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Hélium et technétium: un approvisionnement tendu mais pas de pénuries prévues

Régulièrement, la peur d'une pénurie en hélium - gaz essentiel pour le fonctionnement des aimants des IRM notamment - ou en technétium, radio-isotope central en médecine nucléaire, revient sur le devant la scène sans pour autant que cette réalité ne soit encore aujourd'hui réellement à craindre.

L'analyse des marchés pour l'hélium et le technétium révèle que si l'approvisionnement peut rester tendu, les pénuries réelles ne sont plus vraiment à craindre pour ces deux éléments.

Le point commun à ces deux marchés, qui sert à alimenter la peur d'une pénurie, c'est qu'ils commencent tout juste à se structurer au niveau commercial car jusqu'alors la production tant en hélium qu'en technétium dépendait d'une autre activité. L'extraction de gaz naturel pour le premier, la recherche en matière nucléaire civile et militaire pour le second.

2005: début de la crise de l'hélium

On ne sait pas produire de l'hélium artificiel à l'échelle industrielle. Pas facile à capturer, pas facile à stocker, l'hélium est encore un marché de niche, longtemps approvisionné par une source quasi unique: la réserve fédérale d'hélium américaine qui a pourvu à 80% des demandes mondiales jusqu'en 2005. A cette date, les Etats-Unis envisagent la liquidation à terme de leurs installations vieillissantes. Devant cette annonce, les prix commencent à flamber. On craint la pénurie et la crise atteint son apogée entre 2011 et 2013. Le choc oblige les acteurs du marché à envisager d'autres sources pour assurer les approvisionnements mondiaux qui vont grandissants.

Le secteur médical représente un quart des besoins

Outre de nombreuses applications industrielles (métallurgie, fibres optiques, spatial, nucléaire) utilisant l'hélium pour créer une atmosphère inerte ou pour ses propriétés cryogéniques (à l'état liquide, l'hélium est à environ -269°C), l'hélium est utilisé dans le milieu médical pour refroidir les aimants supraconducteurs des IRM par exemple ou en mélange avec l'oxygène pour améliorer la circulation d'oxygène de patients atteints de pathologies des voies respiratoires. La demande en hélium du secteur médical représente aujourd'hui un quart de la consommation mondiale (57 millions de mètres cubes sur 220 millions consommés) et cette demande est en augmentation constante du fait de l'équipement en IRM des pays émergents.

Nouvelles sources, nouvelle extraction

Le marché de l'hélium, en progression de 2-3% par an, a pris de la valeur. Les grands acteurs du gaz se positionnent depuis plusieurs années pour prendre leur part du gâteau. En 2013, Air Liquide a fait construire une unité majeure au Qatar pour Ras Gas et Exxon: 58 millions de m3/an, transformant le pays en deuxième producteur mondial. De son côté, le russe Gazprom planche sur plusieurs projets d'extraction d'hélium conjointement à l'exploitation de gisements de gaz naturels en Sibérie. A l'été 2016, des chercheurs de l'université d'Oxford et Durham (Caroline du Nord) annoncent la découverte d'un gisement géant d'hélium en Tanzanie: 1,5 milliard de mètres cubes. C'est l'activité volcanique qui permet la libération massive du gaz qui pourrait alors être extrait à un coût relativement bas et de manière découplée au marché du gaz naturel. La compagnie norvégienne Helium One, qui a travaillé sur le projet avec les universitaires, envisage les premiers forages dès 2017 en vue de la future exploitation de ce gisement.
Le risque de pénurie est maintenant bien passé.

Technétium, radio-isotope clé en médecine nucléaire

Parmi tous les isotopes du technétium, c'est le technétium 99 métastable (Tc-99m) qui est utilisé comme marqueur en imagerie de médecine nucléaire. Sa demi-vie de 6h permet de suivre les processus physiologiques en limitant l'irradiation et il est assez facilement mis en oeuvre dans les radio-pharmacies via un générateur de technétium de la taille d'une batterie. Ce générateur, baptisé "vache à technétium", contient du molybdène 99 (Mo99) qui se désintègre pour donner du Tc-99m que les manipulateurs peuvent récupérer via un lavage en solution saline.
La principale contrainte de ce processus: le Mo 99 a lui aussi une demi-vie courte, d'un peu moins de trois jours. Aussi, il faut renouveler les vaches à technétium tous les deux ou trois jours et il n'existe pas de solutions de stockage à long terme. La production doit donc être assurée en continu.

Le risque de pénurie de technétium s'éloigne

Et c'est là que le bât blesse. La production est assurée par des installations nucléaires de recherche qui datent pour la plupart de plusieurs dizaines d'années et ferment les unes après les autres ou font régulièrement l'objet de pannes ou d'arrêts techniques programmés. En 2009, le réacteur néerlandais et le réacteur canadien tombent en panne simultanément. L'approvisionnement devient difficile et la communauté de médecine nucléaire prend alors conscience de la fragilité du marché.
La question revient aujourd'hui dans les esprits car le réacteur canadien NRU suspend sa production à compter du 31 octobre 2016, même s'il restera en veille active, en cas de besoin jusqu'en mars 2018. Une fermeture qui suit de près celle du réacteur français Osiris de décembre 2015. Cependant, la communauté internationale se veut rassurante: "un certain nombre d'actions ont été prises qui permettent d'assurer que les capacités des réacteurs produisant du Mo99 seront suffisantes pour la fin de l'année 2016 et l'année 2017 pour garantir l'approvisionnement de manière fiable", annonce ainsi l'Association européenne de producteur de moyens d'imagerie médicale (AIPES) dans un communiqué d'octobre 2016. Et en effet, depuis l'alerte de 2009, la filière s'est structurée et sous l'impulsion de l'OCDE, une alliance internationale a vu le jour pour parer à toute réelle pénurie. Au niveau européen, la Commission européenne a créé un observatoire européen des radio-isotopes médicaux qui coordonne la production, la distribution et analyse les évolutions de l'offre et la demande pour prévenir les crises et trouver des solutions en amont.

Les solutions pour l'avenir

Même si des recherches sont menées pour trouver une alternative au Tc-99m, il devrait rester une solution de choix pour encore de nombreuses années. Les solutions d'approvisionnement viennent donc des projets en cours sur les réacteurs de recherche qui peuvent fournir du Mo99. A ce titre, l'avenir est plutôt rassurant. En Europe par exemple, on devrait ainsi pouvoir compter sur le réacteur allemand FRMII à Munich dont la construction d'un équipement permettant la production de Mo99 pour le marché médical est en cours et devrait être opérationnel pour 2018. Le FRMII annonce qu'il pourrait assurer à lui seul 50% de l'approvisionnement européen. A partir de 2021, le réacteur français Jules-Horowitz (RJH) en construction à Cadarache (Bouches-du-Rhône) doit lui aussi être en mesure d'assurer une bonne moitié de la demande européenne. En outre, de nouveaux procédés de production sont à l'étude tels que la fabrication de Mo99 à partir de molybdène naturel dans un accélérateur à particules par NorthStar Medical Radioisotopes.

Quid de l'incidence sur le prix ?

Là aussi, une réelle pénurie n'est donc pas à l'ordre du jour. Mais, soulignait le conseil national professionnel de médecine nucléaire dans une lettre de novembre 2014: "Cela soulève en revanche, la réelle question du coût du 99Mo... qui va nécessairement augmenter. C'est pourquoi, [...] le prix de vente du 99Mo sera multiplié par un facteur 10 au moins; les études détaillées, et vérifiées par plusieurs approches, montrent que mécaniquement il faut s'attendre à une augmentation de 15% au moins, et jusqu'à 50%, du prix des générateurs. Avec, au final, un impact de quelques euros sur le coût de l'examen, ce qui tout en n'étant pas négligeable reste minime."

Pour en savoir plus:
Les académies nationales américaines de sciences, ingénierie et médecine ont coédité en 2016 un rapport de 236 pages très complet sur le molybdène 99 dans l'imagerie médicale. Il est accessible ici.

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