Chercheur atmosphérique à la terre
Le chimiste de l'atmosphère Thomas Peter a pris sa retraite fin janvier. De celui qui nous a expliqué des propriétés et des processus importants des particules en suspension et qui a marqué de son empreinte le deuxième plus grand département de l'ETH Zurich.
Depuis le bureau de Thomas (Tom) Peter, on a une vue à couper le souffle sur la ville de Zurich, le lac, l'?etliberg et la cha?ne de l'Albis jusqu'au loin dans les Alpes. La pièce tout en haut de la tour du b?timent CHN de l'ETH Zurich n'offre cependant pas seulement un panorama bombastique, elle est aussi tout à fait emblématique du domaine de recherche que Peter a suivi ces 24 dernières années à l'ETH : Atmosphère et climat.
Malgré son refuge dans les hauteurs nuageuses, le professeur de chimie atmosphérique de l'ETH n'a jamais perdu les pieds sur terre. Il est proche, rit beaucoup et volontiers, la malice lui colle à la peau. C'est aussi un bon conteur, et c'est ce qu'il doit faire maintenant : raconter. En effet, Peter a été nommé professeur émérite le 31 janvier de cette année et jette un regard sur sa vie académique.
Aujourd'hui ?gé de 65 ans, il a commencé sa carrière scientifique dans sa ville natale de Marburg, où il a étudié la physique. Après une année d'études aux ?tats-Unis, il est retourné en Allemagne et a obtenu un doctorat en physique des plasmas et des atomes à l'université technique de Munich en 1988.
Marqué par une ville universitaire de gauche
Son lieu d'origine, Marburg, a marqué Tom Peter. La ville a toujours été radicalement à gauche en raison de son université, et il s'est laissé contaminer par cette radicalité lorsqu'il était étudiant. "J'étais toutefois radicalement vert et pacifiste", dit-il. Bien s?r, les anecdotes suivent : Au moment du dépérissement des forêts, au début des années 1980, il était descendu dans la rue pour expliquer aux gens à quoi ressemblaient les pousses de peur sur les arbres malades.
Au milieu des années 1980, alors qu'il travaillait sur les lasers à haute puissance dans le cadre de sa thèse de doctorat, il a été l'un des initiateurs d'une lettre ouverte au chancelier allemand Helmut Kohl, dans laquelle il refusait de collaborer à l'Initiative de défense stratégique (IDS) du président américain Ronald Reagan, "l'illusion d'un bouclier" contre les missiles à arme nucléaire.
"Cette idée était si radicale pour nous qu'il fallait une réponse forte", se souvient-il. La lettre ouverte, signée par 350 scientifiques, a fait couler beaucoup d'encre. "Le battage médiatique a été énorme, si bien que nous n'avons pas pu travailler normalement pendant deux semaines", sourit-il.
De la recherche sur la fusion à la chimie atmosphérique
Peu de temps après, Peter a également changé radicalement de cap dans ses recherches : il travaillait sur des sujets liés à la fusion inertielle, dont on espérait qu'elle pourrait un jour résoudre notre problème énergétique, et avait déjà publié une douzaine d'articles très remarqués sur les plasmas de fusion lorsqu'il s'est rendu compte que le chemin serait semé d'emb?ches avant que cette forme d'énergie puisse être utilisée - si tant est qu'elle le soit. Et si c'était le cas, seuls les pays riches et technologiquement avancés pourraient se le permettre. "J'ai donc décidé de m'orienter vers un tout autre domaine : la recherche atmosphérique, car j'ai toujours été intéressé par les questions environnementales".
"Ce ne sont pas les nuages de gouttelettes d'acide nitrique qui détruisent l'ozone, mais le chlore provenant des hydrocarbures fluorochlorés à longue durée de vie que nous émettons".Thomas Peter
En 1990, Peter a rejoint l'Institut Max-Planck de chimie à Mayence, dans le département administratif du futur prix Nobel Paul Crutzen. Il y a commencé à travailler sur l'ozone stratosphérique et sur les processus qui détruisent la couche d'ozone, qui nous protège des rayons UV. Il s'est particulièrement intéressé aux particules d'aérosols et de nuages et à la question de savoir dans quelles circonstances elles deviendraient les complices du chlore d'origine humaine qui détruit l'ozone dans la stratosphère.
Le lieu où se déroulent les processus chimiques
En général, la stratosphère est si sèche qu'aucun nuage n'y est présent. Ce n'est que lorsqu'il fait très froid dans la stratosphère au-dessus des p?les en hiver que des nuages peuvent se former.
Avec ses collègues, Peter a découvert que les nuages stratosphériques ne sont étonnamment pas constitués de particules de glace, mais de gouttelettes d'acide nitrique très concentrées. Ils ne s'attendaient pas à ce que des gouttelettes liquides existent dans l'atmosphère à une température de -85°C. Personne ne les a crus au début.
Mais en réalité, ce sont précisément ces gouttelettes d'acide nitrique qui se sont révélées être le lieu où se déroulent les processus chimiques qui "arment" les composés chlorés fabriqués par l'homme, c'est-à-dire qui les transforment en composés actifs qui détruisent rapidement l'ozone. C'est ainsi que se forme le trou dans la couche d'ozone.
"Mais", dit Peter, "ce ne sont pas les nuages de gouttelettes d'acide nitrique eux-mêmes qui détruisent l'ozone, mais le chlore, qui provient des hydrocarbures fluorochlorés à longue durée de vie que nous émettons. Les nuages ne sont que les supp?ts du chlore".
Le chimiste de l'atmosphère a rapidement acquis une expertise dans son "nouveau" domaine et a ainsi été pendant de nombreuses années co-auteur des Ozone Assessment Reports sur l'ozone. ?tat de la couche d'ozone dans le cadre du procès-verbal de Montréal parfois sur plusieurs chapitres à la fois. "Beaucoup de travail", dit-il, "mais extrêmement intéressant."
Conteneur de transport de toxines environnementales
La stratosphère est toujours restée intéressante pour le groupe de travail de Peter. S'y sont ajoutés des travaux sur l'aérosol troposphérique : comment la simplicité peut-elle na?tre de la composition complexe des aérosols organiques ? Quelles sont leurs propriétés physiques et chimiques fondamentales ?
Le groupe de Peter a montré que les particules d'aérosols organiques peuvent devenir vitreuses dans des conditions sèches dans la troposphère. "Imaginez que vous ayez un petit marteau miniaturisé. Vous pourriez l'utiliser pour briser une particule vitreuse de quelques microns en de nombreux éclats", explique Peter. La "vitrification" des aérosols ralentit les processus physiques et chimiques qui se déroulent dans les particules.
Ni les molécules organiques qui y sont enfermées ni l'eau ne peuvent s'échapper des particules d'aérosols en forme de verre. Ce n'est que lorsque les conditions deviennent plus humides à un autre endroit de l'atmosphère que l'enveloppe de l'aérosol redevient liquide et perméable. "Nous en concluons que certaines particules d'aérosols organiques peuvent être de parfaits conteneurs de transport pour des composés organiques volatils, par exemple pour des poisons environnementaux comme les polyaromates cancérigènes ou le DDT. L'enveloppe de verre peut protéger ces substances des processus de dégradation dans l'air et contribuer ainsi à leur dispersion dans le monde entier", explique Peter.
Grounding du trafic aérien
Il garde également un vif souvenir d'un sujet qui, s'il ne lui a pas valu "une publication ambitieuse", était en revanche très pertinent pour le public : lorsque le volcan Eyjafjallaj?kull est entré en éruption en Islande en 2010, Peter et ses collaborateurs ont immédiatement pris des mesures à l'aide d'instruments optiques portés par des ballons, développés dans son groupe. "Nous avons ainsi identifié de fines couches de particules de cendres volcaniques contenant du verre, situées à une altitude de deux à six kilomètres au-dessus de Zurich et susceptibles de paralyser les moteurs d'avion."
"Il est difficile d'évaluer les risques d'un recours à la géo-ingénierie par rapport à l'absence de recours à cette technique. Mais elle ne peut réussir que si nous comprenons les effets - au moins dans le modèle".Thomas Peter
Cette mesure était unique en son genre. Elle a d'abord été dans les Actualités ETH publié, "mais a fait mouche auprès de l'office fédéral de l'aviation civile, l'Ofac", raconte-t-il. "Ils m'ont appelé un dimanche à l'aube pour savoir si cette couche d'aérosols mettait en danger le trafic aérien". L'office a ensuite prolongé l'interdiction de vol au-dessus de la Suisse pendant une semaine.
Les instruments à ballons construits par son groupe connaissent un succès mondial : ils ont été utilisés plus de 600 fois au cours des 15 dernières années, dans 15 pays et régions, du Spitzberg à la Nouvelle-Zélande en passant par les tropiques.
Les aérosols pour sauver le climat ?
Avec des modèles globaux de chimie et de climat, Peter et ses collaborateurs n'ont pas non plus hésité à aborder le sujet éthiquement délicat de savoir si des aérosols introduits de manière ciblée dans la stratosphère pouvaient être utilisés pour refroidir le climat. "Malheureusement, année après année, nous ne parvenons pas à obtenir les réductions urgentes et nécessaires des émissions de CO2-La Suisse peut lancer des émissions de CO2", explique Peter.
Il estime donc préférable d'étudier et de comprendre les méthodes artificielles de refroidissement du climat, ne serait-ce que pour s'opposer à leur utilisation en raison d'éventuels effets secondaires graves. "Il est difficile de mettre en balance les risques liés à l'utilisation de la géo-ingénierie et ceux liés à son absence. Mais elle ne peut réussir que si nous comprenons les effets - au moins dans le modèle".
Des acides contre les virus dans l'aérosol respiratoire
Peu avant sa mise à la retraite, une étude a été publiée, que Tom Peter considère comme un autre point fort de sa carrière : Cette étude a débuté en 2017 au sein d'un consortium de recherche suisse et bat toujours son plein. Le consortium étudie la question de savoir combien de temps les virus restent infectieux dans les particules d'aérosols expirées et par quoi ils sont inactivés (Actualités ETH du 21.12.22). Leur conclusion : les particules expirées absorbent rapidement les molécules acides de l'air, qui peuvent inactiver les virus en profondeur. Cette étude a des implications pratiques directes, à savoir aérer fréquemment, ce qui permet de faire passer les molécules d'acide de l'air extérieur à l'intérieur de la pièce, ou même d'enrichir l'air ambiant de manière ciblée avec de faibles quantités d'acide afin d'éliminer rapidement les virus.
Travail lourd dans son propre département
Tom Peter n'a cependant pas consacré tout son temps à la recherche. En 1999, il est arrivé à l'ETH en tant que professeur ordinaire de chimie atmosphérique dans ce qui était alors le département des sciences naturelles de l'environnement (D-UMNW). ? partir de 2004, il a fait partie de la direction du département pendant 12 ans au total : De 2004 à 2012 en tant que chef de département adjoint et donc responsable de la stratégie du département, puis de 2013 à 2017 en tant que chef de département.
Deux fusions de départements ont eu lieu sous sa direction, d'abord avec les sciences forestières. Le D-UMNW est devenu le D-UWIS. Puis avec les sciences agronomiques, qui sont devenues D-USYS.
Réaliser ces fusions a été "aventureux", selon Peter, car des cultures différentes se sont rencontrées : les "Umweltis", qui n'existent en tant que département de l'ETH que depuis 1990, et les "Agros", qui ont fait leur entrée en 1871 dans ce qui était alors l'école polytechnique. "Pour nous, c'était "Arrangez-vous ! Selon lui, cela a fortement sollicité tous les participants. Mais nous y sommes parvenus". Et mieux encore : des collègues de l'efficacité de la production agricole et sylvicole jusque dans la tour d'ivoire des sciences environnementales se sont trouvés".
L'engagement dans le travail institutionnel a également eu pour conséquence que Tom Peter a d? mettre ses recherches au second plan. "Rétrospectivement, je me suis un peu trop investi dans le travail du département", dit-il en faisant son autocritique. L'autogestion a aussi ses mauvais c?tés, selon lui. "Mais gr?ce à une collégialité impressionnante et à un excellent personnel du département, j'ai vraiment pris plaisir à travailler au sein du département".
Il est temps de passer à la génération suivante
"Le temps à l'ETH n'a fait que passer, malheureusement", avoue-t-il. "Je ne regrette rien de ce que j'ai fait jusqu'à présent. Nous avons toujours pu faire ce qui nous intéressait, gr?ce aux formidables possibilités offertes par cette haute école. Et gr?ce à mon fantastique groupe de travail", souligne Peter.
Il ne coupera pas le cordon avec l'ETH de sit?t. Aux semestres de printemps et d'automne 2023, Peter donnera encore ses cours. Cela s'explique par le fait que sa succession n'est pas encore réglée. En raison des mesures d'économie actuelles de l'ETH, les chaires ne seraient repourvues qu'avec un certain retard après le départ du prédécesseur. "Je comprends cela, mais je ne trouve pas cela idéal", déclare l'ancien chef de département.
Il n'a certes pas trop de mal à ajouter deux semestres : "J'aime faire de l'enseignement". Cela devrait également profiter aux étudiants qui l'apprécient en tant qu'enseignant. En 2010, Tom Peter a re?u une "Chouette d'or" pour l'excellence de son enseignement.
Son bureau avec vue dégagée sur les nuages, le temps, les montagnes, le lac ; il va maintenant le quitter. Il déménage deux portes plus loin, dans une pièce plus petite qu'il partagera avec deux collègues. "Ce n'est pas mal du tout d'être à nouveau un simple scientifique, avec le partage de bureau", dit-il. Mais pour l'instant, il se réjouit d'une nouvelle mission : sa petite-fille Hannah vient de na?tre. "J'ai été nommé émérite le 31 janvier et je deviens grand-père deux jours plus tard ; c'est merveilleux et le timing est parfait", se réjouit-il.
