OCÉANOGRAPHIE • Saignée à blanc, la Terre arrive au bout de ses ressources de surface, nécessaires à nos nouvelles technologies. La Norvège est l’un des premiers pays à envisager sérieusement l’exploitation des fonds marins pour combler ce manque.
Après l’Antarctique et la Lune, les fonds marins? L’exploration de nouvelles contrées dans le dernier siècle par l’espèce humaine a suscité de nombreuses convoitises pour les ressources naturelles présentes sur ces territoires. Alors que l’Antarctique, terra nullius qui n’appartient à aucune nation, bénéficie d’un traité de non-exploitation, il pourrait en être autrement des fonds marins. En effet, la Norvège a récemment exprimé sa volonté d’exploiter les fonds marins de ses eaux arctiques. Au contraire du continent antarctique, la région Arctique comprend six pays (Russie, Norvège, Danemark, Islande, Canada et États-Unis) qui cherchent à s’approprier les richesses naturelles présentes dans leurs eaux territoriales entourant le pôle Nord. Cette nouvelle a incité plusieurs groupes à se positionner contre le projet et à rappeler les dangers liés à l’exploitation minière en eaux profondes, notamment l’Autorité internationale des fonds marins (AIFM).
Zone nationale, zone exploitable
Créée en 1994, l’AIFM est un organisme faisant partie de l’ONU et visant à la régulation de l’exploration et de l’exploitation des fonds marins, c’est-à-dire à une profondeur de plus de 200m. L’AIFM n’a cependant aucune autorité sur les eaux nationales (dont les zones économiques exclusives), mais contrôle les eaux internationales, qui englobent la majorité des océans. Les projets du gouvernement norvégien, pour l’instant freinés par les pressions internationales, font craindre le pire pour les défenseur·e·s de la cause. Cela pourrait déclencher un effet domino susceptible de «susciter des convoitises dans d’autres pays», comme l’affirme Iris Menn, biologiste marine et directrice de Greenpeace Suisse. En effet, d’autres nations et entreprises pourraient vouloir passer à l’acte. La Suisse, favorable à un moratoire, fait pour l’instant partie des opposants à ce projet. Alors qu’il est impossible de légiférer l’exploitation minière des nations à l’intérieur de leur propre territoire, une pression assez importante pourrait en dissuader certaines. De plus, les eaux internationales, au statut incertain, sont encore à protéger.
Un écosystème à protéger
L’ampleur des conséquences environnementales d’une exploitation minière est encore mal connue par les scientifiques, ce qui incite encore davantage à avancer avec précaution. On sait toutefois que l’extraction de couches de minéraux présents dans les fonds marins, comme le souhaiterait la Norvège, serait dévastatrice pour l’écosystème sous-marin. Ce dernier, loin d’être l’abysse désert que l’on pourrait imaginer, regorge de vie, de paysages et, bien sûr, de minéraux. «Ces écosystèmes sont extrêmement fragiles, extrêmement vulnérables», explique Samuel Jaccard, professeur à la faculté des géosciences et de l’environnement à l’Unil dans un podcast de la RTS en 2023. La transition énergétique des dernières années a fait exploser la demande en minerais pour remplacer les énergies fossiles, notamment en cobalt, nickel, manganèse, fer, zinc et cuivre, que l’on retrouve en quantité massive dans les sous-sols océaniques. Le prix à payer pour ces nouvelles technologies devient pour
CONTRACEPTION • Selon une étude EPI-PHARE, le stérilet hormonal provoquerait des dépressions chez les femmes qui en portent. Pourquoi a-t-il cet effet ? Existe-t-il une alternative ? Où en sommes-nous aujourd’hui ?
Le stérilet est, selon l’Institut national d’études démographiques, la troisième méthode de contraception la plus utilisée dans le monde, après la stérilisation féminine et le préservatif masculin. Or, une étude récente a montré une augmentation légère mais non négligeable du risque d’avoir recours aux antidépresseurs dans les deux ans après la pose. La cause de cette humeur dépressive serait le lévonorgestrel, le progestatif utilisé dans la composition des dispositifs intra-utérins (DIU), comme les stérilets hormonaux.
Il est important de rappeler que le stérilet hormonal est un médicament, il peut donc provoquer des effets secondaires et indésirables
Sachant que beaucoup de contraceptifs contiennent des hormones et que les DIU hormonaux peuvent rester en place entre 3 et 8 ans selon le stérilet, il ne faut pas négliger les effets collatéraux tels que la dépression sur une si longue durée. Il est important de rappeler que le stérilet hormonal est un médicament, et comme tout médicament, il peut provoquer des effets secondaires et indésirables. En plus du risque de dépression, les DIU hormonaux comptent de nombreux autres effets indésirables tels que la fièvre, des maux de tête intenses, des douleurs aigues dans le bas-ventre, des rapports sexuels douloureux et des saignements en dehors des règles. Mais alors, comment se fait-il qu’avec autant d’effets fâcheux, le stérilet reste la troisième méthode de contraception la plus utilisée ?
Il ne présente pas de risque pour la santé
Le stérilet a de nombreux côtés positifs qui font qu’il offre une liberté que l’on ne retrouve pas avec d’autres formes de contraception. Tout d’abord, le stérilet a une longue durée de vie. De plus il fait disparaître les craintes d’oubli et d’horaire. Selon plusieurs études, il ne présente pas de risque pour la santé (accidents cardiovasculaires ou cancers). Par conséquent, le DIU reste une option qui convient à beaucoup. Si toutefois on souhaite les avantages du stérilet sans les effets provoqués par les hormones, une alternative possible reste le stérilet en cuivre, qui lui est un dispositif médical et non un médicament. Il ne contient donc pas d’hormones et ne présente pas de risque de dépression. Enfin, il existe une multitude d’autres méthodes de contraception et malheureusement, aucune n’est parfaite, il faut bien se renseigner et tester pour trouver celle qui convient le mieux.
PIONNIÈRE • Ada Lovelace est née à Londres en 1815, période où les sciences et les mathématiques sont réservées aux hommes. Revenons sur les travaux de cette femme qui a révolutionné les sciences par l’invention du premier programme informatique.
Ada Lovelace grandit dans la bourgeoisie anglaise du 19ème siècle. À cette époque, les femmes apprennent des matières dites essentielles pour leur future vie de famille, non pas les mathématiques. Pour Ada, les choses sont différentes : sa mère l’initie aux sciences, ayant elle-même eu cette éducation. Dès son enfance, elle sera entourée de tuteur·ice·s de renom dans le domaine. En 1833, cette dernière rencontre Charles Babbage, mathématicien travaillant sur la machine à différences, permettant de faire des opérations de base en se passant de l’humain. La machine ne verra jamais le jour car Babbage se tourne vers un autre projet : la machine analytique pouvant résoudre n’importe quel calcul.
La machine analytique et la note G En 1839, après son mariage avec William King, et malgré une santé fragilisée, elle revient aux mathématiques. Elle traduit pour Babbage une description de la machine, puis il lui propose d’ajouter ses propres notes au document. Durant neuf mois, elle analyse, annote et finit par ajouter sept notes, labélisées de A à G, doublant ainsi le volume du document initial. La note G s’appuie sur un algorithme détaillé pour calculer les nombres de Bernoulli et possède la première boucle conditionnelle, élément central pour la programmation d’aujourd’hui. Cette note est considérée comme la première formule de programmation.
Elle imagine une sorte d’intelligence artificielle
Si Babbage veut créer une calculatrice améliorée, Lovelace est visionnaire et imagine une sorte de calculateur universel. Pour elle, en plus des chiffres, la machine pourrait manipuler des lettres et des symboles. En avance sur son temps, elle imagine une sorte d’intelligence artificielle. En 1852, dix ans après la publication de l’article, Ada meurt d’un cancer de l’utérus. Faute de budget, la machine ne sera jamais construite et ses travaux tomberont dans l’oubli. Ce n’est que cent ans plus tard que ses travaux sont redécouverts. Elle reçoit une vraie reconnaissance pour son travail précurseur dans le domaine de l’informatique. En 1979, le département américain de la Défense nomme un nouveau langage informatique « Ada » en son honneur. Ada Lovelace est aujourd’hui une figure incontournable des sciences informatiques. Elle est désormais considérée comme la première programmeuse de l’Histoire.
ÉDUCATION • Christian Blanvillain, spécialiste dans le domaine de l’informatique et de l’enseignement, nous donne son avis sur l’arrivée des intelligences artificielles dans le milieu scolaire.
Pouvez-vous vous présenter en quelques mots ?
J’ai 54 ans. J’ai programmé pendant plus de trente ans avant de commencer à enseigner l’informatique il y a dix ans. Depuis trois ans, je forme des enseignants à la didactique de l’informatique à la HEP Vaud. Je suis partisan d’une éducation qui remet le sens des savoirs et le goût d’apprendre au cœur des apprentissages. Je fais actuellement une thèse en didactique de l’informatique sur la question du développement de l’intelligence des élèves, pour les aider à apprendre à penser les algorithmes. J’aimerais créer une école du dimanche, plus proche de la nature et des besoins fondamentaux, centrée sur le développement personnel des enfants et sur la croissance de leur intelligence.
Pour vous, qu’est-ce que l’intelligence artificielle ?
C’est un sujet qui me passionne depuis que j’ai écrit mon premier programme à 11 ans pour jouer au morpion sur un ZX81 [un ordinateur] avec une extension de mémoire de 16 kilo-octets, c’est à dire 0,000016 giga-octets. Encore aujourd’hui, je réfléchis à concevoir un algorithme capable de faire penser la machine. J’ai trouvé dans les années 90 des idées intéressantes. J’ai publié une première partie de ces idées en 2011 dans mon mémoire de master à l’EPFL. J’ai souhaité devenir enseignant pour mieux comprendre les processus cognitifs mobilisés dans l’acte d’apprentissage chez un être humain, de manière à pouvoir éventuellement les transcrire en algorithme au sein d’une machine. Il me tarde d’être à la retraite pour pouvoir coder et expérimenter la suite de ces idées, en me basant sur les IA qui seront alors disponibles, si j’en suis toujours intellectuellement capable d’ici-là.
Dans certaines universités, Chat GPT a été interdit, qu’en pensez-vous ?
C’est une réaction normale, que j’ai pu constater dans mes cercles de connaissance, des enseignants informaticiens ou des formateurs d’enseignants informaticiens. Il y a une phase de déni, suivi par une phase de remise en question puis d’acceptation. J’ai moi-même suivi ce processus pendant quelques jours à l’été 2021, au vu des performances d’une autre IA capable de générer du code sur la base d’un énoncé textuel, lorsque je me suis demandé si avec un tel outil il était toujours utile d’enseigner la programmation à l’école. La réponse est oui, mais pas de la même manière, et c’est ça qui est important. S’il y a bien une chose que j’ai apprise en tant qu’informaticien, c’est qu’il est nécessaire de constamment se remettre en question pour pouvoir rester à la page. C’est un état d’esprit moins courant dans le monde de l’éducation, qui a plus d’inertie. Pour moi, l’intelligence artificielle comme outil pour apprendre fait déjà partie des acquis avec lesquels il est nécessaire de composer. Certains ont juste besoin de plus de temps que d’autres pour le comprendre et l’accepter. La bonne question qu’une institution doit se poser est : quels sont les savoirs que l’on souhaite développer pour préparer les élèves à affronter les défis du monde de demain ? Il y a beaucoup de belles choses à enseigner aux enfants pour lesquelles l’intelligence artificielle n’est pas encore performante. Abandonner des pratiques et l’enseignement de savoirs devenus subitement obsolètes ouvre la porte à l’enseignement de compétences plus intéressantes et plus humaines, en délivrant les élèves d’un travail qu’une machine sait maintenant faire.
Actuellement, quels sont les bons usages de l’IA dans l’éducation ?
Je pense que les enseignants continueront d’utiliser dans leurs cours des exercices que ChatGPT est capable de résoudre et de corriger et qu’ils enrichiront leurs cours en ajoutant de nouveaux exercices plus intéressants, pour lesquels il faut utiliser ChatGPT pour réaliser des tâches devenues plus complexes. Pour moi, un bon usage de l’IA dans l’éducation est un usage qui aide les élèves, les enseignants et l’école à atteindre les objectifs que l’on se donne, à savoir instruire tous les enfants et les préparer au monde de demain. Dans cette optique, quelles sont les bonnes pratiques scolaires pour l’éducation de nos enfants ? Quel rôle l’école doit-elle jouer pour leur développement personnel ? Une fois que l’on est d’accord sur ces questions fondamentales, l’IA est juste un outil qui vient rendre service lorsque l’on a besoin de lui. Donc il y a des moments où l’on doit apprendre à faire ce que fait l’outil et dans ces moments-là, il peut servir à aider les élèves à apprendre, à vérifier que ce qu’ils ont appris est juste. Puis il y a des moments où les élèves doivent apprendre à faire des choses avec l’outil. J’utilise délibérément le mot “outil”, car l’IA telle qu’on la connait aujourd’hui n’est rien d’autre qu’un outil numérique, comme une calculatrice mais en plus puissant. Il y a toujours de bons usages de ces outils dans l’éducation et des moments où au contraire, il ne faut pas les utiliser, car on considère qu’il est important de savoir faire sans eux. Par contre, ne jamais utiliser l’outil en classe et donc ne pas apprendre à s’en servir, ne pas connaître ses points forts, ses faiblesses et ses dangers me semble être totalement absurde. Du moment qu’un outil existe, il faut apprendre à le maîtriser, tout comme la science informatique qui aurait déjà dû être incluse dans les plans d’étude il y a fort longtemps. On voit qu’il faut du temps pour que les gens non-initiés comprennent l’importance de certaines technologies. Ce sera certainement pareil pour les intelligences artificielles.
Mais pour revenir à votre question des bons usages de l’IA en général, c’est difficile à dire. Chaque enseignant devra prendre sur son temps de libre pour jouer avec ChatGPT, pour apprendre à s’en servir, comprendre ses extraordinaires possibilités et ses surprenantes limites, de manière à pouvoir répondre à votre question dans son domaine spécifique d’enseignement. Le premier bon usage qui me vient à l’esprit est d’inviter tous les élèves à questionner ChatGPT pour les aider à résoudre les différents projets et exercices sur lesquels ils travaillent, puis de partager avec le reste de la classe leurs découvertes et leurs apprentissages en termes d’interactions avec l’IA. Comment bien formuler sa demande pour obtenir ce que l’on cherche ? Comment trouver des sources fiables pour vérifier qu’une information est correcte ? Comment est-ce que l’IA va pouvoir les aider à construire leur réflexion ? Quelles sont les choses que l’IA fait bien et qu’il n’est plus nécessaire de faire à la main ? Comment cela va-t-il changer notre quotidien, nos vies, nos emplois ? Quels vont-être les impacts sociaux et économiques de l’arrivée de tels outils ?
Dans mon domaine, ce que je trouve absolument génial est de pouvoir demander à l’IA d’écrire du code. C’est vraiment cool ! Il est important de savoir quoi demander pour générer les jeux de tests qui couvrent tous les cas auxquels on pense, par exemple. Mais cela ne veut pas dire que les élèves ne doivent plus apprendre à coder. Comme je le disais juste avant, il a un moment pour tout, et il serait absurde d’interdire un outil qui rend service. Pour moi, intégrer les IA (je dis les, car il a aussi CoPilot depuis 2021 qui est vraiment bien pour la génération de code, et AlphaCode qui va bientôt arriver), donc pour moi, intégrer les IA est fondamental pour l’enseignement de la science informatique et en particulier pour l’enseignement de la programmation. Cela va permettre aux élèves de développer des projets beaucoup plus motivants !
Et dans l’avenir, voyez-vous un avantage à l’usage des IA pour les enseignant·e·s et les étudiant·e·s ?
Je n’ai pas encore pu jouer assez avec ChatGPT pour pouvoir dire que je maîtrise ce qu’il est possible de faire avec, bien que je l’utilise presque tous les jours depuis décembre. J’ai pu constater que cette IA ne comprend rien du tout à ce qu’elle écrit (ce qui est parfois marrant), qu’elle n’est pas capable de réfléchir sur un problème donné et surtout qu’on doit lui demander de nous poser des questions si l’on souhaite qu’elle en formule, ce qui prouve qu’elle est encore très limitée pour le moment. Il y dix jours elle était encore nulle en calcul, je n’ai pas retesté ses capacités en mathématiques depuis la dernière mise à jour fin janvier. Toutes ces limitations vont certainement disparaître avec les années et avec l’arrivée d’autres intelligences artificielles. Mais malgré ces limites, je vois déjà beaucoup d’avantages dans le présent ! Alors dans l’avenir, lorsque ces limitations seront levées, les IA pourront certainement aider les élèves autant que ce que font les enseignants aujourd’hui. Les enseignants auront alors plus de temps en classe pour s’occuper des élèves ayant des problèmes que l’IA ne saura pas gérer. Je pense par exemple à l’identification des difficultés personnelles et cognitives d’un élève, pour lui donner des conseils et des stratégies de remédiation personnalisées. Et peut-être qu’un jour une IA spécialisée dans ce domaine pourra faire ça aussi. Les enseignants deviendront alors des guides spirituels, mentors d’un épanouissement de l’élève à la recherche de sa joie de vivre, de sa raison d’être, pour qu’il puisse évoluer dans une société qui je l’espère sera plus vertueuse et plus respectueuse de l’environnement que la société actuelle ?
Finalement, est-ce que le métier d’enseignant·e va être modifié, voire remplacé ?
Être modifié, oui, c’est sûr, c’est déjà le cas en informatique ! Comme tous les métiers, l’enseignement va changer, s’adapter, comme cela a déjà été fait avec l’arrivée du numérique en classe. J’espère que le métier d’enseignant va pouvoir se recentrer sur ce que je considère être essentiel, à savoir la didactisation des savoirs, l’aide aux stratégies cognitives, l’enrichissement instrumental des élèves en difficulté, le développement des forces et du pouvoir d’agir des élèves. Être remplacé, par contre, ça m’étonnerait beaucoup. Mais peut-être… qui sait ? En tout cas pas à court terme, c’est sûr, car la dimension affective a une place centrale dans l’apprentissage et je ne crois pas que je verrais de mon vivant une machine capable d’émotions et d’empathie.
Avez-vous vu le film « Her » [un film de science-fiction] ? J’ai amené mes élèves le voir au cinéma lorsqu’il est sorti il y a dix ans. C’est peut-être ça notre futur ? L’IA devenant notre guide, notre confidente, en nous conseillant sur les savoirs à apprendre au moment où l’on en aura vraiment besoin. « L’école » prendra une autre forme et durera alors probablement toute notre vie sous la forme d’un apprentissage sur mesure, individualisé, adapté à nos forces, nos désirs, nos passions.
Vous savez, j’ai la chance d’être un heureux grand-père depuis un an et demi. C’est pour elle [ma petite fille] que je souhaite créer cette école du dimanche. Malgré mon appétence pour les nouvelles technologies, je ne me sens pas du tout prêt psychologiquement à déléguer à une machine la tâche d’éduquer ma petite-fille. Et même si c’était possible, je n’en ai nullement envie !
NEUROSCIENCES • Qu’est-ce qui provoque une émotion ? La réponse passe par l’étude des mécanismes neuronaux. Ron Stoop, professeur de neurosciences à l’Université de Lausanne, a découvert le rôle de l’ocytocine, un neuromodulateur de la peur, et continue d’étudier ses effets pour aider ses patient·e·s.
Pourquoi la recherche sur les émotions passe-t-elle souvent par l’étude de la peur ? Les comportements caractéristiques qu’elle induit la rend plus facile à observer que d’autres émotions. Le professeur Ron Stoop, à la tête de l’unité de recherche sur la neurobiologie de l’anxiété et de la peur, étudie cette émotion depuis près de vingt ans. Son laboratoire est établi au Centre de Neurosciences Psychiatriques (CNP) de l’hôpital de Cery, à Lausanne, où peur et stress sont monnaie courante. « Les patient·e·s atteint·e·s de la maladie d’Alzheimer peuvent devenir très anxieux·euses, ce qui est parfois plus embêtant que la maladie », explique le professeur de médecine de l’Université de Lausanne. « Lorsque des soignant·e·s viennent s’occuper des patient·e·s, deux profils se distinguent : certain·e·s acceptent facilement l’aide et d’autres ont plus de peine, car il·elle·s veulent contrôler la situation. Ce comportement peut être expliquée par leur personalité d’attachement sécure ou insécure. » Pour essayer d’aider à la prise en charge des patient·e·s, le groupe de recherche étudie une hormone neuropeptidergique, l’ocytocine. La quantité de cette hormone responsable de la modulation entre les neurones augmenterait lors d’un contact social et avec différents niveaux selon leur personnalité, provoquant le phénomène d’atténuation de la peur plus ou moins fort chez ces patient·e·s.
De l’allaitement à la peur Dans les années 1950, l’ocytocine n’était pas reliée à l’expression de la peur, mais à son rôle dans l’allaitement, qu’elle favorise en stimulant la contraction des muscles lisses dans le sein. Au début des années 2000, l’équipe de Ron Stoop poursuit le travail fait par Mario Raggenbass et Jean-Jacques Dreifuss sur l’ocytocine à l’Université de Genève. Ainsi, en 2005, l’équipe du chercheur néerlandais prouve que l’ocytocine affecte le mécanisme de la peur. Le neuropeptide a les avantages d’être très facile à appliquer sur des tranches de cerveau et le plus grand nombre de récepteurs l’accueillant sont logés dans l’amygdale. Cette zone du cerveau étant responsable de déclencher des réactions physiologiques liées à la peur, telles que le changement des battements du cœur, de la respiration ou le figement. Lorsqu’un danger se présente, l’amygdale réagit très rapidement, avant que la menace ne soit parfaitement identifiée et entraîne parfois des conflits, en cas de fausse alerte. « L’ocytocine et la vasopressine sont des neuropeptides très similaires, diffèrent seulement deux amino acides, mais ont un effet opposé sur la peur. Alors que l’ocytocine inhibe les effets de la peur, la vasopressine les active. Avoir ces deux neuropeptides permet une action plus rapide, comme dans les courses automobiles NASCAR, lorsqu’on accélère directement après un freinage en voiture, avec un pied sur chaque pédale », illustre Ron Stoop. La proximité de la vasopressine et de l’ocytocine provient du fait qu’ils ne faisaient initialement qu’un. Leur génome s’est dédoublé chez les êtres vertébrés au fil de l’évolution et leurs récepteurs demeurent adjacents dans le cerveau. Ainsi, l’ocytocine et la vasopressine peuvent agir sur des circuits très proches mais avec fonctions opposés dans le cerveau.
Appliquer les résultats obtenus La majeure partie de l’étude des neuropeptides s’effectue sur des tranches aigues de cerveau observées sous des microscopes, dont le laboratoire de Ron Stoop est rempli, à Cery. La façon selon laquelle les neurones communiquent est étudiée à l’aide d’électrophysiologie in vitro et in vivo, pour communiquer avec les neurones à l’aide d’électrodes, et d’outils optogénétiques et moléculaires, qui servent à modifier les cellules étudiées par la lumière ou avec des virus. Une partie de la recherche de l’équipe du professeur Stoop consiste aussi à appliquer des résultats obtenus sur des souris ou rats pour guérir des êtres humains, dans une approche nommée « neuroscience translationnelle ». « Toutes les zones du cerveau d’un rat ou d’un humain ne sont pas comparables : les amygdales basolatérale et centrale ont approximativement la même taille chez un rat, mais la basolatérale est beaucoup plus grande chez l’humain », explique-t-il. « Les résultats ne sont alors pas directement applicables ». Les « gens sans peur » font partie des humains qui intéressent actuellement les chercheur·euse·s.
Les « gens sans peur » intéressent actuellement les chercheur·euse·s.
Ces individus, au nombre de quelques-uns en Europe, sont affectés par une mutation très rare, qui provoque une calcification de l’amygdale et ne leur fait pas ressentir la peur. « A cause de cette mutation, ces personnes sont notamment incapables d’apprendre si une personne est digne de confiance ou non », précise Ron Stoop. Son équipe s’est récemment associée à un institut sud-africain, qui a découvert la présence d’une centaine de personnes porteuses de cette mutation, amenée des siècles auparavant par des colons allemands.
Une course au cerveau Actuellement, au niveau mondial, trois grands projets structurent les recherches liées au cerveau, avec des approches différentes, explique Ron Stoop, fraîchement revenu de la conférence annuelle des neurosciences à San Diego, qui a réuni plus de 24’000 personnes entre le 12 et le 16 novembre. En jeu, les projets américain (Brain Initiative) et européen (Human Brain Project), qui basent leurs expériences sur des souris et rats, et le projet chinois (China Brain Project), qui s’appuie plus sur des macaques, pour leur proximité avec l’humain. La connaissance profonde des mécanismes cérébraux semble être devenue la nouvelle course à l’espace.
COMBAT ÉTHIQUE • À l’heure où la politique suisse peine à appliquer strictement les mesures nécessaires pour préserver l’écosystème, des mouvements citoyens se créent. Ces dernier·ère·s ont décidé de défendre eux·elles-mêmes des zones naturelles exposées à des risques d’extinction…
La ZAD, ou zone à défendre, est un projet de résistance citoyenne contre un mode de vie humain incompatible avec la préservation de l’écosystème et le développement durable de l’environnement. La ZAD s’inscrit plus généralement dans un mouvement citoyen qui refuse de contribuer à la destruction de terres fertiles par la construction de routes, bâtiments ou toute autre zone bétonnée. Ce projet repousse également le système capitaliste qui se fonde sur la productivité et la notion de l’offre et la demande en prônant l’autosuffisance et l’autogestion.
Un monde en béton altère tout l’équilibre du vivant et conduit vers l’extinction.
Les zadistes s’organisent autour de la nature et s’y adaptent en réduisant leur empreinte carbone et en adoptant une agriculture durable. Ainsi, par leur résistance à des projets d’exploitation néfaste de terrains, les zadistes s’établissent en un circuit social autosuffisant et autonome. Plus précisément, le projet ZAD a pour but d’empêcher l’avancée des GIIP, les « Grands projets inutiles imposés » en s’imposant sur les territoires naturels visés par les projets de construction.
D’une lutte à un mode de vie Afin d’empêcher la construction d’un aéroport à Nantes, 200 personnes se sont établies en 2014 sur de grands terrains agricoles en région de Loire-Atlantique. Les zadistes refusent qu’une des rares régions humides qui abrite un écosystème riche et particulier soit mise en péril et bétonnée pour la construction d’un aéroport non essentiel. En effet, des naturalistes se sont engagé·e·s à répertorier la faune et la flore de la zone pour peser dans leurs négociations avec les autorités. Ils ont ainsi découvert une espèce du règne végétal, Pulicaria vulgaris, Exaculum Pusillum, listée dans la liste rouge de l’UICN. L’UICN, ou l’union internationale pour la conservation de la nature, travaille pour protéger la biodiversité et dénombre les espèces en risque d’extinction et voie de disparition. La protection de la biodiversité est essentielle afin de garantir le bon fonctionnement des écosystèmes dont l’équilibre est fragilisé. Les espèces sont interdépendantes et fondent un système du vivant qui résiste tant bien que mal au changement climatique. La biodiversité est la terre. Un monde en béton altère tout l’équilibre du vivant et conduit vers l’extinction. Pour concrétiser cette lutte et protéger leurs convictions, les zadistes ont établi une société autonome qui bénéficie durablement des ressources à sa disposition.
Plus de 60 sites différents sont fondés sur l’entraide et la solidarité
Il·elle·s produisent leurs propres lait, beurre et miel et ont développé plus de 60 sites différents fondés sur l’entraide et la solidarité (boulangeries, projets agricoles, culture de plantes comestibles et médicinales). Hélas, sous la présidence de Macron en 2018, le lieu occupé se fait attaquer par des grenades, brûler et les gens expulsés. Malgré tout, leur victoire est marquante ; la construction de l’aéroport a été totalement abandonnée par les autorités.
Un mouvement répandu Les zadistes sont déjà établi·e·s dans une dizaine de sites en France et ailleurs. En Suisse, la ZAD de la colline du Mormont au pied du Jura, à la Sarraz, lutte afin de contrer les avancées d’une grande entreprise de cimenterie. Le projet d’extension de cette dernière fera disparaître le plateau Birette et touchera directement à colline du Mormont, une zone abritant l’une des plus riches flores vaudoises, et listée dans l’inventaire fédéral des paysages.
Un retour vers la conscience Construction de niches, gestion de forêts et ses ressources, indépendance de l’état et responsabilité individuelle. Les zadistes semblent se réapproprier un mode de vie qui stimule l’humain et ses fonctions physiologiques : il construit, détruit, réfléchit, vit en communauté et s’adapte à son environnement en vivant en symbiose avec la nature. Les zadistes s’approprient ce que les humains ont sacrifié pour le confort de la société humaine dictée par la monotonie et la consommation. Ils refusent que la vie humaine piétine tout l’environnement qui les entoure.
EXPLORATION • Débutée il y a presque septante ans, la conquête spatiale a suscité un enthousiasme planétaire, mais également des convoitises et rivalités entre États. Nouvelle mission sur la Lune, colonisation de Mars… Quels sont les derniers enjeux ?
Pour commencer, deux dates : celle du 4 octobre 1957 et celle du 20 juillet 1969. La première correspond au premier vol orbital par le satellite soviétique Spoutnik 1 et la seconde aux premiers pas sur la Lune par l’américain Neil Armstrong, suivi quelques minutes plus tard de son collègue Buzz Aldrin. À l’époque, en pleine guerre froide, les tensions sont cristallisées entre ces deux pays. La conquête spatiale, à ses tous débuts, suscite alors logiquement la concurrence entre les deux puissances. Un peu plus de soixante ans plus tard, après des années de coopération internationale, la désormais ex-République soviétique a annoncé son intention le 26 juillet dernier de rompre l’alliance autour de la Station Spatiale internationale (ISS) dès 2024 et de lancer sa propre station orbitale. Selon la NASA, la Station spatiale internationale est pourtant « […] le programme d’exploration spatiale le plus complexe sur le plan politique jamais entrepris ». Cette annonce est intervenue alors que la Russie se retrouve de plus en plus isolée face au reste du monde occidental, sept mois après le début de l’invasion de l’Ukraine, débutée le 24 février dernier. De très nombreux pays ont répliqué en infligeant d’énormes sanctions à la Russie, gelant des avoirs détenus à l’étranger et interdisant certaines transactions commerciales. Comme une sensation de déjà-vu.
La Lune à nouveau au centre des enjeux La NASA a remis au goût du jour l’exploration lunaire avec la mission Artémis. L’objectif ? « Avec les missions Artémis, la NASA fera atterrir la première femme et la première personne de couleur sur la Lune. […] Nous établirons la première présence à long terme sur la Lune. Ensuite, nous utiliserons ce que nous avons appris sur la Lune et autour de la Lune pour faire le prochain pas de géant : envoyer les premiers astronautes sur Mars ». Les équipes ont tenté plusieurs fois début septembre de lancer la première fusée de la mission Artemis-1, non habitée, afin de vérifier qu’elle pourrait accueillir dans le futur des astronautes, mais les décollages ont à chaque fois été reportés pour cause de problèmes techniques. Et le retour des humains sur la Lune ? En 2025 au plus tôt.
« Avec les missions Artémis, la NASA fera atterrir la première femme et la première personne de couleur sur la Lune. »
De là, la NASA souhaite ensuite construire une base lunaire, baptisée Gateway, « portail » en français, qui permettrait alors de développer la technologie nécessaire à un voyage sur Mars. Il s’agirait d’un voyage de plusieurs années qui pourrait avoir lieu « à la fin de la décennie 2030 », selon Bill Nelson, administrateur de la NASA.
Un paradigme modifié Auparavant, seules les structures étatiques pouvaient intervenir dans le domaine spatial. Depuis quelques années cependant, le vent tourne. Les sociétés privées de multimilliardaires (notamment SpaceX, issu de la volonté d’Elon Musk, ou encore Blue Origin, fondé par Jeff Bezos) multiplient les investissements pour développer une nouvelle ère de la conquête spatiale. Le pari s’avère gagnant : en 2014, la NASA choisit SpaceX pour envoyer des astronautes sur l’ISS avec des lanceurs réutilisables. En 2022, l’agence spatiale américaine prolonge son contrat avec la société jusqu’en 2028. Elon Musk ne cache pas ses ambitions : surpasser la NASA, être le premier à envoyer des hommes sur Mars et à terme, établir une colonie sur la planète rouge.
La voie vers le tourisme spatial est lancée.
Si des sociétés privées parviennent à s’imposer sur le devant de la scène spatiale, ce n’est pas le seul changement. Auparavant uniquement réservé à des astronautes entraîné·e·s, aller dans l’espace ne sera bientôt plus un fantasme pour le commun des mortels. En 2021, Jeff Bezos devient la première personne à franchir la Ligne de Kármán, considérée comme la frontière spatiale, à 100km d’altitude, à l’aide d’un engin développé par sa compagnie. Depuis, quelques vols touristiques ont eu lieu – le prix d’un billet oscillant entre 250’000 dollars et 55 millions de dollars. La voie vers le tourisme spatial est lancée.
BIOLOGIE · La présence de moules invasives dans les lacs donne du fil à retordre à de nombreux chercheur·euse·s. De jeunes étudiant·e·s se sont lancé·e·s le défi de mettre au point un projet pour limiter leur prolifération.
Depuis une dizaine d’années, plusieurs lacs à travers le globe abritent l’espèce de moule quagga. Cette espèce de mollusque d’eau douce apprécie principalement les eaux stagnantes et avec peu de courant, elle envahit donc facilement les lacs et les rivières. Malgré de nombreuses recherches il reste très difficile de déchiffrer la cause de leur présence et aussi de s’en débarrasser.
Un écosystème menacé
« À l’origine, les moules quagga viennent dans les bateaux. Lorsque les pêcheurs rentrent de leur journée de travail, en vidant les ballasts, c’est les réservoirs qui permettent d’ajuster la flottaison des bateaux se trouvent plein de larves de moules. Parfois les pêcheurs ne se rendent même pas compte » déclare Jérémy Berger, étudiant en fin de bachelor de biologie à l’Unil. C’est de cette manière que les larves se développent et passent d’un port à un autre. Comme cela a été le cas de la moule originaire du bassin de Dniepr en Ukraine qui a été introduite malencontreusement dans de nombreux lacs en Europe et en Amérique du Nord. Cependant, le problème ne s’arrête pas là. Ces larves aiment particulièrement se loger dans les canalisations, environnement qui est propice pour leur reproduction. À terme, elles finissent par bloquer le flux de l’eau. « La difficulté se trouve aussi pour la chaîne alimentaire, car les quagga filtrent l’eau et se nourrissent de plancton et de bactéries, ce qui laisse moins de nourriture aux autres organismes présents dans l’écosystème. » explique Marta Marangoni, étudiante en master de biologie à l’Unil.
Afin de prévenir toute apparition de moules, il est essentiel de nettoyer les bateaux après chaque utilisation.
Une solution prometteuse ?
Marta Marangoni et Jérémy Berger font partie d’une équipe de 14 personnes en lice du Grand Jamboree, un grand concours international de biologie synthétique. Ce concours est organisé par l’IGEM, une fondation à but non-lucratif voué à l’avancement de la biologie synthétique « Le concept de ce concours est de modifier génétiquement des organismes pour répondre à des problématiques spécifiques » énonce Jérémy Berger.
Le projet encore en élaboration a débuté en mai 2022 et il se divise en deux phases. Dans un premier temps, il s’agira de reproduire la protéine Fit-D qui va tuer les moules. Ensuite, il faut produire des acides zostériques, qui est une molécule empêchant l’adhésion des quagga avec les surfaces. « Ces deux étapes sont imbriquées ensemble car les quagga relâchent de l’ammonium lorsqu’elles meurent. Ce produit est très odorant et assez toxique. Mais ce n’est pas la préoccupation majeure. Les vrais problèmes sont l’obstruction des canalisations. C’est pourquoi il est nécessaire de surveiller fréquemment l’état des canalisations. Avec cette deuxième étape, nous empêcheront la survie de l’espèce » souligne Marta Marangoni.
Près de 350 équipes du monde entier se disputeront en fin octobre 2022 la médaille du meilleur projet auprès d’un jury d’experts aux Portes de Versailles à Paris. Après de longs mois de dur labeur, espérons que cela portera ses fruits pour nos deux étudiant·e·s de l’Unil !
BIOÉTHIQUE • Alors que les avancées scientifiques poussent les chercheur·euse·s à aller toujours plus loin, la bioéthique intervient pour étudier et réguler les problèmes moraux qu’elles peuvent soulever. Jusqu’où peut-on aller dans les interventions ? Quels sont les dilemmes posés ?
En mars dernier, le premier génome humain complet a été officiellement publié, ouvrant ainsi de nouveaux territoires génétiques jusqu’alors inexplorés. Les progrès scientifiques, à l’instar de cette avancée en génétique humaine ne cessent de s’intensifier. Se posent alors certaines questions : qui est en mesure de décider comment vont être utilisées ces découvertes ? Comment gère-t-on leurs applications sur le corps humain ? C’est ainsi que la notion de bioéthique entre en jeu. En effet, il s’agit d’un concept né au début des années 60-70, période à laquelle on commence à penser les nouveaux risques liés à l’essor des essais cliniques de greffes et transplantations cardiaques, ainsi qu’à la découverte de l’ADN et de son séquençage. La bioéthique est une discipline qui intervient donc pour étudier et résoudre les problèmes moraux soulevés par la recherche biologique et médicale.
Qui peut décider comment vont être utilisées ces découvertes ?
Elle s’intéresse à des sujets tels que la procréation médicalement assistée, le clonage d’embryons humains, l’euthanasie et bien d’autres encore. Ces réflexions impliquent la collaboration d’une diversité d’acteur·ice·s dont des philosophes, des sociologues ou des juristes. Depuis 1993, il existe un comité international de bioéthique (CIB) dépendant de l’UNESCO, composée de 36 expert·e·s indépendant·e·s publiant des recommandations et réflexions sur l’éthique de divers questionnements scientifiques.
Le concept de dignité humaine au cœur des réflexions Comme le souligne Roberto Andorno, écrivain et professeur spécialisé sur les questions de bioéthique à la faculté de droit de l’Université de Zürich, les textes internationaux sur la bioéthique adoptés ces dernières années, tels que ceux de l’UNESCO, accordent un rôle central à la notion de dignité humaine. Selon le professeur, « elle joue le rôle d’idée directrice de l’éthique médicale, car elle est l’exigence de la non-instrumentalisation de l’être humain. Selon le célèbre philosophe Emmanuel Kant, la dignité réside dans le fait qu’une personne doit toujours être traitée comme une fin en soi et jamais simplement comme un moyen ». Cette fameuse formule régit alors bon nombre de réflexions bioéthiques. Par exemple, jusqu’où peut-on aller pour améliorer notre savoir sur un traitement qui sauverait des milliers de personnes ? Si l’on s’en tient à l’impératif kantien, il serait inacceptable de traiter un individu, même le·la pire des criminel·le·s, comme un moyen d’apporter des connaissances utiles sur le développement d’un nouveau traitement en lui faisant subir des expérimentations scientifiques à but non-thérapeutique.
Jusqu’où peut-on aller pour améliorer notre savoir sur un traitement ?
Le cas échéant, on se servirait de cette personne comme d’un instrument pour parvenir à nos fins, ce qui se trouverait être une pratique contraire au principe de dignité. Dans des cas moins extrêmes, l’idée de dignité humaine régit également la pratique médicale quotidienne : le·la malade n’est pas traité·e comme un « cas » mais bien comme un individu unique. Ainsi, « ce n’est pas l’homme qui est fait pour servir la médecine ; c’est la médecine qui est faite pour servir l’homme », affirme Roberto Andorno.
Le fantasme de l’enfant parfait L’une des préoccupations des communautés bioéthiques concerne le fantasme de « l’enfant parfait », d’autant plus qu’actuellement, les chercheur·euse·s ont mis la main sur les pièces manquantes du génome humain. Ainsi, il est inévitable qu’il sera un jour possible de « corriger une prédisposition à une maladie, voire de “renforcer“ certains traits physiques ou comportementaux jugés souhaitables », soulignent Sophie Boukhari et Amy Otchet, journalistes au Courrier de l’UNESCO. Elles déclarent que certain·e·s expert·e·s parlent « d’eugénisme démocratique » pour désigner « le tri que les individus […] seront capables d’opérer dans leurs enfants à naître ». Ainsi, on constate que les réflexions relevant de la bioéthique s’appliquent même à des scénarios futuristes, la science étant en constante évolution.
ASTRES • S’ils ont attiré l’attention de quelques physiciens au XVIIIe siècle, le mystère des trous noirs n’a été percé qu’au siècle passé. Une avancée que l’on doit principalement à Einstein et à sa célèbre théorie de la relativité générale.
Ils font incontestablement partie des objets célestes les plus fascinants du cosmos. Pourtant, les recherches approfondies sur les trous noirs ne remontent qu’au XXe siècle. Définis unanimement par leur champ gravitationnel si intense qu’aucune matière qui y pénètre ne peut en ressortir – y compris la lumière – les trous noirs ont d’abord fait l’objet de spéculations théoriques, bien avant d’être « observés » – quand bien même ils ne sont par définition pas visibles puisqu’ils ne peuvent ni émettre ni diffuser de la lumière.
De spéculations fantaisistes à révolutions astronomiques De fait, c’est à Simon Laplace que l’on doit ces premières spéculations en 1796 dans son livre Exposition du Système du Monde. Il évoque en effet la possibilité que les plus grands astres lumineux puissent être invisibles, thèse qui laisse perplexe l’Académie des Sciences au point que sa démonstration soit qualifiée de fantaisiste par les astronomes de l’époque. Sceptiques sur les chances d’existence d’un tel objet, ces derniers abandonnent leurs recherches, et pour cause ; l’aporie à laquelle conduisent les expériences menées en la matière.
Laplace évoque la possibilité que les plus grands astres lumineux puissent être invisibles
Aussi faut-il attendre la première moitié du XXe siècle, et plus particulièrement la publication d’Albert Einstein sur la théorie de la relativité générale en 1915 pour faire un bond considérable dans la compréhension des trous noirs. À ce sujet, Éric Gourgoulhon, physicien au CNRS, vulgarise ce qu’une telle théorie a apporté à ce champ de recherche: « Dans cette théorie, l’espace n’est plus une entité absolue, mais une structure souple déformée par la matière ». Le physicien Karl Schwarzschild trouve quelques mois plus tard une solution à l’équation, qui parvient à déterminer le rayon de l’horizon d’un trou noir. Aussi, entre-t-il dans la définition d’un trou noir, étant donné qu’il peut être caractérisé comme le rayon d’une sphère à partir duquel la masse de l’objet est si compacte que la vitesse de libération est égale à la vitesse de la lumière. « Leur description ne tient qu’à trois paramètres », poursuit le chercheur, « la masse, la charge électrique et le moment cinétique ».
« Dans cette théorie, l’espace n’est plus une entité absolue, mais une structure souple déformée par la matière »
– Physicien, Eric Gourgoulhon
Une typologie des trous noirs Georges Meylan, professeur honoraire d’astrophysique à l’EPFL, nous éclaire quant aux différents types de trous noirs : « Il existe des trous noirs dits supermassifs, qui se trouvent au centre de la galaxie et dont la présence provoque parfois l’apparition de jets et du rayonnement X. Les trous noirs primordiaux, eux, sont caractérisés par leur petite taille et se seraient formés durant le Big Bang, alors que les trous noirs intermédiaires ont une masse entre 100 et 10’000 masses solaires ». Les plus étudiés restent les trous noirs stellaires, de masse équivalente à trois masses solaires, et qui naissent à la suite de l’effondrement gravitationnel du résidu des étoiles massives. « Il s’agit de l’étape finale d’une explosion d’une étoile », simplifie l’astrophysicien.
Un champ de recherche en pleine expansion Le XXe siècle a vu l’avènement de nombreuses théories, dont celle de Stephen Hawking, à qui l’on doit le rayonnement éponyme qui suggère que les trous noirs ne sont pas complètement noirs. Plus récemment, le Prix Nobel 2020 a été décerné à Andrea Ghez et Roger Penrose, à qui l’on doit la première « photo » prise en juin 2019. « Deux défis préoccupent les astrophysicien·ne·s contemporains », développe le physicien du CNRS : « Un premier, qui est observationnel, visant à l’amélioration de nos instruments de telle sorte à obtenir des images plus fines ; le second est d’ordre théorique, puisqu’il est question de tester les modèles de trous noirs dans d’autres modèles que la théorie générale ». Le but ? Déterminer si la théorie de la gravitation sous-jacente est bien en accord avec les prédictions de la théorie de la relativité générale. De quoi passionner les futures générations d’astrophysicien·ne·s.
INTERVIEW · Biologiste de formation, Alexandre Buttler a effectué ses études, master et thèse de doctorat avec une spécialisation en écologie, à l’Université de Neuchâtel, avant d’aller faire un postdoctorat en Angleterre et au Canada. Après avoir occupé quelques années un poste de professeur en France, il est venu à l’EPFL et a enseigné l’écologie et dirigé le laboratoire des systèmes écologiques (ECOS). Officiellement à la retraite depuis 2019, il continue à effectuer des recherches et à dispenser quelques cours en ligne. Il a mené des projets dans le monde entier entre aides à l’agriculture à Madagascar, étude des plantations de palmiers à huile sans déforestation en Colombie, effet du réchauffement climatique sur les tourbières en Russie ou des impacts du snowfarming sur la végétation et les sols.
La vidéo retranscrivant la Leçon d’honneur d’Alexandre Buttler est disponible à la fin de l’interview.
Quels sont les projets que vous avez menés durant votre carrière et quels ont été les axes de recherche de votre laboratoire?
Il y a eu, pour l’essentiel, quatre volets dans ma carrière: les marais et tourbières, les pâturages boisés, les cultures sur brûlis à Madagascar et les palmiers à huile en Colombie et au Cameroun.
Expérience de réchauffement et d’assèchement du sol dans une tourbière en Pologne au moyen de petites serres appelées Open Top Chambers. Crédit: ECOS.
Tourbières: J’ai beaucoup travaillé dans les zones humides, les tourbières en particulier, en Suisse et à l’étranger. J’ai mené un gros projet en Pologne, qui s’est étendu à la Sibérie. Nous y avons effectué la même expérience, avec des simulations de réchauffement et d’assèchement du sol. Pour ce faire, nous avons utilisé des mini serres de 1m50 de diamètre, nommées Open Top Chambers (OTC). Nous avons commencé avec un projet pilote dans le Jura, en France voisine, dans le cadre d’un projet du Centre National de Recherche Scientifique (CNRS). Nous y avons étudié à la fois l’effet du réchauffement sur la végétation et sa biodiversité, ainsi que sur les sols, en faisant par exemple des mesures d’échanges gazeux pour mesurer le bilan du carbone, et d’activité biologique du sol. L’intérêt était de comparer les processus sur un gradient allant d’un climat océanique à un autre plus continental.
Pourquoi aller en Pologne et en Sibérie spécifiquement?
D’abord parce que nous y avons trouvé des sites adéquats pour notre question de recherche. Ensuite, il est plus facile d’aller là où il y a des contacts établis. Pour la Pologne, c’est un ancien postdoc venu travailler à l’EPFL et qui est devenu professeur à Poznan qui m’y a convié. En Sibérie, c’était parce que j’avais des collaborations avec le CNRS, qui a développé là-bas un projet sur un site de l’UNESCO.
En quoi les tourbières forment-elles un écosystème spécial et intéressant?
Les tourbières stockent énormément de carbone. Évidemment, à l’échelle de la Suisse, c’est presque anecdotique. Mais il y a aussi les sols agricoles sur tourbe, notamment dans le Seeland. En revanche, à l’échelle globale, et en particulier dans l’hémisphère Nord, c’est énormément de carbone! Il y a presque le double de carbone dans les sols tourbeux du monde que dans tous les arbres des forêts du monde. Donc, avec le réchauffement climatique, si ce carbone contenu dans la matière organique commençait à être minéralisé et transformé en CO2, on aurait une contribution de gaz à effet de serre potentiellement énorme. C’est une bombe à retardement en fait, un peu comme le sont les pergélisols d’ailleurs. D’où l’importance d’étudier les processus de réchauffement et d’assèchement en tourbière. L’intérêt de le faire en Suisse provient du fait qu’on est dans la zone la plus au sud de la distribution des tourbières de l’hémisphère nord. Il y en a bien davantage à des latitudes plus élevées. Mais ce qui se passe chez nous peut être un signe avant-coureur de ce qui arrivera plus au nord avec le réchauffement climatique.
Expérience de transplantation de sols et de plantes prélevés en altitude et adaptés au froid puis replacés à différentes altitudes plus basses pour simuler leur réaction à un climat plus chaud et sec. Crédit: ECOS.
Pâturages boisés: Un autre axe de mes recherches est celui des pâturages boisés du Jura, qui sont des systèmes mixtes liant le pastoralisme et la foresterie. Nous avons travaillé à cette occasion avec des approches assez originales, qui nous ont valu un article dans le Monde. Nous y avons fait des transplantations, en prenant du sol avec leurs herbages dans différents habitats d’altitude plus ou moins densément boisés, correspondant à un gradient d’utilisation du sol. Nous avons ensuite transplanté ces milieux adaptés au climat froid d’altitude, comme celui du Marchairuz, à différentes altitudes plus basses, à Saint-Georges, à l’Arboretum d’Aubonne et à Bois Chamblard, tout en ayant un contrôle au Marchairuz. Nous avons fait une expérience similaire de transplantation avec de jeunes plants d’arbre, de hêtre et d’épicéa, adaptés au froid et mis dans des situations climatiques plus chaudes et plus sèches le long du même gradient d’altitude. De cette façon, on simule en quelque sorte certains scénarios du GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) de réchauffement et d’assèchement du climat, le but étant de mesurer la réaction des plantes et du sol à ces nouvelles conditions. Par exemple, dans le cas des arbres, nous avons pu voir que le hêtre avait une capacité d’adaptation, nommée plasticité phénotypique, plus forte que l’épicéa. D’ailleurs, c’est le hêtre qui s’étend et monte en altitude actuellement. Il peut en effet changer la taille de ses feuilles, celles de ses stomates et l’épaisseur de sa cuticule foliaire de protection, ce qui lui permet de profiter à la fois du printemps quand il y a beaucoup d’eau pour augmenter la photosynthèse et de s’adapter à l’été sec en limitant les pertes d’eau.
Avez-vous pu tirer d’autres conclusions de ces expériences de transplantation?
Dans le projet sur les herbages, nous avons vu qu’il y avait une perte de diversité de plantes et de production de biomasse importante au bout de trois ans déjà à plus basse altitude. Nous avons aussi remarqué que le sol perd du carbone à plus basse altitude. Ce qui est étonnant, c’est que les sols transportés à basse altitude peuvent être plus froids en hiver, car ils ne sont pas recouverts de neige. Dans le site donneur, la protection hivernale avec la neige maintient par exemple le sol à environ 0°C alors qu’à plus basse altitude, il peut y avoir des cycles de gel/dégel qui affectent fortement l’activité biologique du sol, la respiration et la décomposition de la matière organique.
Expérience de plantation de maïs à Madagascar, dans les régions de cultures sur brûlis et de forêts secondaires. Les placettes sont préparées de manière contrôlée avec soit des cendres, soit du compost, soit un mélange des deux, ayant comme référence le sol rouge naturel. Crédit: ECOS.
Culture sur brûlis:Dans un autre volet du travail, plus récent, nous avons travaillé dans les cultures sur brûlis à Madagascar, dans des régions très pauvres du sud-ouest de l’île. Nous avons œuvré avec des agriculteurs pour essayer de les «sédentariser» sur leurs parcelles. En effet, l’un des problèmes de la culture sur brûlis est que les agriculteurs n’ont pas les moyens de s’acheter des engrais et brûlent la forêt, pour récupérer les cendres et cultiver avec celles-ci. Seulement, ceci ne peut durer que deux à trois ans, et ensuite le sol s’appauvrit. Ainsi, dans ces régions, la forêt primaire est considérée comme une réserve de terre, un concept impensable chez nous. L’agriculteur grignote progressivement la forêt tropicale intacte, ce qui aboutit au «mitage» de la forêt: les clairières augmentent de façon concentrique autour des villages. Nous nous sommes intéressés aux forêts secondaires, qui sont nombreuses, contrairement aux forêts primaires qui deviendront bientôt anecdotiques à Madagascar. Bien sûr, les forêts secondaires n’ont pas la même valeur en termes de biodiversité. Cependant, il y a des espèces d’arbres qui se régénèrent assez rapidement pour former des biomasses importantes avec des teneurs en nutriments intéressantes. On a essayé de viser ces espèces-là pour en faire du compost et le mélanger avec les cendres. Les essais expérimentaux, faits en partie avec les agriculteurs, ont montré qu’on arrive à un rendement bien plus intéressant qu’en ne mettant que des cendres. La préservation de quelques arbres de couverture peut aussi être bénéfique. La grosse question dans ce genre de projet tient en ce que les agriculteurs arrivent à reprendre et appliquer ces mesures sur le plus long terme et à plus grande échelle une fois que nous sommes partis. Souvent, il manque un suivi sur le long terme; c’est un problème récurrent.
Dans votre projet à Madagascar, le suivi sur le long terme a-t-il aussi manqué?
On a pu prolonger le projet en travaillant avec les agriculteurs grâce à un financement de la FEDEVACO (Fédération vaudoise de coopération). Ainsi, nous avons pu payer des étudiant·e·s sur place qui ont continué pendant deux ans la collaboration avec les agriculteurs. De façon générale, un problème récurrent dans ce genre de pays c’est que les situations sont complexes. Nous traitions d’un problème biologique ou agronomique, mais sur place tout est bien plus compliqué: il y a des problèmes d’ethnies, de migrations, de droit de propriété des terres, de gouvernance, etc., qui rendent difficile le changement du cours des choses et des pratiques culturales.
Extraction artisanale de l’huile de palme dans une plantation familiale au Cameroun. Crédit: ECOS.
Palmiers à huile: Un autre projet qui nous a occupés récemment est celui des plantations de palmiers à huile. Tout le monde a un avis sur l’huile de palme, car tout le monde connaît les énormes problèmes de déforestation en Asie, comme en Malaisie. Ce que l’on sait moins, c’est qu’il y a d’autres pays où l’on fait de la culture de palmiers autrement, pas forcément au détriment de la forêt. C’est cet aspect-là qui nous a intéressés en Colombie, où il y a des plantations de palmiers à huile sur d’anciens pâturages ou savanes dégradées.
Sur un ou deux cycles de culture, ce qui correspond à une cinquantaine d’années, en comparant des plantations de différents âges, on a pu démontrer le fait suivant: entre le carbone que l’on perd au début dans le sol, qui est souvent pauvre en carbone dès le départ et celui qu’on gagne dans la biomasse, malgré le cycle de croissance (on coupe les arbres au bout de 25 ans pour des raisons pratiques, puis on replante), le bilan carbone était soit neutre, soit même légèrement positif, en moyennant sur les années des deux cycles. La leçon, c’est qu’on peut faire autrement pour l’huile de palme. Évidemment, l’immense majorité de l’huile de palme provient du défrichement, mais il faut aussi s’intéresser aux autres méthodes culturales. Surtout, il n’y a pas que les grosses agro-industries qui sont impliquées, mais aussi d’innombrables petits paysans pauvres qui en vivent.
Quelles sont vos activités actuelles?
J’écris encore des articles scientifiques, notamment sur l’un de ces projets en tourbières. Un autre projet qui m’intéresse actuellement est celui d’un «snowfarming» à Adelboden (BE). Une association regroupant les remontées mécaniques et le centre d’entraînement de ski a entrepris l’accumulation de 25’000m3 de neige naturelle pendant l’hiver, il y a maintenant trois ans. Conservée pendant l’été en un immense tas couvert par des panneaux isolants et un géotextile, cette neige sert à faire une piste d’entraînement dès le mois d’octobre. Cette piste est louée aux jeunes équipes de compétiteur·rice·s venant même des cantons voisins, à raison de trois équipes de deux heures par jour. Le problème, c’est que cela s’est fait sans demande d’autorisation initiale alors qu’un permis de construire serait nécessaire, puisqu’il s’agit d’un tas qui reste de façon permanente sur un pâturage. Cette technique de conservation de la neige se fait déjà à Davos, mais sur une place de gravier, et non pas sur un pâturage. En conséquence, il a fallu faire une étude d’impact et je me suis occupé de l’effet de ce tas de neige sur la végétation et les sols.
Projet de snowfarming à Adelboden, qui consiste à accumuler de la neige durant l’hiver et de la conserver durant l’été, pour préparer une piste d’entraînement dès le mois d’octobre suivant. Crédit: ECOS.
Pendant les quatre ans de l’étude d’impact, on a demandé que le tas de neige soit déplacé d’un tiers de sa longueur chaque année, ce qui a libéré des surfaces qui ont été couvertes une année, deux ans et trois ans par la neige. Ainsi, on a pu voir l’effet sur la végétation, qui meurt évidemment, et qui régénère plus ou moins bien, et l’effet sur les sols et son activité biologique, fortement diminuée en l’absence d’apport de matière organique fraîche par les plantes. Notre conclusion a été qu’il vaut mieux laisser le tas au même endroit, plutôt que de le déplacer, ce qui permet de réduire la surface de sol impactée à environ 6’000 m2. Le jour où la technique sera abandonnée, le sol devra évidemment être régénéré, ainsi que sa végétation, parce qu’il y aura un grand risque d’érosion.
Sinon, j’apporte ma contribution, en tant que biologiste-écologue, aux collègues du laboratoire de chimie atmosphérique (LAPI) qui ont mis en place une étude sur le terrain de la Fondation Les Bois Chamblard de l’EPFL, à Buchillon. Des microcosmes, soit de petites serres avec du sol sur lequel on a fait pousser de l’avoine, permettent de tester l’effet des dépositions atmosphériques humides, apportées avec les pluies, et celles qui sont sèches, apportées par les poussières, sur le milieu. Dans une moitié des microcosmes, l’air est filtré et c’est donc de l’air propre qui rentre dans la serre.
Avez-vous déjà des résultats sur cette expérience sur les dépôts?
On voit effectivement qu’en présence de polluants, notamment azotés, la végétation est stimulée, mais ce qui nous intéresse surtout c’est comment vont se passer les interactions entre les plantes, qui poussent plus ou moins bien, le sol et la chimie des dépositions atmosphériques. (voir https://actu.epfl.ch/news/mieux-saisir-l-effet-de-la-pollution-sur-la-croiss/ )
Qu’est-ce qui change quand on conduit une étude dans un pays en développement ou en Suisse? Les résultats ont-ils plus ou moins d’impact?
Quand on fait de la recherche scientifique, on doit publier, ceci fait partie du métier pour lequel nous sommes payés.
Je ferais la distinction entre les recherches qui se «vendent» très bien au niveau scientifique, dans les très bonnes revues internationales, car elles sont à la pointe des connaissances et très novatrices, même si parfois elles n’ont pas d’application immédiate, et les recherches plus communes ou moins originales, mais qui peuvent être très importantes pour la société ou dans un contexte local. Typiquement, ce que j’ai fait à Madagascar, par rapport à une perspective agronomique de chez nous, n’a rien de très original: on utilise du compost depuis longtemps. Mais transposé dans un contexte de pays pauvre où il n’y a pas d’engrais, avec des problèmes sociétaux complexes, ce genre d’étude est très utile. Aussi, dirais-je maintenant, en étant en fin de carrière, c’est qu’il faut plutôt viser en début de carrière des sujets de recherche qui vous mettent sous les projecteurs en raison de leur originalité ou de leur actualité, pour être publiés dans les revues prestigieuses comme Science ou Nature. Quand on a fait un bout de chemin de carrière, on peut, et heureusement, s’intéresser à des choses un peu moins «payantes» au niveau curriculum, mais ô combien utiles pour la société.
Comment la flore suisse évoluera-t-elle dans les 20 prochaines années?
La flore se banalise. Avec la pollution atmosphérique, il y a plus d’azote, ce qui fait que les espèces spécialisées des milieux plus pauvres en nutriments souffrent et tendent à disparaître. C’est le cas des prairies maigres, par exemple: il y a, depuis plusieurs décennies, une très forte pression à la fois en raison des fertilisants, de la pollution atmosphérique, mais aussi de l’utilisation des terres, qui font que ces milieux sont en forte réduction. Maintenant s’ajoute le phénomène du réchauffement climatique, qui fait que les espèces tendent à s’échapper par l’altitude pour s’adapter aux changements. C’est aussi ce que font les arbres: la montée de la limite des forêts s’observe déjà dans nos montagnes, le forestier le voit et le sait bien. Sauf que les organismes ne peuvent pas monter toujours plus haut, pas au-delà des sommets. On va donc perdre ces espèces-là, qui seront remplacées par les espèces de plaines, souvent plus banales. Les espèces de plaines, quant à elles, doivent faire face à la concurrence grandissante des espèces invasives. Donc, dans l’ensemble, oui, on assiste à un appauvrissement de la flore. Ça se passe déjà et ça continuera, malheureusement.
Il y aura aussi moins d’eau durant l’été. D’après des simulations que nous avions effectuées pour les pâturages boisés du Jura afin de voir comment évoluera la végétation sur nos crêtes jurassiennes selon différents scénarios de changement climatique, on voit que l’épicéa va être remplacé par le hêtre et peut-être même plus tard par le chêne.
Comment se prépare-t-on à ce changement?
Pour ce qui est des espèces «utiles» de rendement, cultivées dans les champs ou présentes dans les forêts, il y a des recherches actives actuellement. Dans un projet à Apples où le WSL (Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage) est associé à des forestiers vaudois, on teste d’autres essences, comme du douglas ou du pin d’Espagne, qui ne sont pas natives, pour voir comment elles vont s’adapter. Le forestier est déjà en train d’adapter ses plantes à des conditions futures. L’agronome le fait aussi. J’ai lu qu’un mouvement politique se fait entendre qui veut reprendre le dossier des OGMs (Organismes Génétiquement Modifiés), actuellement interdits en Suisse par moratoire. Il y a maintenant des techniques beaucoup plus softs. On pense qu’il faudrait les explorer à nouveau pour l’agriculture, afin de pouvoir sélectionner des espèces qui vont mieux tenir le coup. Le réchauffement climatique pourrait donc ramener le dossier des OGMs sur l’échiquier politique; ce sera un débat à venir, avec toutes les questions des risques associés à cette technologie.
Plus immédiatement, l’agriculteur a peut-être avantage à garder des arbres dans ses champs ou ses pâturages. On sait que quand il y a des arbres clairsemés dans un pâturage, il y a une protection, un microclimat qui se crée et qui permet de garder juste assez d’eau et d’humidité durant la période critique de l’été, pour permettre la croissance de l’herbe. On voit déjà des agriculteurs qui replantent des arbres, par exemple des fruitiers hautes-tiges, sur des champs cultivés. On observe aussi cette tendance à créer des microclimats à l’aide d’arbres dans les villes. Évidemment, je préférerais qu’on ne doive pas s’adapter et qu’on traite le problème des changements climatiques à la source, ce qui ne semble pas encore gagné, avec la conclusion de la COP26 à Glasgow.
Avez-vous d’ailleurs un commentaire sur l’issue de la COP26?
Je trouve que c’est déprimant de voir comme les changements sont lents, comme les intérêts des différentes nations dominent, alors que nous avons un problème planétaire. Évidemment, je peux comprendre que des pays comme l’Inde ou la Chine ne puissent pas se passer du charbon immédiatement puisqu’ils ont des régions en développement. Cependant, en tant que biologiste, je me dis: «Où va-t-on? Que faudra-t-il pour nous faire prendre conscience de l’urgence et pour initier des solutions globales ?».
Les efforts entrepris en Suisse sont-ils suffisants?
La première étape est de décarboner l’industrie et le transport. Heureusement, on a du potentiel en Suisse: entre l’énergie hydraulique, l’énergie solaire et le vent. En particulier dans l’hydraulique, on a encore une marge de développement. Bien sûr, on devrait faire plus et plus vite. Mais je pense quand même qu’on est en train de changer, comme la future interdiction des voitures thermiques dans les villes, l’isolation des bâtiments. Mais voilà, c’est plus facile pour un pays riche que pour un pays pauvre, c’est là que réside un des problèmes qui bloque dans ces conférences.
Vous avez proposé de monétariser la nature. Pour vous, devrait-on utiliser ceci uniquement pour la comparer à des projets qui demanderaient sa destruction, ou en faire un bien économique réel?
Le bien monétaire se fait déjà avec des crédits carbone. C’est surtout pour mettre dans le débat des valeurs comparables. Prenons une autoroute qui devrait traverser une zone à valeur biologique. Si on peut dire ce qu’on perd en argent en détruisant la nature et ses services écologiques, c’est plus facile de discuter entre partenaires, que de comparer le coût et le bénéfice économique de la route avec une notion vague de biodiversité ou d’esthétique du paysage. C’est dans la pesée d’intérêts qu’il faut avoir ce langage commun. Je pense que ça pourrait changer beaucoup de choses. Par exemple, si le travail de pollinisation des plantes utiles et cultivées par les abeilles était à faire manuellement, cela coûterait plusieurs milliards de dollars par année selon une étude internationale.
La reconnaissance du changement climatique comme un problème majeur a-t-elle influencé vos axes de recherche et votre rapport au travail?
Oui. Dans une carrière, le chercheur a naturellement tendance, mais pas exclusivement, à faire ses recherches sur des questions d’actualité; dans mon cas ce fut l’impact du changement climatique sur les écosystèmes. Toutefois, ce ne sont pas seulement l’intérêt du·de la chercheur·euse et du public qui jouent, mais aussi les possibilités de financement de la recherche. Actuellement, si le mot-clé «Changement climatique» apparaît dans un projet, il obtiendra probablement plus facilement un financement. Comme il fallait souvent avoir, dans les projets européens, une partie socio-économique pour une approche transdisciplinaire.
À l’époque, quand j’étais tout jeune chercheur, il y avait eu l’initiative de Rothenthurm, pour revenir aux tourbières. Elle a conduit à une votation populaire en 1987. L’armée a voulu étendre la place d’armes de Rothenthurm (SZ), qui touchait un milieu naturel, une tourbière. Il n’y a pas beaucoup d’initiatives populaires qui passent, mais celle-ci l’a fait, car elle a rassemblé à la fois des protecteur·rice·s de la nature et les opposant·e·s à l’armée. Cet ajout des voix de deux bords totalement différents a fait que l’initiative a été acceptée. En conséquence, la protection des biotopes tourbeux a été inscrite dans la Constitution. Ce mouvement, avec la révision de la loi sur la protection de la nature la même année, a engendré plusieurs inventaires fédéraux: des tourbières, des paysages marécageux d’importance nationale, des zones alluviales d’importance nationale, des praires maigres. Cela a donné des opportunités de travail dans le secteur privé (bureaux d’étude) et public (universités) et orienté considérablement la recherche en environnement et son application.
Créer des tourbières ou des milieux naturels pour stocker le carbone serait-il envisageable?
Créer des tourbières n’est pas vraiment réaliste au vu des conditions environnementales qu’il faudrait, mais une perspective intéressante et reconnue est celle d’augmenter le carbone des sols. Il existe une initiative des 4 pour 1000 qui est née en marge de la COP21 à Paris en 2015, dont le but est de favoriser la séquestration du carbone dans les sols, particulièrement dans l’agriculture. Avec l’intensification de cette dernière, les sols ont perdu beaucoup de carbone, ce qui constitue un gros problème. Le potentiel de récupérer du carbone dans les sols agricoles du monde est énorme, d’où l’importance d’avoir des pratiques culturales adaptées comme le non-labourage des sols, le sursemis ou l’apport d’engrais organiques. Refixer du carbone dans les sols sera à la fois bénéfique pour la séquestration du carbone et donc pour lutter contre le réchauffement climatique, mais aussi pour la fertilité à long terme des sols. L’autre option, bien sûr, c’est de planter massivement des arbres. Le problème, c’est que le carbone fixé dans les arbres est plus à risque que celui dans les sols, ce que l’on constate lors des feux de forêt. De toute évidence, il n’y a pas un seul remède miracle; je pense qu’il faut agir sur plusieurs plans: non seulement décarboner certains secteurs de la vie quotidienne, mais aussi fixer le carbone là où cela peut se faire naturellement.
