Depuis plus de  trois ans, dans le cadre de recherches sur les Systèmes biologiques et biomimétiques contrôlés, le Defense Sciences Office de la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) s' intéresse à la détection d'explosifs à l'aide d'abeilles.

 Aujourd'hui les chercheurs sont arrivés à des résultats particulièrement incroyables : deux heures désormais suffisent pour dresser une abeille à rechercher les produits explosifs tels le 2,4-dinotrotoluène (DNT) ou les résidus de TNT ou autres... Précisons que cela ne fonctionne cependant pas la nuit, ou en période d'orage, ou lorsqu'il fait froid... En tous cas, selon les scientifiques, les abeilles auraient un odorat bien plus développé que les chiens : elles seraient capables de réagir à des concentrations aussi faibles que quelques millièmes de partie par trillion.

Dans des expériences menées sur douze colonies d’abeilles dressées à l’Institut de recherches du Sud-Ouest (Southwest Research Institute) de San Antonio (Texas), seules une ou deux abeilles ont choisi des zones non contaminées, alors qu’en une heure, 1200 individus se sont dirigés avec succès vers les cibles contaminées.

Les tests du Laboratoire de recherche de l’US Air Force ont montré que les abeilles dressées choisissaient l’explosif chimique dans 99% des cas. De plus, des transmetteurs de la taille d’un grain de sel permettront de suivre chaque individu sur la piste diffuse des molécules d’explosif, jusqu’à la source.

Si certains peuvent affirmer qu’une telle innovation ne pourra pas être utilisée dans des zones où la présence humaine est dense (les aéroports, par exemple), on peut imaginer comment des abeilles dressées pourraient détecter un suspect dans la foule sans même que la foule les remarque.

On pourrait imaginer de placer des abeilles sous une surface fine et poreuse sur laquelle circuleraient des passagers. Leur réaction au passage d’un suspect, quelques centimètres au-dessus d’elles, pourrait aider les agents de sûreté à savoir ce qu’ils doivent chercher et où le chercher en priorité.

Le SECURE 1000 est un système (back-scatter) de rayon X pour détecter des armes et la contrebande cachées sous les vêtements  des personnes.

La personne  examinée se présente face à la machine, alors un premier balayage est effectué ( 3 seconde environ), ensuite la personne se tourne dos à la machine et un second balayage est effectué (3 seconde environ) . Presque immédiatement, une image de la personne et tous les objets cachés apparaissent sur le moniteur. Les armes ainsi que les couteaux métalliques  peuvent être détectés, mais également les objets non métalliques tels que les explosifs.

Le SECURE 1000 fonctionne en balayant le sujet avec un faisceau étroit de rayons X. Certains de ces rayons X pénétreront quelques millimètres dans le corps, puis (backscatter) reflétés dans la direction opposée, et recueillis par les détecteurs de rayon X.

Le niveau du rayonnement employé est équivalent  plus ou moins à une exposition de 5 minutes au rayonnement naturel, ou 20 secondes sur un vol commercial de ligne aérienne. Cette dose de rayonnement est classifiée comme "insignifiante".

Le SECURE 2000  est semblable au 1000 , mais balaye secrètement les personnes pénétrant dans un sasse. Quatre images sont alors  acquises pendant que la ou les personnes marchent à la vitesse normale dans le couloir, sans se rendrent  compte qu'elles sont contrôlées.

Ces rongeurs présentent en effet des qualités attrayantes

Contrairement aux chiens, chez qui c'est l'envie de jouer qui incite à la recherche, avec les rats la récompense est basée sur la nourriture, une excellente raison de travailler dur.

Le programme d'Apopo a mené à la découverte de nombreux moyens d'inciter les rats à déceler les explosifs mais, à l'heure actuelle, il se concentre sur deux approches: ou bien on entraîne ces animaux à analyser à distance des bandes imbibées de vapeur (comme dans le système MEDOS), ou bien on les fait travailler directement sur le champ de mines. MgM participe aux tests seulement avec les rats "libres de courir". Le terrain à traiter contient des centaines de vraies mines (sans détonateur!) enterrées à diverses profondeurs depuis plus ou moins longtemps. Un système de repérage externe indique clairement la position des mines dans chaque carré. On a testé diverses méthodes afin d'inciter les animaux à explorer systématiquement ces carrés. Le système MgM étudié sur le terrain a présenté certains inconvénients au niveau de la manipulation, mais les taux de détection ont été étonnants: 100%.

 Les rats égratignent légèrement la terre, signalant ainsi exactement l'emplacement des mines enterrées. Même si la vitesse atteinte, 100 m2 en 30 minutes, est apparue nettement plus lente que celle observée avec les chiens, elle est néanmoins fort supérieure à celle du sondage manuel (humain) par tapotement ou au détecteur de métaux. En ce qui concerne les coûts, pour battre en rendement les chiens, animaux plutôt coûteux, on utilise simplement un plus grand nombre de rats à bourse, relativement peu chers. Ces animaux ont fait preuve de leurs aptitudes en la matière, mais Apopo affirme qu'il faudra encore deux ans avant que l'on puisse envoyer des rats libres de courir dans les zones d'opérations de MgM pour travailler en parallèle avec les équipes accompagnées de chiens. MgM est très impatiente à ce propos, car il est probable que ceci constituera un excellent outil de contrôle de la qualité du déminage effectué sur le terrain.

Des rats renifleurs d'explosifs escortés par des chats

Un escadron de rats renifleurs d'explosifs suit un entraînement intensif dans un laboratoire de la police colombienne à Bogota. Ils sont dressés pour traquer les mines anti-personnel éparpillées en Colombie, escortés par des chats chargés de veiller sur eux.

Entraînement rapide
"Nous avons choisi des rats car ils ont un odorat comparable à celui des chiens, mais ils peuvent intervenir dans des endroits difficiles d'accès et leur entraînement est rapide", explique la vétérinaire Luisa Mendez, une des responsables du projet. "En deux ou trois jours, ils reconnaissent l'explosif", et sont complàtement formés en 2 ou 3 mois, dit la vétérinaire en plaçant un rat baptisé Natasha à l'entrée d'un labyrinthe où se trouve un récipient contenant l'explosif.

Chat de garde
En quelques secondes, elle l'identifie, se dresse sur ses pattes arrières et s'immobilise jusqu'à ce que le "maître-rat" leur donne leur récompense, une petite bille de sucre. Le tout, sous le regard de Thomas, le chat de garde. On répète l'exercice plusieurs fois en l'espace de dix minutes et les résultats sont sauvegardés dans un ordinateur.

7 euros le rat
Grâce à son faible poids, le rat peut se poster sur l'engin explosif sans en déclencher l'explosion alors que les pertes étaient lourdes avec les chiens. L'autre avantage, c'est le coût. Un chien coûte 350 euros alors qu'un rat s'achète pour 7 euros.

Gardes du corps
Les chats, précise la vétérinaire, sont là pour les protéger d'attaques d'autres chats et pour réduire la peur d'autres animaux qu'ils peuvent croiser sur le terrain. "D'une certaine manière, on peut dire que ce sont des gardes du corps", dit-elle.

Rat dominant
Les chats du laboratoire ont été séparés de leur mère après trois semaines de vie et habitués à cohabiter avec les rongeurs. Le rat dominant, Paco, fait la loi et se fait respecter des chats qui craignent ses morsures.

Bientôt sur le terrain
En novembre, les 14 rats et les 3 chats seront envoyés sur le terrain pour appuyer les unités de déminage.

Farc
En Colombie, pays le plus miné du monde, c'est surtout la guérilla des Forces armées révolutionnaires de Colombie (Farc) qui utilise cette arme bon marché et destructrice pour empêcher la progression de l'armée dans la jungle. Les mines font environ 3 victimes -morts ou blessés- par jour en Colombie, selon l'Observatoire des mines anti-personnel, qui a relevé 5.000 victimes civiles au cours des dix dernières années.

Bio-éthique
Cette initiative unique en son genre, lancée en 2006, a pris du retard faute d'investissement et en raison des résistances des scientifiques. Elle est supervisée par un organisme de bio-éthique et dotée d'un maigre budget, 50.000 dollars par an. Les résultats des expérimentations sont partagés avec les polices espagnole et mexicaine.

Drôle d'équipe
Des carabiniers de la police colombienne se familiarisent avec les rats. Pour Henry Munoz, un vétéran, l'adaptation est facile. "Au début, il y a de la répulsion, bien sûr, mais on s'habitue", confie-t-il, pendant que jouent sur ses épaules plusieurs de ses futurs compagnons de travail. (afp/belga/7sur7) 11/09/08 16h54

Détection d'explosifs : vers des capteurs sélectifs à fonctionnement continu

Spécificité >  Alors que la plupart des capteurs de gaz du marché utilisent des oxydes métalliques, durables mais peu spécifiques, la Direction des Applications Militaires du CEA développe depuis deux ans des dispositifs basés sur des matériaux organiques résistant au vieillissement, très sélectifs et capables de détecter en continu quelques dizaines de ppb de dérivés d'explosifs. Ces travaux sont susceptibles d'intéresser des industriels spécialisés dans les capteurs, et pourraient déboucher sur d'autres applications : détection d'acide fluorhydrique en site industriel, de monoxyde de carbone dans l'habitat, etc.
"Le démonstrateur que nous avons réalisé fonctionne depuis six mois. Basé sur un principe de variation de masse, mesurée avec une microbalance à quartz, il détecte en moins d'une minute des teneurs en composés nitroaromatiques de 3 ppm".  Deux ans après avoir lancé un ambitieux programme sur des capteurs de gaz pour la détection d'explosifs et de produits toxiques, Lionel Hairault, responsable du projet, dresse un bilan prometteur.

Des dizaines de matériaux sensibles - coeur du dispositif - ont été recensés, évalués, optimisés, parfois conçus et synthétisés spécialement. Les plus performants font l'objet de demandes de brevet. Quatre propriétés physiques exploitables lors de l'interaction avec le gaz à détecter sont à l'étude : la conductivité, la fluorescence, la variation de masse et la fréquence d'onde acoustique de surface. Le vieillissement du matériau sensible, aspect critique pour un composé organique, semble tout à fait satisfaisant : "il était évidemment au coeur de notre travail d'ingénierie des matériaux". Enfin, des industriels manifestent déjà leur intérêt, alors que les premiers produits ne sont pas attendus avant 2005.

Depuis 18 mois, la détection d'explosifs est devenue une thématique centrale pour la sécurité civile. Les futurs capteurs du CEA, capables de détecter des gaz (tout corps liquide ou solide en relargue) à des concentrations inférieures au ppm, visent donc des marchés conséquents, en particulier grâce à leur spécificité : "le démonstrateur détecte les composés nitroaromatiques, mais ignore les solvants que nous injectons dans l'environnement d'essai" précise Lionel Hairault. Et comme un seul capteur pourra associer plusieurs matériaux sensibles et plusieurs types de mesure, le champ de composés détectables sera à la fois large et parfaitement délimité.
Le CEA cherche à réaliser in fine un capteur autonome hautement sensible, portable, à réponse rapide, robuste vis-à-vis de l'humidité et de la température, et fonctionnant en continu. Ce que permet précisément le matériau sensible, qui revient à son état initial quand le gaz à détecter disparaît : pas de cartouche ou d'alimentation à remplacer.

Au vu des premiers résultats, deux autres pistes ont été lancées : un capteur spécifique d'acide fluorhydrique pour la sécurité des sites industriels, et un capteur de monoxyde de carbone. Ce gaz tue environ 400 personnes par an en France alors que le marché ne propose pratiquement aucun capteur de qualité, selon une enquête de Que Choisir de 1999.