affronter ces défis. A travers les articles de ce numéro, nous avons voulu illustrer quelques un de ces défis et des perspectives offertes par la recherche. L’enjeu sera de les mobiliser à bon escient dans le cadre de stratégies cohérentes. Cela nécessitera la collaboration de tous les acteurs de la recherche, de la formation, du développement et de la filière. A leur niveau, les articles de ce numéro, par les nombreuses signatures communes entre chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs de recherche-développement, témoignent de la vitalité des unités mixtes de recherche et des unités mixtes thématiques impliquées dans l’élevage laitier. De même, bon nombre de travaux relatés dans les articles de ce numéro sont le fruit de programmes de recherche co-financés et menés en collaboration étroite entre la recherche, les instituts technique et la filière. Nous y voyons un fort signe positif pour l'avenir de l'élevage laitier en France Cet avant-propos ne saurait s’achever sans remercier René Baumont et le comité de rédaction d’Inra Productions Animales pour l’initiative judicieuse de ce numéro spécial, mais aussi pour nous avoir aidés à mener à bien ce projet comprenant de nombreux auteurs, qui ont bien voulu se prêter à l’exercice difficile de la rédaction d’un article de synthèse qui conjugue la rigueur de l’information scientifique avec l’exigence de la rendre accessible à un large public. Ce numéro doit beaucoup aussi aux relectures constructives de nombreux collègues que nous remercions ici anonymement. Enfin, cet ouvrage doit aussi sa qualité à un travail remarquable d’édition technique assuré par Pascale Béraudque nous associons à ces remerciements. Nous avons eu la primeur de ces articles et nous espérons que vous partagerez l’intérêt que nous avons eu à leur lecture à la fois instructive, enrichissante et propice à nourrir notre réflexion pour le futur de la recherche-développement dans le domaine de l’élevage bovin laitier.Philippe FAVERDIN, Christine LEROUX RéférencesDoreau M., Baumont R., Perez J.M., (Eds) 2011. Dossier, Gaz à effet de serre en élevage bovin : le méthane. INRA Prod. Anim., 24, 411-474. Fanica P.O., 2008. Le lait, la vache et le citadin. Du XVIIe au XXe siècle. Editions Quae, Paris, France,520p. Faye B., Bonnet P., Corniaux C., Duteurtre G., 2010. Peuples du lait. Editions Quae, Paris France, 160p. Hostiou N., Dedieu B., Baumont R., (Eds) 2012. Numéro spécial, Travail en élevage. INRA Prod. Anim., 25, 83-220. Mulsant P., Bodin L., Coudurier B., Deretz S., Le Roy P., Quillet E., Perez J.M., (Eds) 2011. Numéro spécial, Amélioration génétique. INRA Prod. Anim., 24, 283-404. Sauvant D., Perez J.M., (Eds) 2010. Dossier, Robustesse, rusticité, flexibilité, plasticité, résilience… les nouveaux critères de qualité des animaux et des systèmes d'élevage. INRA Prod. Anim., 23, 1-102. Steinfeld H., Gerber P., Wassenaar T., Castel V., Rosales M., de Haan C., 2006. Livestock's long shadow: environmental issues and options. Food and Agriculture Organization of the United Nations,414p.

Ce présent travail a pour objectif la visualiser du champ thermique dans les composants solides et poreux d’une pile à oxyde solide planaire à anode supportée (SOFC_P à AS). L’intérêt est porté à la localisation des hautes températures. Les paramètres étudiés sont: les valeurs de température des gaz, hydrogène et air, alimentant la pile et la source totale de chaleur. Ces dernières sont dues aux surtensions électriques; ohmiques, activation et concentration et au phénomène exothermique lors de la formation de l’eau. Cette étude nécessite un couplage des phénomènes de transport de masse, d’énergie en plus de la loi d’écoulement gouvernée par la loi de Darcy, ainsi que la tension de la pile. Un modèle mathématique bidimensionnel est présenté. La méthode adoptée pour résoudre numériquement un tel problème est celle des différences finies. Le champ de température dans toute la pile (les deux interconnexions, la cathode, l’anode et l’électrolyte) a été obtenu en développant un programme informatique (Fortran).

Le contrôle des mécanismes de transport des petites molécules telles que O2, CO2, et l’eau est un paramètre primordial pour des applications en lien avec les secteurs de la santé. Le poly(4-méthyl-1-pentène) (PMP) est actuellement utilisé pour de telles applications car il présente une sélectivité gaz/eau élevée tout en étant transparent. Néanmoins, il existe un intérêt à pouvoir développer des alternatives à ce matériau. Dans ce cadre, les copolymères statistiques polypropylène-éthylène (PP-PE) ont été identifiés comme potentiels substituts au PMP de par leur structure chimique non polaire. Dans ce travail, différentes voies visant à augmenter la perméabilité aux gaz O2 et CO2 de films PP-PE élaborés par voie fondu ont été développées : l’introduction de tamis moléculaires de type zéolithes et/ou d’un plastifiant, le sébacate de dioctyle. L’influence de la nature et de la quantité des agents modifiant sur les propriétés fonctionnelles de la matrice PP-PE ont été étudiées. La caractérisation des systèmes en termes de morphologie, mobilité de chaînes, propriétés mécaniques, de perméabilité aux gaz et à l’eau ainsi que les propriétés optiques a permis d’établir les relations structure-propriétés fonctionnelles
The control of the transport mechanism for small molecules such as O2, CO2 and H2O is a crucial parameter for medical diagnosis devices. Currently, poly(4-methyl-1-pentene) (PMP) is used for applications which require high gas/water selectivity and transparency of the material. In the context of alternative materials, random polypropylene-ethylene copolymers were selected due to their non-polar structure. In this work, different routes have been developed to increase O2 and CO2 transport properties of PP-PE matrices prepared by melt process: the introduction of zeolite porous fillers or/and plasticizer (dioctyle sebacate) adding. The influence of the nature and quantity of each additive on morphology, polymer chain mobility, gas and water permeability as well as mechanical and optical properties were investigated. Moreover, the detailed characterization of the developed materials allowed the establishment of the structure-functional properties relations

L’argilite du COx a été choisie comme roche hôte pour le stockage des déchets radioactifs de haute activité et vie longue (HAVL) en France. Ce matériau subira l'intrusion de gaz et d'eau sous, parfois, des conditions thermiques sévères. Par conséquent, afin d'évaluer la sécurité de cette barrière naturelle, il est très important de comprendre les propriétés poromécaniques et de transfert de ce matériau ainsi que l’effet de la température. Ce travail aborde les mesures au gaz du coefficient de Biot et montrent que celui-ci est presque égal à 1 en conditions humides. Il y a cependant sur le matériau sec un effet de l'adsorption du gaz et une déformation supplémentaire de gonflement du matériau. Cet effet a aussi un effet important sur les propriétés de transfert du gaz selon sa nature. Les propriétés de transfert et de saturation ont été examinées par des techniques gaz et comparées aux mesures usuelles. Les essais montrent aussi que la perméabilité à l'eau de site est d'environ 10-20 - 10-21 m² et beaucoup plus faible que celle au gaz. Enfin, on constate que le coefficient de Biot n'est pas affecté significativement par les effets thermiques mais que ces effets jouent sur la perméabilité relative au gaz de l'argilite
COx argillite has been selected as the host rock for the storage of high-activity long-live (HALL) radioactive waste in France. It will suffered the gas and water intrusion, sometimes suffered the severe thermal conditions during the sealing process. Therefore, in order to evaluate the safety of this natural barrier, it is very important to understand the poromechanical properties and transport properties of this material as well as the thermal effects. This work use gas to measure Biot’s coefficient and shows that it is nearly equal to 1 in humid conditions. However, there is a gas adsorption and induced an additional swelling deformation on dry material, this effect also has a significant effect on the transport properties of the gas according to its nature. The transport and saturation properties were examined by gas technique and compared with the usual measurements. The tests also show that the permeability of in situ water is about 10-20-10-21 m² and much lower than gas. Lastly, it is found that Biot’s coefficient is not significantly affected by the thermal effect, but the relative gas permeability of argillite is significantly affected by this effect

La naissance de la chimiothérapie des cancers date de la fin des années 1940, cinq ans après la fin de la Seconde Guerre mondiale. Deux mille bombes chargées d’ypérite sont entreposées dans les cales d’un navire des forces alliées, le John Harvey, amarré dans le port de Bari en Italie, lorsque l’aviation allemande attaque par surprise ce port, le 2 décembre 1943. Le John Harvey explose, libérant du même coup sa cargaison d’ypérite liquide, dans les airs et dans l’eau du port, causant beaucoup de dégâts physiques parmi les troupes cantonnées à Bari. Le lieutenant-colonel Stewart Francis Alexander, un expert des armes chimiques, est dépêché sur les lieux par l’adjoint du chef du Service de santé de l’armée de Terre américaine. Alexander identifie l’agent responsable, l’ypérite, aussi dénommé gaz moutarde, déjà utilisé durant la première guerre mondiale, sous l’impulsion de Fritz Haber. Parallèlement, deux médecins de l’université de Yale étudient, sous couvert de secret militaire, les effets de ce composé sur la moelle osseuse. Ajoutées aux observations de Francis Alexander, il est apparu que ce type de composé pouvait être utilisé, après quelques modifications structurales, pour traiter les cancers du système lymphatique, les lymphomes. Cette nouvelle molécule est dénommée chlorméthine et reçoit l’agrément de la FDA en 1949 sous le nom de Mustagen®. Ironie du sort, l’ypérite a donné, en quelque sorte, naissance au premier médicament contre le cancer.

La géothermie de faible profondeur avec des pompes à chaleur correspond à l’état actuel de la technique et est déjà largement répandue en Suisse. Au sein du futur système énergétique, la géothermie de moyenne à grande profondeur (1 à 6 km) devrait également jouer un rôle important, notamment en matière de fourniture de chaleur pour les bâtiments et les process industriels. Cette forme d’utilisation de la chaleur géothermique nécessite un sous-sol bien perméable, permettant à un fluide – généralement de l’eau – d’engranger la chaleur naturellement présente dans la roche et de la transporter jusqu’à la surface. Dans les roches sédimentaires, cette condition est généralement vérifiée du fait de la structure naturelle, tandis que dans les granites et les gneiss la perméabilité doit être générée artificiellement par injection d’eau. La chaleur ainsi récupérée augmente au fur et à mesure de la profondeur de forage : la température souterraine atteint environ 40°C à 1 km de profondeur et environ 100°C à 3 km de profondeur. Pour entraîner une turbine à vapeur en vue de produire de l’électricité, des températures supérieures à 100°C sont nécessaires. Étant donné que cela implique de forer à des profondeurs de 3 à 6 km, le risque de sismicité induite augmente en conséquence. Le sous-sol peut également servir à stocker de la chaleur ou des gaz, par exemple de l’hydrogène ou du méthane, ou encore à enfouir de façon permanente du CO2. À cet effet, les mêmes exigences que pour l’extraction de chaleur doivent être vérifiées et le réservoir doit en outre être surmonté d’une couche étanche, empêchant le gaz de s’échapper. Le projet conjoint « Énergie hydroélectrique et géothermique » du PNR « Énergie » était avant tout consacré à la question de savoir où en Suisse trouver des couches de sol appropriées, répondant de manière optimale aux exigences des différentes utilisations. Un deuxième grand axe de recherche concernait les mesures visant à réduire la sismicité induite par les forages profonds et les dommages aux structures qui en résultent. Par ailleurs, des modèles et des simulations ont été élaborés dans le but de mieux comprendre les processus souterrains qui interviennent dans la mise en œuvre et l’exploitation des ressources géothermiques. En résumé, les résultats de recherche montrent que la Suisse jouit de bonnes conditions pour l’utilisation de la géothermie de moyenne profondeur (1-3 km), tant pour le parc de bâtiments que pour les processus industriels. L’optimisme est également de mise en ce qui concerne le stockage saisonnier de chaleur et de gaz. Le potentiel de stockage définitif de CO2 dans des quantités pertinentes s’avère en revanche plutôt limité. Concernant la production d’électricité à partir de la chaleur issue de la géothermie profonde (> 3 km), il n’existe pas encore de certitude définitive quant à l’importance du potentiel économiquement exploitable du sous-sol. Des installations de démonstration exploitées industriellement sont absolument nécessaires à cet égard, afin de renforcer l’acceptation par la population et les investisseurs.