Les batteries lithium-ion (LI) sont couramment utilisées dans un certain nombre de produits de consommation, notamment les téléphones portables, les ordinateurs portables et, plus récemment, les véhicules électriques et hybrides. Compte tenu de l'utilisation croissante des batteries LI, leur recyclage sera probablement nécessaire pour atténuer les coûts écologiques potentiels et maintenir la production.

Cet article révisé par des pairs et publié dans ACS Energy Matters examine le statut des réglementations sur le recyclage des batteries LI en mettant l'accent sur les États-Unis, l'Union Européenne et la Chine. Il examine également les implications de ces réglementations et la logistique du recyclage à grande échelle.

Si les capacités humaines n'ont fait qu'augmenter grâce aux récents progrès technologiques et médicaux, elles ont contribué de manière significative à la libération d'environ 830 gigatonnes de CO2 dans l'atmosphère rien qu'au cours des 30 dernières années. Les Nations Unies ont pris l'engagement de parvenir à « Zéro émission nette » d'ici 2050, ce qui signifie que la quantité de C02 libérée dans l'atmosphère sera également supprimée. Cet objectif ne sera réalisable qu'avec la collaboration des scientifiques, des décideurs politiques et des industries du monde entier.

Dans ce manuscrit de journal publié sur ChemRxiv, CAS Collection de contenus a été utilisée pour présenter une analyse de la manière dont les scientifiques et industriels ont utilisé différentes approches pour restaurer l'équilibre du carbone dans l'environnement. Cet article inclut une vue unique du paysage des domaines émergents, des dernières tendances dans ce secteur, ainsi que des difficultés auxquelles il est actuellement confronté. Lire l'intégralité du document ici.

Alors que la production et l'utilisation de batteries lithium-ion (LI) a connu une augmentation exponentielle, leur fabrication et leur élimination suscitent des préoccupations politiques et environnementales. Les réserves mondiales de composants de batteries LI sont limitées et inégalement réparties. Par ailleurs, l'exploitation de ces mines engendre une pollution considérable. Compte tenu de ces inquiétudes au sujet de l'impact des matériaux sur l'environnement, le recyclage des batteries LI représente une solution potentielle.

Cet article révisé par des pairs et publié dans les ACS Energy Letters utilise des données extraites de la Collection de contenus CAS pour examiner les types et les méthodes de recyclage au cours de la décennie à venir. Les avantages économiques et écologiques, ainsi que les difficultés, sont également évoqués, de même que le paysage mondial des installations de recyclage. Lire l'intégralité de la publication ici.

La production de plastiques bon marché, durables et adaptables a explosé au cours des dernières décennies, car ils sont omniprésents dans notre vie ; toutefois, ce polymère autrefois désirable possède une face sombre. Il faut parfois des centaines d'années aux plastiques pour se dégrader et avec une production qui atteint des niveaux astronomiques (plus de 350 millions de tonnes par an dans le monde), la pollution par le plastique est l'une des préoccupations environnementales les plus pressantes auxquelles le monde est confronté.  

Une quantité étourdissante de 150 millions de tonnes de plastique est envoyée dans les décharges ou libérée dans l'environnement chaque année et plus de 8 millions de tonnes sont transportées par les rivières et les fleuves vers les océans de la planète. La plus grande partie de ces plastiques ne se dégrade pas, mais se divise simplement en microparticules. Ces microplastiques bien documentés sont présents dans l'eau des océans, dans le corps des animaux marins et même dans les profondeurs du système gastroentérique des humains. La pollution par le plastique est l'un des problèmes environnementaux les plus critiques auxquels l'humanité est confrontée aujourd'hui et les chercheurs s'efforcent de trouver des réponses à ce problème préoccupant.

Dépolymérisation : résoudre le dilemme du recyclage des polymères

Les plastiques sont composés de polymères, de longues chaînes créées par des blocs de monomères répétitifs. La plus grande partie des plastiques couramment utilisés sont des thermoplastiques ou thermodurcissables. Les thermoplastiques, comme l'acrylique, le polyamide et le polyéthylène, s'assouplissent et se ramollissent à haute température et durcissent lorsqu'ils refroidissent. Cette propriété les rend relativement faciles à recycler, car ils peuvent être assouplis et remoulés pour former de nouveaux produits, même si la baisse de qualité limite cet avantage. Les plastiques thermodurcissants, comme le polyuréthane, la résine époxy et la résine mélamine, durcissent sous l'effet de la chaleur et sont pratiquement impossibles à recycler. Les difficultés du recyclage des thermoplastiques et des thermodurcissants signifie que tous les plastiques sont finalement destinés à contribuer à la contamination de l'environnement.

Pour parvenir à un véritable recyclage, avec une réutilisation ultérieure dans de nouveaux produits, les déchets plastiques doivent être ramenés à leurs monomères d'origine par un processus appelé dépolymérisation. Il s'agit d'un progrès technique essentiel nécessaire pour permettre une économie globale circulaire des matériaux. Dans les systèmes biologiques, la dépolymérisation complète en monomères peut être nécessaire à l'absorption et à la croissance des microbes.

Pour parvenir à la dépolymérisation, les scientifiques se sont tournés vers la nature, à la recherche d'enzymes microbiennes capables de décomposer les plastiques. En 2012, des chercheurs de l'université d'Osaka ont découvert une enzyme dans une pile de compost qui parvenait à décomposer l'un des plastiques les plus utilisés au monde : le polyéthylène téréphthalate (PET, numéro de Registre CAS 25038-59-9, formule (C₁₀H₈O₄)_n).  

Cette enzyme, appelée cutinase de compost de branche à feuille (LLC), brise les liaisons entre les monomères de PET, mais est intolérante à la température de ramollissement du PET à 65 °C, qui la dénature après quelques jours de travail à cette température et limite son utilisation industrielle. Dans la mesure où la dépolymérisation ne peut intervenir que dans du plastique fondu, les enzymes doivent être stables à une température élevée.

Dépolymérisation du PET à double action provoquée par une bactérie terricole peu connue

Le PET est un thermoplastique et l'un des polyesters les plus largement utilisés. La production mondiale de PET est passée de 42 millions de tonnes en 2014 à 50 millions de tonnes en 2016 et devrait atteindre 87 millions de tonnes d'ici 2022. 

Ce polymère synthétique est fabriqué à base d'acide téréphtalique dérivée du pétrole (TPA) et d'éthylène glycol (EG). Le PET est un polymère polyvalent qui peut être rendu transparent, opaque ou blanc, selon la structure de ses cristaux et la taille des particules (fig. 1). Il est largement utilisé pour produire des fibres pour les vêtements et des conteneurs, y compris les bouteilles d'eau, et le PET non orienté peut être thermoformé (ou moulé) afin de fabriquer d'autres produits d'emballage, tels que des emballages-coques¹. La recherche d'un moyen efficace de dépolymériser le PET sera un jalon majeur sur la voie d'un véritable recyclage du plastique et la protection de l'environnement que cela produira.

La biodégradation du PET a fait l'objet de nombreuses études, car les enzymes d'estérase (enzymes qui décomposent les esters en un acide et un alcool) sont abondantes dans la nature². Les rapports sur la dégradation biologique du PET ou son utilisation pour soutenir la croissance microbienne sont cependant rares. Certains organismes du groupe des champignons filamenteux, Fusarium oxysporum et Fusarium solani, ont été cultivés sur un milieu minéral contenant des fils de PET³.

En 2016, Yoshida et al⁴ ont rapporté la découverte et la caractérisation de la souche de bactéries terricoles, Ideonella sakaiensis 201-F6, qui se développait autour de sédiments contaminés par du PET à proximité d'une usine de recyclage des plastiques au Japon. Cette bactérie en forme de bâtonnet, à gram négatif et aérobie, possède l'aptitude remarquable à utiliser le PET comme sa source majeure de carbone et d'énergie pour sa croissance.   

I.sakaiensis utilise un système à deux enzymes pour dépolymériser le PET en le réduisant à ses éléments constitutifs, le TPA et l'EG, qui sont eux-mêmes catabolisés en une source de carbone et d'énergie. L'une des deux enzymes, la protéine ISF6_4831, hydrolyse et décompose les liaisons d'esters. Avec une préférence pour les esters aromatiques plutôt que les esters aliphatiques et une inclinaison particulière pour le PET, elle est désignée comme PET hydrolase (PETase). L'enzyme PETase dans I. sakaiensis est une hydrolase à sérine similaire à la cutinase qui attaque le polymère PET, libérant du bis(2-hydroxyéthyl) téréphthalate (BHET), du mono(2-hydroxyéthyl) téréphthalate (MHET) et du TPA. La PETase décompose encore le BHET en MHET et EG. La deuxième enzyme, la protéine ISF6_0224, hydrolase MHET (MHETase), hydrolyse davantage le MHET soluble pour produire du TPA et de l'EG (fig. 2). Les deux enzymes sont nécessaires, probablement de façon synergique, pour convertir le PET en ses deux monomères bénins pour l'environnement, le TPA et l'EG4, et ainsi recycler pleinement le PET.

 

Capacité de dégradation du PET du mutant de la PETase de grande taille

Les études de la séquence et de la structure de l'enzyme PETase mettent en évidence les similitudes avec les enzymes cutinases, produites par de nombreuses bactéries pour décomposer la cutine, un polymère cireux naturel qui fait partie de la cuticule protectrice de nombreuses plantes. L'analyse structurelle des cristaux et les tests biochimiques révèlent que la PETase présente dans I.sakaiensis 2 présente une architecture de site actif ouverte dans le site de liaison et fonctionne probablement selon le mécanisme de catalyse canonique de l'hydrolase à sérine⁵.

En fonction des modifications structurelles de la PETase et d'une fissure sur le site actif de la cutinase homologue, des variants de PETase ont été produits et testés pour la dégradation du PET, y compris un mutant présentant une double mutation distale du centre catalytique. On suppose que cette zone est capable d'amender des interactions importantes de liaison au substrat6. Ce double mutant, basé sur l'architecture de la cutinase, s'est avéré posséder des capacités avancées de dégradation du PET par rapport à la PETase de type sauvage⁶ et un brevet a maintenant été déposé⁷.

En réduisant la fissure de liaison par le biais de la mutation de deux résidus du site actif dans les cutinases, les chercheurs ont observé une dégradation améliorée du PET, ce qui suggère que la PETase ne présente pas la structure optimale pour la dégradation du PET cristallin, bien qu'elle évolue dans un environnement riche en PET. Il ne faut que quelques jours à l'enzyme mutante pour commencer à décomposer le plastique : c'est nettement plus rapide que les siècles nécessaires à cette décomposition dans les océans.

D'un double mutant à un cocktail à double enzyme

Lorsque l'enzyme MHETase est ajoutée à la réaction, le mélange d'enzymes décompose le PET deux fois plus rapidement que la PETase seule. La tendance à la dégradation observée dans la plage de charge de l'enzyme testée présente des niveaux accrus de monomères constitutifs à mesure que la concentration des deux enzymes augmente. Cela indique que les réactions sont limitées par l'enzyme, plutôt que par le substrat. L'analyse de la synergie indique également que le rythme de la dégradation augmente avec la charge de PETase et que la présence de MHETase, même à faible concentration par rapport à la PETase, améliore la dégradation totale. Les expériences actuelles n'indiquent pas un ratio optimal de PETase par rapport à la MHETase.

La création d'une super-enzyme triple la dégradation du PET

Dans d'autres expériences explorant les propriétés et la portée de la dégradation du PET, les chercheurs ont conçu une nouvelle super-enzyme en assemblant de la MHETase et de la PETase en une seule longue chaîne. Les protéines chimériques liant de manière covalente la terminaison C de la MHETase à la terminaison N de la PETase, en utilisant des liaisons glycine-sérine souples, ont été générées et évaluées pour la dégradation de PET amorphe (fig. 3). Lorsqu'on compare l'importance de la dégradation obtenue par différentes enzymes, les protéines chimériques dépassent à la fois la PETase et la MHETase, ainsi que le mélange d'enzymes non liées.  

Schémas de trois enzymes chimériques, avec des liaisons connectant la terminaison C de la MHETase à la terminaison N de la PETase" data-entity-type="file" data-entity-uuid="be1accc2-3d3b-4504-b905-8a015a43802f" src="/sites/default/files/inline-images/PET-Figure3.jpg" />

 

Il est intéressant de noter que la super-enzyme non seulement dépolymérise le PET, mais fonctionne aussi sur le PEF (polyéthylene furanoate), un bioplastique à base de sucre utilisé pour fabriquer les bouteilles de bière.  
 
La déconstruction enzymatique de certains polymères naturels, comme la cellulose et la chitine, est obtenue dans la nature par des mélanges d'enzymes fonctionnant en synergie, secrétées par des microbes⁸. Ces systèmes microbiens naturels ont évolué au fil du temps pour dégrader de manière optimale de tels polymères. Il semble que certaines bactéries terricoles, comme I. sakaiensis, aient évolué de manière similaire pour utiliser un substrat de polyester avec un système à deux enzymes^4,9. Contrairement à la dégradation naturelle, qui peut prendre des siècles, la super-enzyme est capable de convertir le PET en ses monomères en quelques jours seulement, même si cela reste trop lent pour être commercialement viable.

Recyclage infini avec dégradation du plastique

En convertissant le PET en ses monomères constitutifs d'origine, la super-enzyme permettrait aux plastiques d'être fabriqués et réutilisés à l'infini en réduisant la dépendance vis-à-vis des ressources fossiles. Et les avancées ne s'arrêtent pas là...

En 2020, une percée majeure a vu les scientifiques identifier une autre enzyme apte à dégrader le PET en 10 heures seulement¹⁰. La recherche a sélectionné une grande diversité de bactéries et d'enzymes comme candidats potentiels, notamment la cutinase de compost de branche à feuille (LLC), découverte en 2012. Des centaines d'enzymes mutantes de la PET hydrolase ont alors été produites en faisant varier les acides aminés sur le site de liaison et en améliorant la stabilité thermique. Les bactéries mutantes ont alors été passées en revue pour identifier celles qui décomposent efficacement le PET. Après avoir répété ce processus à maintes reprises, on a pu isoler une enzyme mutante qui est 10 000 fois plus efficace pour dégrader le PET que le LCC natif. Elle est également stable à 72 °C, proche de la température de fusion du PET. Cette découverte contribue de manière importante à la progression vers un recyclage à l'infini du PET et est déjà en phase pilote au niveau industriel¹⁰.

Nous ne voyons que la pointe de l'iceberg des possibilités que peuvent offrir ces microorganismes et leurs enzymes. La plupart des plastiques sont dérivés de combustibles fossiles, finis en termes de création et pourtant, omniprésents dans notre environnement. La pollution par le plastique restera un problème croissant si nous ne parvenons pas à trouver un moyen de former une économie circulaire. Dans quelques décennies seulement, nous ne serons plus en mesure de produire les articles en plastique dont nous dépendons si nous ne parvenons pas à trouver un moyen de recycler les déchets qui existent déjà. Le recyclage traditionnel n'est pas efficace ni durable et, si nous ne parvenons pas à réduire les plastiques à leurs monomères constitutifs à une échelle industrielle, nous ne pourrons pas espérer résoudre ce problème. Heureusement, avec l'aide de la nature, une certaine évolution compétente et une pincée d'ingéniosité scientifique, il reste un espoir de résoudre ce problème.  

Vous aimeriez en savoir plus au sujet des innovations « vertes » ?

Dans la chasse aux nouvelles espèces en vue de dynamiser l'innovation, aucun lieu n'offre une biodiversité plus importante que les forêts tropicales du Brésil. Découvrez comment les données sont recueillies et exploitées aux fins d'un usage public et comment cela pourrait aider à protéger 15 à 20 % de la biodiversité de la terre.  

(Lisez Organisation des données vitales pour libérer l'innovation offerte par la biodiversité du Brésil)

---

RÉFÉRENCES 

(1)    Pasbrig, E.; Claessens, P.; Walker, R. I.; Walker, R. Peelable cover film for pharmaceutical packaging, e.g. blister packs, comprises paper, aluminum foil or heat-resistant plastic, a layer of special plastic film, mesh or fabric, a layer of aluminum foil and a heat-sealing layer. EP1767347-A1; WO2007038488-A2; EP1928654-A2; AU2006294788-A1; US2008251411-A1; CN101316702-A; CA2623586-A1; JP2009509874-W; TW200727887-A; MX2008004201-A1; IN200801248-P2; ZA200802826-A; BR200616412-A2; WO2007038488-A3; EP1928654-A4. 

(2)    Han, X.; Liu, W. D.; Huang, J. W.; Ma, J. T.; Zheng, Y. Y.; Ko, T. P.; Xu, L. M.; Cheng, Y. S.; Chen, C. C.; Guo, R. T., Structural insight into catalytic mechanism of PET hydrolase. Nature Communications 2017, 8. DOI: 10.1038/s41467-017-02255-z 

(3)    Nimchua, T.; Eveleigh, D. E.; Sangwatanaroj, U.; Punnapayak, H., Screening of tropical fungi producing polyethylene terephthalate-hydrolyzing enzyme for fabric modification. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2008, 35 (8), 843-850. DOI: 10.1007/s10295-008-0356-3 

(4)    Yoshida, S.; Hiraga, K.; Takehana, T.; Taniguchi, I.; Yamaji, H.; Maeda, Y.; Toyohara, K.; Miyamoto, K.; Kimura, Y.; Oda, K., A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate). Science 2016, 351 (6278), 1196-1199. DOI: 10.1126/science.aad6359 

(5)    Rauwerdink, A.; Kazlauskas, R. J., How the Same Core Catalytic Machinery Catalyzes 17 Different Reactions: the Serine-Histidine-Aspartate Catalytic Triad of alpha/beta-Hydrolase Fold Enzymes. Acs Catalysis 2015, 5 (10), 6153-6176. DOI: 10.1021/acscatal.5b01539 

(6)    Austin, H. P.; Allen, M. D.; Donohoe, B. S.; Rorrer, N. A.; Kearns, F. L.; Silveira, R. L.; Pollard, B. C.; Dominick, G.; Duman, R.; El Omari, K.; Mykhaylyk, V.; Wagner, A.; Michener, W. E.; Amore, A.; Skaf, M. S.; Crowley, M. F.; Thorne, A. W.; Johnson, C. W.; Woodcock, H. L.; McGeehan, J. E.; Beckham, G. T., Characterization and engineering of a plastic-degrading aromatic polyesterase. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2018, 115 (19), E4350-E4357. DOI: 10.1073/pnas.1718804115 

(7)    Beckham, G. T.; Johnson, C. W.; Donohoe, B. S.; Rorrer, N.; McGeehan, J. E.; Austin, H. P.; Allen, M. D. New modified polyethylene terephthalate -digesting enzyme comprising amino acid mutation of an active site residue, is used to degrade a polymer e.g. polyester, aromatic polymer or semi-aromatic polymer and polyethylene terephthalate. WO2019168811-A1. 

(8)    Payne, C. M.; Knott, B. C.; Mayes, H. B.; Hansson, H.; Himmel, M. E.; Sandgren, M.; Stahlberg, J.; Beckham, G. T., Fungal Cellulases. Chem. Rev. 2015, 115 (3), 1308-1448. DOI: 10.1021/cr500351c 

(9)    Taniguchi, I.; Yoshida, S.; Hiraga, K.; Miyamoto, K.; Kimura, Y.; Oda, K., Biodegradation of PET: Current Status and Application Aspects. Acs Catalysis 2019, 9 (5), 4089-4105. DOI: 10.1021/acscatal.8b05171 

(10)    Tournier, V.; Topham, C. M.; Gilles, A.; David, B.; Folgoas, C.; Moya-Leclair, E.; Kamionka, E.; Desrousseaux, M. L.; Texier, H.; Gavalda, S.; Cot, M.; Guémard, E.; Dalibey, M.; Nomme, J.; Cioci, G.; Barbe, S.; Chateau, M.; André, I.; Duquesne, S.; Marty, A., An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles. Nature 2020, 580 (7802), 216-219. DOI: 10.1038/s41586-020-2149-4 

Les Jeux olympiques d'été révèlent d'étonnantes histoires de triomphe, de détermination et d'exploits athlétiques. Alors que les athlètes cherchent constamment de nouvelles solutions tout en restant dans les règles (des régimes alimentaires aux chambres hyperbares en passant par la cryothérapie), les substances améliorant la performance (SAP) représentent une ligne rouge à ne pas franchir. Les substances améliorant la performance sont constamment observées, suivies et testées par le Comité international olympique, l'Agence antidopage américaine et l'Agence mondiale antidopage. Même si les produits et les méthodologies ont évolué, les stéroïdes anabolisants androgènes (SAA) restent des substances clés pour l'amélioration de la performance utilisées lors des Jeux olympiques au Tour de France en passant par les triathlons Ironman et même dans des compétitions plus discrètes comme les CrossFit Games. Cet article fournit des détails au sujet de certaines substances courantes utilisées pour améliorer la performance et les mesures prises pour détecter ces produits.

Que sont les substances améliorant la performance ?

Il est essentiel de bien comprendre les stéroïdes, leurs métabolites et la testostérone pour développer des protocoles d'analyse visant à permettre leur détection. La testostérone (T) est une hormone naturelle et le ligand natif du récepteur d'androgène. Lorsque ce récepteur se lie à un androgène comme la testostérone ou à un stéroïde synthétique, il s'active, ce qui produit les effets recherchés d'amélioration de la performance, notamment une augmentation de la force musculaire, de la densité osseuse et de la production de globules rouges. Même si des muscles et des os plus forts représentent un atout évident pour un athlète, la production accrue de globules rouges achemine plus d'oxygène vers les muscles et les organes, ce qui renforce la production d'énergie et la récupération. La testostérone (synthétique et naturelle) est donc le composant de base des stéroïdes anabolisants.

Les stéroïdes anabolisants sont classés en trois catégories principales (figure 1 ci-dessous) :

• Dérivés de la testostérone
• Dérivés de la 5α-dihydrotestostérone (DHT)
• Dérivés de la 19-nortestostérone

Figure 1 : structure de la testostérone comparée à celle des dérivés courants de la testostérone androgène anabolisante, des dérivés de la 5α-dihydroxytestostérone et des dérivés de la 19-nortestostérone.

Les différences en termes de structure, d'activités des substrats et de demi-vie affectent les profils biologiques de ces dérivés de la testostérone androgène anabolisante. Ces différences sont la base de la conception de méthodes visant à détecter ces composés, d'autant plus que nous possédons tous de la testostérone naturellement.

Comment sont détectées les substances améliorant la performance ?

Pour chaque médicament, l'identification de ses métabolites principaux est la première étape du développement d'un test diagnostic direct dans l'urine, le sang ou la salive. Le corps humain produit de la testostérone (T) et de l'épitestostérone (E) naturelles (endogènes) selon un ratio d'environ 0,4-2 (figure 2A)¹. L'une des premières méthodes de détection mesurait simplement le ratio de testostérone et d'épitestostérone dans des échantillons d'urine. Si le ratio T/E dépasse 4, on soupçonne un dopage avec un produit de testostérone exogène. Pour confirmer la présence de T exogène, le laboratoire peut mesurer le ratio d'isotopes de ¹³C :¹²C dans la T, car la T fabriquée en laboratoire possède un ratio ¹³C :¹²C légèrement plus faible que la T² endogène. Cette méthodologie a été utilisée lors des poursuites engagées contre Floyd Landis au sujet de ses performances lors du Tour de France 2006, afin de prouver qu'il avait bien utilisé de la testostérone exogène.

Figure 2. Paramètres de test pour la détection de stéroïdes androgènes anabolisants. A : Structures de la testostérone (T) et de l'épitestostérone (E), produites selon un ratio de 0,4 : 2 par le corps humain. Des valeurs de T/E supérieures à 4 sont considérées comme une preuve de dopage aux SAA. B : Métabolisme et procédures d'analyse nécessaires à la détection de stanozolol par une analyse d'urine.

Lorsqu'un produit à base de stéroïdes est utilisé dans le cadre d'une compétition, il incombe aux régulateurs de comprendre ses propriétés et son métabolisme afin de le détecter et de l'analyser. Ce fut le cas lors des Jeux olympiques de Séoul en 1988 lorsque le sprinter Ben Johnson battit le record du monde du 100 mètres, avant que sa médaille d'or ne lui soit retirée à la suite d'un test positif au stanozolol. Pour développer une méthode de détection de cette substance, les chercheurs ont dû comprendre le métabolisme du stanozolol et la manière de le détecter avec la plus grande sensibilité. La voie principale du métabolisme du stanozolol est présentée sur la ligne verticale de la figure 2B, avec le traitement de l'échantillon nécessaire pour détecter les métabolites au moyen de la chromatographie en phase gazeuse temporisée-spectrométrie de masse (GC-MS)³. Toutefois, le stanozolol produit en plus petite quantité un autre métabolite appelé 17-épi-stanozolol-N-glucuronide, présenté sur la ligne horizontale de la figure 2B. Ce métabolite possède une durée de vie longue et peut être détecté pendant 28 jours après son administration ! Pour détecter le stanozolol à partir de ce métabolite, une combinaison complexe de méthodes impliquant l'ionisation par électronébuliseur (ESI) et la chromatographie en phase liquide avec spectrométrie de masse (LC-MS) a été développée plus récemment. En termes simples, ces techniques produisent des ions qui peuvent être séparés et identifiés par leur masse pour caractériser et identifier les métabolites présents.

Pourquoi les substances améliorant la performance représentent-elles un problème constant ?

Pendant que les scientifiques s'efforçaient d'améliorer les techniques de détection des stéroïdes androgènes anabolisants qu'ils connaissaient au début des années 2000, le joueur de baseball Barry Bonds enchaînait les home runs. La ligue de baseball était loin de se douter qu'en coulisses, Bonds et d'autres athlètes utilisaient un stéroïde récemment synthétisé, la tétrahydrogestrinone (THG), spécifiquement conçue pour ses effets anabolisants puissants et dans l'optique des protocoles de test antidopage. Qualifiée de « transparente », la THG était initialement indétectable dans les urines, car le programme antidopage ignorait tout de son existence et de ses métabolites. Pendant une enquête, un échantillon de THG fut extrait du résidu d'une seringue usagée et identifié. Après quoi, il devint très simple de développer une méthode LC-MS/MS pour la détecter⁴.

Le scandale du baseball illustre certains des problèmes qui entourent la détection directe des SAA dans les programmes antidopage. Tout d'abord, le processus de sélection consiste à rechercher les métabolites de substances connues ; une organisation bien équipée peut donc synthétiser des « stéroïdes de créateur » qui n'ont encore jamais été rencontrés afin d'éviter la détection. Même lorsqu'un protocole de test est en place, des tests irréguliers (comme dans la ligue de baseball, où des tests sont organisés deux fois par an) peut permettre à l'utilisation de stéroïdes de passer inaperçue ; en cas de périodes plus prolongées entre les tests, la concentration de métabolites des stéroïdes passe plus facilement sous la limite de détection. Un athlète peut aussi utiliser des agents masquants et des diurétiques pour éviter la détection⁵, ce qui représente une charge supplémentaire lors des administrations de test.

Les agences antidopage avaient connaissance de ces problèmes et de l'utilisation continue de substances améliorant la performance, malgré leurs efforts pour les contenir. Dès les années 1990, les recherches avaient montré qu'en l'absence d'agents exogènes, les concentrations et les ratios de testostérone, de ses précurseurs et de ses métabolites restent remarquablement stables dans l'urine d'un individu et que les stéroïdes androgènes anabolisants ont un effet durable sur ces valeurs par ailleurs stables. Toutefois, ce n'est qu'en 2007 que les chercheurs ont adopté l'inférence bayésienne pour formaliser la détection de valeurs anormales dans ces ratios. Ces ratios, associés à un profil hématologique, constituent le passeport biologique de l'athlète (PBA). Ce passeport est un outil de comparaison puissant qui renforce notre aptitude à détecter les substances améliorant la performance.

Développements futurs de la surveillance des substances améliorant la performance

Les bio-essais in vitro constituent une autre approche prometteuse non ciblée pour détecter les androgènes. En altérant les cellules avec des protéines rapporteuses en vertu de la réglementation des éléments de réponse aux androgènes, ces essais permettent de détecter l'activation du récepteur des androgènes, quelle que soit sa source⁶. Cela rend les essais biologiques utiles pour détecter les androgènes dans des échantillons de composition inconnue, par exemple dans les suppléments alimentaires, qui, ces dernières années, ont entraîné l'ingestion involontaire de substances interdites par certains athlètes. Le développement plus poussé de méthodes de détection basées sur des essais biologiques non ciblés aidera sans doute les chercheurs à caractériser les androgènes émergents, qu'il s'agisse de stéroïdes ou de membres de la classe émergente des modulateurs sélectifs du récepteur des androgènes, qui sont structurellement très différents de la testostérone et dont le métabolisme n'est pas aussi bien compris⁷ (figure 3).

Figure 3. Structures chimiques de modulateurs du récepteur des androgènes (SARM) populaires utilisés abusivement.

Résumé

Si l'on se tourne vers les Jeux olympiques et au-delà, il y aura sans doute des scandales autour du dopage de certains individus, parfois à la demande de leur fédération. Telle est la nature apparente du sport de haut niveau. En cas d'utilisation de substances de créateur pour éviter la détection, ces composés, par leur nature même, n'auraient pas été cliniquement testés pour vérifier leur innocuité et représenteraient par conséquent un risque pour la santé des athlètes. Mais à mesure que les organisations sportives continueront à faire preuve de créativité dans la pharmacologie qu'elles déploient, la science continuera à équiper les autorités antidopage des connaissances et des capacités d'analyse nécessaires pour détecter les substances améliorant la performance. L'optimisation de ces capacités servira de dissuasion pour minimiser le dopage, promouvoir la santé dans le sport et préserver un semblant d'équité.

---

Références

1. Donike, M., Nachweis von exogenem Testosteron. Dt. Ärzte-Verl.: Köln, 1983; p S. 293-298.

2. Polet, M.; Van Eenoo, P., GC-C-IRMS in routine doping control practice: 3 years of drug testing data, quality control and evolution of the method. Anal Bioanal Chem 2015, 407 (15), 4397-409.

3. Schänzer, W.;  Opfermann, G.; Donike, M., Metabolism of stanozolol: identification and synthesis of urinary metabolites. J Steroid Biochem 1990, 36 (1-2), 153-74.

4. Catlin, D. H.;  Sekera, M. H.;  Ahrens, B. D.;  Starcevic, B.;  Chang, Y. C.; Hatton, C. K., Tetrahydrogestrinone: discovery, synthesis, and detection in urine. Rapid Commun Mass Spectrom 2004, 18 (12), 1245-049.

5. Alquraini, H.; Auchus, R. J., Strategies that athletes use to avoid detection of androgenic-anabolic steroid doping and sanctions. Molecular and Cellular Endocrinology 2018, 464, 28-33.

6. Lund, R. A.;  Cooper, E. R.;  Wang, H.;  Ashley, Z.;  Cawley, A. T.; Heather, A. K., Nontargeted detection of designer androgens: Underestimated role of in vitro bioassays. Drug Testing and Analysis 2021, 13 (5), 894-902.

7.Thevis, M.; Schänzer, W., Detection of SARMs in doping control analysis. Molecular and Cellular Endocrinology 2018, 464, 34-45.

 

Une percée dans la nanotechnologie accélère la production de vaccins

Alors que les contaminations à la COVID-19 remontent régulièrement sous l'effet du variant Delta, les données indiquent toujours que les vaccins sont efficaces pour prévenir les hospitalisations et les décès. Plus de 4 milliards de doses de vaccin ont été administrées à travers le monde, mais seuls 27 % de la population mondiale et 1,1 % des habitants des pays à faibles revenus ont reçu au moins une dose de vaccin contre la COVID-19. Parmi les nombreux défis liés à la chaîne d'approvisionnement concernant la production et la distribution de ces vaccins (réfrigération, coûts et transport), une difficulté en particulier porte sur la production de nanoparticules lipidiques destinées aux vaccins.

Figure 1 : Présentation détaillée par pays et par continent du pourcentage de personnes vaccinées

Pourquoi les nanoparticules lipidiques sont-elles essentielles aux traitements par ARNm ?

L'administration de traitements à ARNm dans le corps humain a constitué un défi majeur en raison de l'instabilité inhérente et des propriétés de l'acide nucléique :

• La charge négative et l'hydrophilie empêchent la diffusion passive entre les biomembranes.
• L'association à des protéines sériques, l'absorption par des phagocytes et la dégradation par des nucléases endogènes nuisent à une administration efficace.
• Des vecteurs d'administration sont nécessaires pour les protéger de la dégradation et les envoyer vers les cellules cibles pour une absorption efficace.  

Les nanoparticules lipidiques (NPL) se sont avérées efficaces pour protéger parfaitement et transporter l'ARNm jusqu'aux cellules, comme l'ont prouvé les récents vaccins à ARNm contre la COVID-19.

La production de vaccins est limitée par la production de nanoparticules lipidiques

La mise à l'échelle de la production de tout traitement est toujours difficile, mais la production de ces nanoparticules lipidiques pour répondre à la demande mondiale de vaccins représente un défi considérable. La synthèse des lipides cationiques ionisables exclusifs, spécialement développés et optimisés pour ces vaccins, est un processus complexe en plusieurs étapes. Toutefois, il existe un défi encore plus important pour la production de NPL à grande échelle : la tâche consistant à combiner les lipides et l'ARNm pour former des nanoparticules.

En fait, pour produire de manière efficace une formulation pharmaceutique, la technique de fabrication est d'une importance majeure. Les méthodes traditionnelles de production de NPL, notamment l'hydratation à film mince, l'évaporation en phase inverse, l'injection de solvants et l'élimination des détergents, aboutissent généralement à des particules de grande taille (> 100 nm) et hétérogènes à faible rendement d'encapsulation, ce qui requiert une étape de réduction supplémentaire, comme l'extrusion ou la sonication. De plus, ces méthodes sont difficiles à mettre à l'échelle et ne sont pas faciles à reproduire systématiquement.

La microfluidique constitue une nouvelle approche

Récemment, la microfluidique s'est avérée efficace pour produire des NPL. Dans la méthode de concentration microfluidique, un flux de solution lipidique dans de l'alcool est envoyé dans un canal qui est entrecoupé et enrobé d'un flux coaxial en phase aqueuse (Figure 2A). La diffusion réciproque de l'alcool et de l'eau à travers l'interface alcool/eau entraîne une précipitation des lipides, qui s'assemblent automatiquement pour former des NPL. Les techniques microfluidiques sont robustes, évolutives et hautement reproductibles. Pour les formulations de vaccins à ARNm, le mélange lipidique inclut un lipide cationique ionisable, ainsi qu'un PEG-lipide et des lipides assistants (phosphatidylcholine, cholestérol), tandis que la phase aqueuse contient l'acide nucléique. Le lipide cationique interagit avec l'acide nucléique chargé négativement, ce qui produit des NPL à forte efficacité d'encapsulation. Il est possible de produire des NPL de taille définie et à répartition de taille étroite en contrôlant avec précision les paramètres de fonctionnement de la microfluidique, comme le débit et les ratios de composants. Toutefois, la production avec ce processus est limitée (

Figure 2. Un appareil microfluidique à canal unique (A) et un nouvel appareil microfluidique en parallèle (B) contenant 128 chambres de micro-mélange fonctionnant en parallèle

Les premiers résultats sont prometteurs

Une percée récente de la technologie de fabrication a permis de multiplier par plus de cent les taux de production de microfluidique. On a construit un appareil microfluidique contenant 128 chambres de micro-mélange fonctionnant en parallèle, un appareil microfluidique en parallèle qui utilise une technologie de plateforme d'intégration microfluidique à très grande échelle (VLSMI). Les chambres mélangent des quantités précises de lipides et d'ARNm pour produire des nanoparticules lipidiques et une quantité d'ARNm encapsulé dont la taille est contrôlée avec précision. L'appareil possède un débit plus de cent fois supérieur à celui d'un appareil microfluidique à canal unique (18,4 l/h) et offre d'excellentes possibilités pour une mise à l'échelle encore supérieure, ce qui permettrait la production en masse de nanoparticules lipidiques porteuses d'ARN. Les résultats publiés indiquent que l'appareil microfluidique en parallèle produit des nanoparticules lipidiques efficaces pour une utilisation dans des traitements et des vaccins à base d'ARNsi et d'ARNm.  

La production de nanoparticules lipidiques permettra de réaliser de nouveaux traitements à ARNm

Le développement de tels vaccins et traitements pourrait révolutionner la médecine grâce à des traitements par édition génétique et de remplacement de protéines. Actuellement, des vaccins à ARNm basés sur des NPL sont en phase d'essai clinique pour le traitement d'un certain nombre de maladies infectieuses, comme les vaccins à ARNm à nucléosides modifiés contre le virus Zika, le cytomégalovirus, la tuberculose et la grippe. Les traitements à ARNm possèdent un gros potentiel dans l'immunothérapie dans le traitement des cancers tels que le mélanome, le cancer des ovaires, le cancer du sein et d'autres tumeurs solides.

L'utilisation de l'ARNm pour l'expression des protéines thérapeutiques est porteuse de grandes promesses dans le traitement d'un large éventail de maladies par l'application d'une thérapie de remplacement de protéines. Cette nouvelle technologie de fabrication microfluidique répond au besoin clinique d'une production de NPL évolutive, de grande précision et reproductible, permettant ainsi la formulation rapide de NPL pour un grand nombre de traitements et de vaccins à ARN. Même si cela ne permet pas de résoudre complètement le problème lié à la distribution mondiale, il s'agit d'un progrès considérable dans une nouvelle ère de traitements et de vaccins potentiels que l'ARNm pourrait rendre possibles.

 

Depuis l'annonce de recommandations de nouveaux rappels de vaccins à ARNm, beaucoup se demandent si eux-mêmes ou leurs proches devraient recevoir un rappel vaccinal contre la COVID-19 et ce qu'indique la science. Ce blog présente les principes de base des rappels, examine les recommandations actuelles des experts et passe en revue les recherches émergentes qui ont été publiées.  

Qu'est-ce qu'un rappel vaccinal contre la COVID-19 ?

Un rappel vaccinal contre la COVID-19 est simplement une dose supplémentaire de vaccin administrée à une personne qui a déjà été complètement vaccinée avec deux doses des vaccins de Pfizer-BioNTech ou de Moderna à l'ARNm ou une dose de vaccin Johnson & Johnson à vecteur viral et ayant présenté une réponse immunitaire typique. Les rappels vaccinaux fonctionnent comme leur nom l'indique, en renforçant l'effet protecteur du vaccin initial. Ils stimulent le système immunitaire des individus en l'incitant à produire des anticorps supplémentaires et des lymphocytes B et T à mémoire.

Beaucoup de gens connaissent le rappel du vaccin TDaP (diphtérie, tétanos et coqueluche acellulaire) pour les adultes. Les Centers for Disease control (CDC) recommandent un rappel vaccinal chez l'adulte tous les 10 ans, mais certains scénarios particuliers incitent également à l'administration de rappels. Par exemple, les parents et les soignants de bébés sont invités à recevoir un appel de TDaP afin de produire une bulle vaccinale protectrice autour des nouveaux-nés et des bébés vulnérables qui seront protégés de la coqueluche. Il est également recommandé de faire un rappel de TDaP après une blessure qui peut avoir exposé à la bactérie Clostridium tetani afin de « dynamiser » le système immunitaire pour qu'il réagisse aux toxines bactériennes qui provoquent l'infection au tétanos.

La dose de rappel de vaccin contre la COVID-19 renforce à la fois l'immunité humorale et cellulaire fournie par les vaccins initiaux, ce qui aide le système immunitaire à répondre plus rapidement au virus SARS-CoV-2 lorsqu'il le rencontre.

Pourquoi les rappels vaccinaux contre la COVID-19 sont-ils recommandés ?  

Dans certains segments de la population en particulier, il apparaît clairement qu'une dose supplémentaire de vaccin peut être bénéfique chez les personnes immunodéprimées et qu'un rappel est conseillé dans les populations à haut risque. Les données ci-dessous indiquent que l'efficacité des vaccins contre la COVID-19 diminue avec l'émergence de variants, le déclin de l'immunité et l'exposition à des charges virales plus élevées. Le variant Delta très contagieux est devenu la souche dominante dans la plupart des régions au cours de l'été 2021, affectant l'efficacité des vaccins et entraînant une hausse du nombre de cas. Un autre aspect notable tient au fait que de nombreuses consignes des autorités sanitaires contre la COVID-19, comme le port universel du masque, ont été supprimées aux États-Unis avant ou pendant l'été 2021.

• Les chercheurs du CDC indiquent que dans les populations de patients en maison de santé, l'efficacité des vaccins à ARNm passe de 74,7 % en mars 2021 à 53,1 % en juillet 2021.
• Les chercheurs israéliens ont démontré que le risque d'infection était nettement supérieur chez les personnes vaccinées assez tôt par rapport à celles qui avaient été vaccinées plus récemment. Les personnes qui avaient été vaccinées en janvier 2021 présentaient un risque d'infection 2,26 fois supérieur par rapport aux personnes vaccinées en avril 2021. Comme les États-Unis, Israël avait vacciné en priorité ses populations les plus vulnérables, en fonction de l'âge et de l'état de santé. En conséquence, les premiers vaccinés étaient exposés au risque le plus élevé d'infection à la COVID-19. Soixante-dix-huit pour cent des Israéliens de 12 ans et plus sont vaccinés contre la COVID-19 avec le vaccin Pfizer-BioNTech BNT162b2.
• Les chercheurs new-yorkais ont également constaté que l'efficacité du vaccin contre l'infection était passée de 91,7 % à 79,8 % chez tous les adultes de New York entre mai et juillet 2021, date à laquelle le variant Delta était devenu dominant.
• Les chercheurs britanniques ont analysé les données collectées en Grande-Bretagne par l'étude ZOE au sujet de la COVID. Ils ont constaté que le vaccin Pfizer-BioNTech passait de 88 % d'efficacité un mois après une vaccination complète à 74 % cinq ou six mois après la vaccination complète pour le variant Delta. Le vaccin Oxford-AstraZeneca à vecteur viral passait d'une efficacité de 77 % un mois après une vaccination complète à 67 % quatre ou cinq mois plus tard.
• Les chercheurs de l'Université de Californie San Diego Health (UCSDH) ont constaté une baisse très nette de l'efficacité des vaccins chez les professionnels de santé de l'hôpital entre juin et juillet 2021. L'efficacité des vaccins dépassait 90 % de mars à juin, mais chutait à 65,5 % en juillet. Le variant Delta représentait 95 % des cas de l'UCSDH fin juillet.

Recommandations des fabricants américains de vaccins en termes d'administration de rappels vaccinaux

Vaccin	Recommandation
Pfizer-BioTech BNT162b2	Dose de rappel administrée 6 à 12 mois après une vaccination complète
Moderna mRNA-1273	Dose de rappel administrée 6 mois après une vaccination complète
Vaccin Johnson & Johnson contre la COVID-19	Dose de rappel administrée 8 mois après une vaccination complète

Actuellement, Pfizer-BioNTech et Johnson & Johnson (pour les personnes âgées de 18 à 64 ans) recommandent la dose standard de leur vaccin actuel, alors que Moderna recommande une dose réduite de 50 µg par rapport à sa dose standard de 100 µg. Johnson & Johnson recommande une dose de rappel plus faible chez les personnes de 65 ans et plus.

Que pensent le CDC et la FDA des rappels de vaccin contre la COVID-19 ?

Des preuves importantes indiquent le besoin d'une dose supplémentaire, en particulier dans les populations immunodéprimées, chez qui la réponse immunitaire est réduite et qui sont plus vulnérables aux formes graves, à l'hospitalisation et au décès lié à la COVID-19. Si les spécialistes reconnaissent qu'un rappel serait utile aux populations à risque, les recommandations des organismes gouvernementaux varient entre les employés de première ligne et la population générale.  

Organisme	Populations à risque*	Employés en première ligne	Population générale
CDC	Recommande	Recommande	Non recommandé
HHS	Recommande	Recommande	Recommande
FDA	Recommande	Recommande	Non recommandé

*Personnes immunodéprimées et celles âgées de plus de 65 ans.

Mi-août, la Food and Drug Administration (FDA) a autorisé une dose supplémentaire pour les vaccins Pfizer-BioNTech (BNT162b2) ou Moderna COVID-19 (mRNA-1273) chez les personnes immunodéprimées. Moins d'une semaine plus tard, le U.S. Department of Health and Human Services (HHS) (ministère américain de la Santé et des Services sociaux) annonçait qu'il recommandait des rappels de vaccin pour tous, dans l'attente de l'approbation et des recommandations de la FDA et des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) américains. Le CDC recommande actuellement une troisième dose de vaccin aux personnes modérément et gravement immunodéprimées ayant reçu les vaccins Pfizer-BioNTech ou Moderna contre la COVID-19 afin de mieux protéger ces populations.

Toutefois, après la Réunion du Comité de conseil de la FDA le 17 septembre 2021, ils ont conclu que les preuves scientifiques n'étayaient pas jusqu'alors la nécessité de rappels de vaccin pour la population générale ; en effet, les vaccins actuels restent hautement efficaces pour prévenir les formes graves de la maladie, l'hospitalisation et le décès lié à la COVID-19. Scientifiquement, les informations affirmaient que les vaccins fonctionnaient comme prévu, même avec les nouveaux variants. Toutefois, cette recommandation du Comité de conseil de la FDA sera réexaminée lorsque davantage de preuves scientifiques en faveur de la généralisation des boosters seront disponibles.

Plus récemment, le 22 septembre, la FDA a officiellement recommandé un rappel du vaccin Pfizer-BioNTech contre la COVID-19 aux personnes âgées de 65 ans et plus ou présentant un risque élevé de développer une forme grave de la maladie et ayant reçu leur deuxième dose au moins six mois plus tôt. Cet organisme a également précisé que les employés du secteur de la santé, les salariés en première ligne et ceux que leur profession expose à des risques particuliers devraient également pouvoir bénéficier d'un rappel. Ce groupe inclut les professions de l'enseignement.

Le 23 septembre, le Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP) (Comité consultatif du CDC sur les pratiques d'immunisation) a voté la recommandation d'un rappel du vaccin Pfizer-BioNtech contre la Covid-19 aux personnes de 65 ans et plus, aux résidents de maisons de santé et aux personnes de 18 à 64 ans présentant des affections médicales sous-jacentes. Il a toutefois voté contre la proposition d'une dose de rappel aux personnes de 18 à 64 ans dont l'environnement professionnel ou institutionnel les exposait à un risque élevé d'infection à la COVID-19 comme les professionnels de la santé, les salariés en première ligne et les enseignants. Le comité réexaminera cette recommandation lorsque de nouvelles preuves seront disponibles.  

Quelques heures plus tard, la Directrice du CDC, le Dr Rochelle Walensky, a publié sa recommandation officielle concernant le rappel du vaccin Pfizer-BioNtech contre la COVID-19. Celle-ci différait cependant des résultats du comité consultatif. Elle s'alignait plutôt sur la FDA pour inclure des rappels pour les personnes de 18 à 64 ans que leur cadre professionnel ou institutionnel exposait à un risque élevé d'infection à la COVID-19, citant l'intérêt de la santé publique américaine.

Le rappel doit-il être effectué avec le même vaccin utilisé lors de la vaccination initiale ?

Le CDC recommande actuellement aux personnes qui ont reçu un vaccin Pfizer-BioNTech ou Moderna contre la COVID-19 de choisir le même vaccin à ARNm pour leur troisième dose. Si le vaccin à ARNm utilisé pour les deux premières doses n'est pas disponible ou si les patients ont oublié le nom de leur vaccin, l'un ou l'autre des vaccins ARNm contre la COVID-19 est approprié pour la dose de rappel.

Toutefois, les premiers résultats d'études menées au Royaume-Uni, en Allemagne et en Espagne indiquent que l'utilisation de types de vaccins mixtes produirait un nombre d'anticorps plus élevé que celui des personnes ayant reçu deux doses du vaccin à vecteur viral. Cette étude a utilisé le vaccin à vecteur viral Oxford-AstraZeneca pour « amorcer » le système immunitaire avec la première dose, puis le vaccin à ARNm Pfizer-BioNTech pour le « booster » avec la deuxième dose. Chaque type de vaccin stimule une partie différente du système immunitaire, créant une réponse immunitaire plus robuste que celle que provoque le seul vaccin à vecteur viral.

Les National Institutes of Health (NIH) mènent actuellement un essai clinique de phase 1/2 pour examiner un calendrier vaccinal mixte contre la COVID-19 afin de déterminer la sécurité et l'immunogénicité des schémas de rappel mixtes.  

Ressources CAS concernant la COVID-19 :

Même si les rappels sont utiles pour permettre aux personnes d'échapper aux infections symptomatiques, ils ne constituent en aucun cas un moyen de mettre fin à la pandémie de COVID-19. Il restera essentiel de garder la maîtrise des variants du virus de la COVID-19 en prévenant les épidémies de grande ampleur grâce à une vaccination à grande échelle, aux rappels, au port du masque et à la distanciation sociale afin de minimiser la transmission et la poursuite des mutations du virus. Pour vous tenir au courant des dernières informations concernant les vaccins contre la COVID-19, la technologie et les avancées de la recherche, consultez notre page Ressources sur la COVID-19 afin d'accéder à l'ensemble de nos publications, données et informations.

 

 

Il y a un peu plus de 10 ans, un article publié dans Nature s'interrogeait : « Le lithium est-il le nouvel or noir ? » Cette question reposait sur l'utilisation de ce métal dans les batteries lithium-ion, ainsi que sur les incertitudes qui subsistaient quant aux réserves disponibles et à la demande. Aujourd'hui, la « masse noire », le matériau riche en métaux issu du recyclage des batteries lithium-ion, pourrait bien devenir le nouvel « or noir » du marché du lithium-ion. Au total, le marché mondial des batteries lithium-ion représente 41 milliards de dollars, et, selon les prévisions, sa valeur pourrait dépasser 116 milliards de dollars d'ici 2030.

En 2040, 58 % des voitures vendues dans le monde devraient être électriques, et la quantité totale de déchets générés pourrait atteindre 8 millions de tonnes. Malgré tout, on estime qu'environ 5 % seulement des batteries lithium-ion seraient recyclées dans le monde, avec des conséquences alarmantes pour l'environnement et les réserves minérales de la Terre.

Comme nous le précisons dans notre livre blanc, cela s'explique par le fait que le recyclage des batteries lithium-ion est limité par différents facteurs, notamment la variation de la valeur financière des matériaux des batteries, le manque de convergence technologique dans la conception et les matériaux des batteries (et des coûts associés de main d'œuvre pour le recyclage), ainsi que dans les usines de recyclage. Le manque de monétisation des avantages du recyclage (y compris la sécurité des matériaux et les bienfaits pour l'environnement) et l'absence de réglementation en matière de recyclage dans une grande partie du monde jouent également un rôle.

Sommes-nous en mesure de relever le défi du recyclage des batteries lithium-ion ?

Les défis du recyclage des batteries lithium-ion s'accompagnent de grandes opportunités de croissance. Par exemple, sur les 500 000 tonnes estimées de batteries qui pourraient être recyclées à partir de la production mondiale de 2019, les matières premières suivantes pourraient être récupérées : 15 000 tonnes d'aluminium, 35 000 tonnes de phosphore, 45 000 tonnes de cuivre, 60 000 tonnes de cobalt, 75 000 tonnes de lithium et 90 000 tonnes de fer, le tout en assurant la sécurité des matériaux et des avantages significatifs sur le plan économique et écologique.

Comme nous le précisons dans notre livre blanc, le recyclage des batteries lithium-ion suscite à juste titre un intérêt de plus en plus important, comme en témoigne la popularité de la « masse noire » auprès du grand public. La Collection de Contenus CAS™ a permis un éclairage unique sur les revues et publications de brevets passés concernant le recyclage des batteries lithium-ion, en identifiant les tendances émergentes dans le domaine des batteries rechargeables, le reconditionnement des matériaux à usage unique et en prévoyant les opportunités futures.

Quelles sont les méthodes de recyclage des batteries lithium-ion utilisées aujourd'hui ?

Dans la plupart des cas, on utilise des combinaisons de méthodes d'hydrométallurgie et de pyrométallurgie pour traiter les batteries lithium-ion. Toutefois, le recyclage direct connaît une popularité croissante (comme nous l'expliquerons par la suite). L'hydrométallurgie utilise des solutions (principalement aqueuses) pour extraire et séparer les métaux des ressources des batteries. La pyrométallurgie exploite la chaleur pour convertir les oxydes métalliques utilisés dans les matériaux des batteries en métaux ou en composés métalliques. Le recyclage direct consiste à retirer le matériau cathodique en vue d'une réutilisation ou d'un reconditionnement.

Tendances de recherche à la hausse dans le cycle du lithium.

Alors que le volume des publications scientifiques mondiales a régulièrement augmenté au cours des dix dernières années, nous avons constaté que la croissance du volume annuel des publications consacrées au sujet du cycle du lithium (32 %) dépasse largement celle des publications scientifiques globales (4 % par an), ce qui suggère un intérêt émergent.

Dans la même tendance, les publications concernant les trois méthodes de recyclage des batteries lithium-ion ont globalement augmenté au cours de la dernière décennie, et cette croissance a été significative ces dernières années (Figure 2), la Chine se situant de loin en tête en termes de volume dans les revues et les brevets (elle représente environ 90 % des publications ; Figure 3).

 

En ce qui concerne les processus spécifiques utilisés, l'hydrométallurgie a nettement dépassé la pyrométallurgie après 2015 et, fait encourageant, le recyclage direct des matériaux a également beaucoup augmenté récemment (Figure 2). Des efforts de recherche considérables ont également été déployés en ce qui concerne d'une part les composants des batteries lithium-ion qui étaient jusqu'alors moins étudiés (ce qui suggère un nouveau point de vue plus holistique de la gestion du recyclage) et d'autre part le démontage des batteries lithium-ion (Figure 4). C'est préférable car cela optimise la quantité de matériaux recyclables.

Capacité de recyclage des batteries dans le monde

La capacité actuelle de recyclage des batteries lithium-ion est concentrée en Asie de l'Est, la Chine détenant plus de la moitié des capacités actuelles de recyclage mondiales. L'Europe possède la plus grande partie du reste des capacités de recyclage des batteries lithium-ion (Figure 5). Le nombre proposé d'installations de recyclage de batteries lithium-ion augmentera les capacités de recyclage d'environ 25 %, la plus grande partie des nouvelles capacités étant concentrée en Amérique du Nord. L'emplacement des capacités actuelles de recyclage est conforme aux réglementations en matière de recyclage des batteries lithium-ion, tandis que l'emplacement des capacités futures est plus cohérent avec les motivations économiques.

 

Réglementations relatives au recyclage des batteries lithium-ion dans le monde

À l'échelle mondiale, les réglementations en matière de recyclage de batteries lithium-ion se font de plus en plus exigeantes ; de nombreux pays financent des recherches sur les méthodes de recyclage, et certains pays disposent de lois relatives au recyclage des batteries lithium-ion, la Chine et l'Union Européenne appliquant des cadres réglementaires complets dans ce domaine. Alliés à l'intérêt croissant pour la gestion du recyclage des batteries lithium-ion, ces résultats sont encourageants pour l'avenir car l'usage de ce type de batteries dans le monde continuera de croître (par ex. véhicules électriques, téléphones portables).

Lisez notre rapport CAS Insights pour un aperçu des tendances de la recherche sur le recyclage des batteries lithium-ion. Nous y évaluons les réglementations mondiales et les avantages économiques et étudions l'état actuel et futur du recyclage des batteries lithium-ion à l'échelle mondiale.

Depuis le milieu du XXe siècle, la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère n'a cessé d'augmenter, contribuant au réchauffement climatique continu que nous connaissons actuellement, à tel point que le changement climatique est désormais détectable dans les données météorologiques de n'importe quel jour donné. Aujourd'hui, en raison de leur forte dépendance aux combustibles fossiles, les plus importantes économies mondiales produisent encore d'énormes quantités de CO₂ (Figure 1).

https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/" data-entity-type="file" data-entity-uuid="411bd010-0fb9-4dfe-bae3-89eb14b67d4a" src="/sites/default/files/inline-images/li-battery-h-fuelcell-fig1ab.jpg" />

Dans la recherche permanente de sources d'énergie plus vertes, les batteries lithium-ion et les piles à combustible à hydrogène sont deux technologies qui font l'objet de multiples recherches et suscitent un intérêt public croissant. Les secteurs des batteries lithium-ion et des piles à combustible à hydrogène devraient atteindre respectivement environ 117 et 260 milliards de dollars au cours des dix prochaines années.

Un facteur clé d'intérêt pour les batteries lithium-ion tient à l'explosion de leurs utilisations dans les véhicules électriques ainsi que dans l'électronique grand public, entre autres applications, tandis que le H₂, en tant que source d'énergie et moyen de stockage, trouve des utilisations dans le transport, l'alimentation des bâtiments en énergie et le stockage d'énergie à long terme pour les réseaux exploitant des systèmes réversibles. Ces deux technologies devraient jouer des rôles clés dans la décarbonation de la production d'électricité.

Comme l'ont montré les analyses utilisant notre Collection de contenus CAS™, une grande partie des recherches effectuées ces dix dernières années au sujet des batteries lithium-ion et des piles à combustible à hydrogène a été axée sur la résolution des défis contemporains et l'élimination des obstacles à leur utilisation. Nous aborderons ici certains de ces sujets. Si ces technologies doivent transformer notre usage de l'énergie et nous permettre d'effectuer une transition vers un avenir plus vert, ces recherches seront essentielles.

Batteries lithium-ion ou piles à combustible à hydrogène : quelle technologie est la plus prometteuse ?

Au premier abord, il peut être tentant d'affirmer que les piles à combustible à hydrogène pourraient être plus prometteuses dans le domaine des transports, l'une des applications majeures des deux technologies, en raison de leur plus forte densité de stockage de l'énergie, de leur poids plus léger et de leur encombrement moindre par rapport aux batteries lithium-ion. Les véhicules à hydrogène sont également plus rapides à recharger que ceux équipés de batteries lithium-ion. Toutefois, les piles à combustible à hydrogène ne sont pas sans inconvénients : on estime qu'environ 60 % de l'énergie du H₂ est perdue dans le processus de conditionnement de l'énergie du H₂, ce qui représente une déperdition d'énergie environ trois fois supérieure à celle des batteries lithium-ion.

De toute évidence cependant, les deux technologies présentent de multiples applications et les comparaisons directes sont par conséquent compliquées. En outre, ce point de vue ne tient pas compte des recherches en cours, ni de l'ensemble des coûts et des avantages de ces technologies. Notre recherche dans la Collection de contenus CAS nous permet d'approfondir notre compréhension de la manière dont les batteries lithium-ion et les piles à combustible à hydrogène sont utilisées aujourd'hui et pourraient l'être à l'avenir.

Les défis de l'utilisation des batteries lithium-ion

La fabrication et l'élimination des batteries lithium-ion ont toujours fait l'objet de préoccupations politiques et environnementales en raison de la pollution considérable qu'elles génèrent et du caractère non renouvelable du lithium et d'autres ressources clés, et cela reste très pertinent.

Face à l'explosion du nombre de voitures électriques (et de la taille des batteries) alliée à l'élimination rapide des batteries lithium-ion présentes dans les smartphones et autres produits électroniques grand public, les déchets énergétiques et la dépendance aux ressources non renouvelables prennent de l'importance. En fait, on prévoit qu'en 2040, 58 % des voitures vendues à travers le monde seront électriques, et que le total des déchets générés pourrait atteindre 8 millions de tonnes. Une grande partie des recherches sur les batteries lithium-ion s'est donc attachée à la manière de les recycler, dans le but de réduire la pollution et d'alléger la pression sur les réserves minérales.

Aujourd'hui, environ 5 % seulement des batteries lithium-ion sont recyclées dans le monde en raison de limites telles que les variations de la valeur financière des matériaux des batteries, le manque de convergence technologique dans la conception des batteries et les matériaux (ainsi que les coûts de main d'œuvre associés au recyclage), mais aussi dans les installations de recyclage, le manque de monétisation de nombreux avantages du recyclage (y compris la sécurité des matériaux et les avantages pour l'environnement) et l'absence de réglementations en matière de recyclage dans une grande partie du monde.

Les défis de l'utilisation des piles à combustible à hydrogène

Même si les coûts des piles à combustible à hydrogène sont élevés, en grande partie en raison de l'utilisation du platine, le défi majeur tient à la difficulté du stockage (et du transport) du H₂. En fait, le succès du H₂ en tant que combustible grand public dépend directement de l'identification de matériaux de stockage du H₂ robustes et du développement d'un système avancé et sûr pour son transport.

Tendances clés de la recherche : batteries lithium-ion

Comme nous l'avons vu, le recyclage des batteries li-ion présente un intérêt majeur, car il pourrait contribuer à résoudre les problèmes contemporains de pollution, des déchets et de pénurie de réserves minérales associés à ces batteries. La croissance annuelle du volume des publications à ce sujet (32 %) dépasse largement celle des publications scientifiques globales (4 % par an), ce qui suggère un intérêt émergent (Figure 2).

Il est encourageant de noter que des efforts de recherche considérables ont été effectués au sujet des composants des batteries lithium-ion jusqu'alors moins étudiés (ce qui suggère l'émergence d'un point de vue plus holistique sur la gestion du recyclage) et du démontage (Figure 3), ce qui est préférable sur le plan environnemental, car cela optimise la quantité de matériaux recyclables. Le recyclage direct, consistant à retirer le matériau cathodique aux fins de reconditionnement et de réutilisation dans des batteries neuves, suscite aussi un intérêt croissant (Figure 4) et devrait permettre d'abaisser les coûts énergétiques et des réactifs par rapport à ceux d'autres méthodes de recyclage.

Tendances clés de la recherche : piles à combustible à hydrogène

On constate une augmentation régulière du volume de brevets dans le secteur des combustibles à H₂ depuis 1997, ce qui démontre la croissance de l'intérêt mondial pour cette technologie (Figure 5). Il est encourageant de noter que le stockage du H₂ est resté un sujet d'intérêt majeur au cours de la dernière décennie (Figures 6 et 7) ; le développement d'une économie de H₂ dépend fortement de l'aptitude à stocker et à transporter le gaz, puisqu'il n'est pas possible d'établir une chaîne d'approvisionnement sans cette capacité.

CAS Collection de contenus." data-entity-type="file" data-entity-uuid="cfdbd883-d1fa-4c60-8923-2a86305a7d61" src="/sites/default/files/inline-images/li-battery-h-fuelcell-fig5.png" />

 

CAS Collection de contenus. " data-entity-type="file" data-entity-uuid="18f4c96a-9aa8-4b4e-b12e-9127c190cc82" src="/sites/default/files/inline-images/li-battery-h-fuelcell-fig6.jpg" />

 

CAS Collection de contenus. " data-entity-type="file" data-entity-uuid="aa8f16b7-2792-45b8-85a4-7d67c2ff85dc" src="/sites/default/files/inline-images/li-battery-h-fuelcell-fig7.jpg" />

 

Le stockage de l'hydrogène est suivi d'une déshydrogénation (Figure 6), laquelle s'est établie comme le deuxième domaine d'innovation majeur depuis 2012. Avec les méthodes de déshydrogénation, il est possible d'extraire le gaz H₂ de porteurs de H₂ liquides tels que l'ammoniac, des produits chimiques pour lesquels il existe déjà des infrastructures de stockage et de transport. Ainsi, ce sujet pourrait représenter une solution clé dans les efforts d'utilisation élargie du H₂. Les recherches continues visent à augmenter l'efficacité des processus coûteux comme le procédé Haber-Bosch, nécessaires pour extraire le H₂ de son porteur (dans le cas d'une source d'ammoniac), ou à trouver des alternatives plus économes en énergie.

Perspectives d'avenir

La Collection de contenus CAS nous a permis d'enquêter sur les tendances clés de la recherche dans ses efforts constants visant à exploiter le potentiel des batteries lithium-ion et des piles à combustible à hydrogène, deux technologies majeures qui pourraient contribuer à l'avenir à verdir la consommation mondiale d'énergie.

De plus, les recherches semblent mettre l'accent sur la résolution de problèmes contemporains majeurs associés à ces technologies : dans le cas des batteries lithium-ion, le recyclage fait l'objet de multiples recherches, alors que le stockage du H₂ reste le sujet d'intérêt le plus important dans les travaux au sujet des piles à combustible à hydrogène.

Reportez-vous à nos livres blancs consacrés au recyclage des batteries lithium-ion et aux piles à combustible à hydrogène pour plus d'informations au sujet de l'évolution du paysage économique, politique, environnemental et de la recherche concernant ces deux technologies majeures.

Si les énergies vertes continuent à augmenter plus rapidement que tout autre segment dans le secteur de l'énergie, elles restent encore nettement en deçà des options énergétiques conventionnelles à fortes émissions de carbone en raison d'obstacles en termes d'efficacité et de capacité. Ces limites empêchent l'énergie verte de devenir une option prédominante et d'être adoptée de façon globale. Quelle autre forme d'énergie évolutive, sans émission de CO₂ pourrait nous aider à combler les lacunes en attendant que l'énergie verte devienne une réalité à grande échelle pour nous ? Le profil sans carbone de l'énergie nucléaire, son efficacité prouvée et son évolutivité pourraient-ils faire de l'énergie nucléaire une candidate de transition et éventuellement une autre option d'énergie viable et largement acceptée à l'avenir ?

Outre leur empreinte à zéro émission, les 450 centrales nucléaires environ de la planète fonctionnent aujourd'hui au maximum de leur capacité plus de 90 % du temps, contre 50 % pour les centrales à charbon et 25 % pour les centrales solaires. Pourtant, les centrales nucléaires ne fournissent qu'environ 10 % de l'électricité consommée dans le monde (Figure 1). Pourquoi l'énergie nucléaire ne s'est-elle pas développée plus vite au fil des années ?

Même s'il s'agit d'une option de production d'énergie éprouvée et économique, l'énergie nucléaire est victime d'une image controversée en raison des risques associés à la radioactivité et à son impact sur l'environnement. Les accidents de Tchernobyl et Fukushima nous ont rappelé que la fission atomique requiert un contrôle et une vigilance sans faille et que de petits incidents peuvent se transformer en catastrophes majeures.

Réactions nucléaires et radioactivité

Avec plus de 18 000 années-réacteurs d'expérience, la technologie des réacteurs nucléaires est bien établie, diversifiée et bénéficie de décennies d'améliorations technologiques qui rendent les réacteurs plus sûrs, plus fiables, durables et efficaces.

Pour générer de l'électricité, les centrales nucléaires utilisent un mélange d'isotopes d'uranium, principalement de type ²³⁸U et ²³⁵U, comme combustible.La plupart des centrales nucléaires commerciales utilisent de l'uranium faiblement enrichi (UFE), c'est-à-dire de l'uranium ²³⁵U enrichi de 3 à 5 %, par opposition à l'uranium hautement enrichi (UHE) qui utilise des concentrations de ²³⁵U atteignant environ 90 %, soit le niveau nécessaire pour la production d'armes nucléaires.  

Une fois dans le réacteur en tant que combustible UFE, l'uranium ²³⁵U et ²³⁸U suivent deux parcours de transformation atomique différents, comme l'illustre la Figure 3.En capturant un neutron, comme dans le cas du ²³⁸U qui se transforme en ²³⁹Pu fissile, le ²³⁹Pu et le ²³⁵U subissent une fission qui les divise en plus petits noyaux, c'est-à-dire en produits de fission. Les réactions de fission libèrent également chacune trois neutrons et une quantité d'énergie considérable sous la forme de chaleur et de rayonnements ionisants.

Cette transformation, ou décomposition nucléaire, est à la fois une bénédiction et une malédiction. Une bénédiction, parce que par rapport au petit volume de combustible utilisé, elle produit d'énormes quantités d'énergie qui seront extraites par des échangeurs thermiques et des turbines à eau à haute pression pour produire de l'électricité. Une malédiction, parce que la transmutation associée à la décomposition atomique produit aussi des rayonnements et des particules ionisantes, collectivement appelées radioactivité. La radioactivité dans le réacteur pour la production d'électricité est désirable, mais cette radioactivité reste présente dans les déchets de combustible, appelés « combustibles usés » et peut être nocive si elle n'est pas contenue et contrôlée.

Au bout de 3 à 5 ans d'activité nucléaire continue dans un réacteur, la concentration de combustible dans les isotopes fissiles passe sous le niveau minimum pour entretenir une réaction en chaîne à des fins de production d'électricité. Le combustible usé est déchargé du réacteur et classé comme déchets radioactifs de haute activité (DRHA). Les DRHA ne représentent que 3 % du volume total des déchets radioactifs, mais 95 % de la radioactivité totale des déchets. Par conséquent, les DRHA sont au cœur des stratégies de gestion des déchets radioactifs dans le monde entier.   

Une centrale nucléaire moyenne, d'une capacité de 1000 MWe (suffisante pour alimenter en électricité plus d'un million de personnes), produit 25 à 30 tonnes de DRHA par an et zéro émission de carbone. Une centrale à charbon libère chaque année 300 000 tonnes de cendre et plus de 6 millions de tonnes de CO₂ dans l'atmosphère. Toutefois, la réduction de l'empreinte carbone et de la puissance radioactive des déchets nucléaires par un retraitement et la réutilisation du combustible usé résoudrait un problème complexe lié à la gestion des déchets dangereux.

Options de recyclage du combustible nucléaire usé

La technologie de retraitement du combustible nucléaire usé existe depuis la fin des années 1940. Elle est bien comprise et a fait ses preuves techniquement, mais seuls quelques pays ont investi dans le retraitement. La France et la Russie sont les deux principaux pays qui retraitent et réutilisent le combustible usé. En moyenne, environ 95 % des déchets de combustible usé sont composés d'uranium (principalement du ²³⁸U), auquel s'ajoute 1 % de plutonium et un certain nombre de produits de fission de numéro atomique moins élevé et d'actinides mineurs (Figure 4). La technologie de retraitement du combustible usé permet de séparer les isotopes d'uranium et de plutonium d'autres actinides et produits de fission.  

L'option de retraitement prédominante est appelée PUREX (plutonium and uranium reduction extraction). La méthode PUREX utilise la technologie de séparation hydrométallurgique pour séparer le combustible usé en trois phases :

1. Isotopes d'uranium
2. Isotopes de plutonium
3. Produits de fission avec des actinides mineurs

Cette troisième phase est considérée comme des DRHA en raison de la présence de ces actinides mineurs et de produits de fission hautement radioactifs à vie moyenne (c'est-à-dire le ⁹⁰Sr et le ¹³⁷Cs avec des demi-vies radioactives d'environ 30 ans). L'avantage principal de la technique PUREX est qu'elle permet de recycler de gros volumes d'uranium utilisable qui seraient autrement considérés comme des déchets et de réduire considérablement le volume de DRHA.

Bien que la méthode PUREX réduise le volume de déchets, elle ne traite pas leur radioactivité. De plus, la séparation du ²³⁹Pu d'autres actinides génère des préoccupations quant à la prolifération des armes nucléaires.

Des variantes du processus PUREX ont été proposées et mises en œuvre dans le monde entier pour traiter la radioactivité des DRHA et les risques de prolifération du plutonium. Ces variantes de PUREX consistent à mélanger le ²³⁹Pu avec des actinides mineurs qui l'empêcheraient d'être transformés en armes tout en créant un mélange acceptable de combustible d'actinides retraité. D'autres variantes consistent à mélanger l'uranium, le plutonium et tous les transuraniens (éléments dont le numéro atomique est supérieur à celui de l'uranium), en laissant les produits de fission comme seuls déchets.

Le recyclage des DRHA est justifié lorsqu'on considère que plus de 90 % de l'uranium n'est « pas consumé » lorsque les barres de combustible usé sont déchargées du réacteur. Le recyclage de l'uranium et du plutonium inutilisés permet de générer 25 à 30 % d'électricité en plus. Fin 2020, 400 000 tonnes de combustible usé avaient été générées dans le monde par les réacteurs nucléaires commerciaux, dont environ 120 000 tonnes (30 %) ont été retraitées et réutilisées comme combustible nucléaire.  

Progrès dans la conception des réacteurs numériques

Les progrès récents dans la conception des réacteurs nucléaires ont amélioré l'efficacité et la sécurité de la production d'énergie. La Collection de contenus CAS™ révèle une augmentation significative de l'activité des brevets et des journaux depuis 2018, ce qui indique un regain d'intérêt, principalement sous l'impulsion des entreprises asiatiques (Figures 5a et 5b).  

La Figure 6 présente le volume de publication associé aux nouvelles conceptions avancées de réacteurs nucléaires. Les données confirment une activité de recherche croissante autour de ces nouvelles technologies de réacteurs nucléaires.  

 

Potentiel futur de l'énergie nucléaire

La renaissance de l'énergie nucléaire est un thème récurrent, mais plusieurs obstacles et défis la rendent encore difficile pour permettre à l'énergie nucléaire de répondre aux espoirs et aux promesses qu'elle a générés il y a des décennies. L'investissement initial considérable, les réglementations changeantes, les dépassements de coûts et la polarisation politique ont fait de la livraison des centrales nucléaires un parcours tortueux qui s'étire sur des décennies. Cela s'est avéré très dissuasif pour les gouvernements et les investisseurs qui redoutent d'investir dans l'énergie nucléaire, même si ses avantages et son potentiel sont prouvés et indéniables. Un récent article du Wall Street Journal traite également de certains de ces enjeux ainsi que des développements récents dans le domaine des technologies nucléaires.

Le besoin de sources d'énergie sans carbone, les progrès des nouvelles technologies de réacteurs nucléaires et les nouvelles alternatives de recyclage et de réutilisation du combustible usé pourraient propulser l'énergie nucléaire parmi les outils majeurs de lutte contre le changement climatique mondial.

---

Remerciements à Elaine McWhirter pour ses conseils scientifiques.

---

Références pour l'animation nucléaire

AIE, Perspectives sur l'énergie mondiale. https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2022 (consulté le 09/01/2023)

World Nuclear Association. https://world-nuclear.org/nuclear-essentials/how-can-nuclear-combat-climate-change.aspx (consulté le 09/09/2022)

NEK. https://www.nek.si/en/longevity-for-sustainability/production-performance/high-energy-density-of-uranium-is-one-of-key-advantages-of-nuclear-energy (consulté le 09/09/2022)

World Nuclear Association. https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/processing-of-used-nuclear-fuel.aspx (consulté le 09/09/2022) AIE,

Perspective sur l'énergie mondiale. https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2022 (consulté le 09/01/2023)