Fabian Mahrt - Recherches glaciales pour le climat

Prix Schläfli 2021 geosciences

Son domaine de recherche concerne les plus petites particules à fort impact: Fabian Mahrt, lauréat du prix Schläfli, a étudié les conditions dans lesquelles la suie forme des particules de glace. Il a d’abord dû construire l’appareil nécessaire à la conduite de ses expériences innovantes.

Prix Schläfli 2021: Fabian Mahrt
Image : Giuseppe J. Crescenzo

Astrid Tomczak-Plewka

On pourrait dire que Fabian Mahrt flotte dans les nuages. Mais ce ne serait que la moitié de l’histoire. Nuages - oui. Flottant - non. L’homme de 30 ans mène des recherches dans un domaine qui a dominé le débat public jusqu’à ce qu’il soit évincé de la première place par la pandémie du Coronavirus: le changement climatique. «Je me suis intéressé très tôt à la protection du climat», dit-il. Mais pas seulement à cela: les langues, les sciences naturelles, la géographie - en tant qu’élève du secondaire, il aimait de nombreuses matières.

Après avoir obtenu son diplôme d’études secondaires, il a pris une année sabbatique, travaillé dans un supermarché et voyagé en Asie du Sud-est - après quoi, il était prêt pour l’ETH. Il est en effet arrivé à la conclusion que c’est la science de l’environnement comprenant des connaissances en chimie, biologie, physique et économie qui conviendrait le mieux à ses divers intérêts. «Je laisse les différents sujets me toucher», se souvient-il. Il décrit une conférence d’introduction sur l’«Atmosphère et le climat» comme une «expérience clé» qui a déterminé sa carrière universitaire. «Dès le départ, j’ai été fasciné par la façon dont les cristaux de glace et les nuages se forment à partir des plus petites particules et comment ceux-ci peuvent influencer le climat.» Cela peut sembler paradoxal aux oreilles des profanes, mais les cristaux de glace peuvent en fait entraîner un réchauffement du climat terrestre: ils sont entre autres responsables du fait que les cirrus deviennent plus épais et que moins de rayonnement thermique peut ainsi s’échapper dans l’espace.

Dans son travail de master à Tenerife, Mahrt a examiné les poussières minérales avec un spectromètre de masse aérosol. Alors que les aérosols d’origine minérale - par exemple les poussières sahariennes - ont été relativement bien étudiés, il existe des lacunes majeures dans nos connaissances sur la suie provenant des processus de combustion. Le jeune chercheur a souhaité combler cette lacune dans son doctorat à l’ETH en simulant la formation de nuages de glace sur des particules de suie dans des chambres de glace, où la température et l’humidité peuvent être régulées.

Les particules «vieillissent» dans l’atmosphère. Il a donc dû coupler deux chambres ayant des conditions-cadres différentes. La première chambre simule la façon dont l’aérosol est absorbé dans le nuage et y forme des particules de glace ou des gouttelettes de nuage liquide. Les aérosols ainsi traités sont introduits dans une seconde chambre à glace, où l’on examine comment les particules de suie vieillies influencent la formation des nuages. Le couplage des deux chambres à glace était un défi technique. «J’ai réfléchi avec les techniciens du matin au soir», explique Fabian Mahrt. Ils ont finalement développé un tube d’écoulement dont la température pouvait être contrôlée et où les particules du nuage changent d’état physique pendant le transport. Il lui a fallu environ deux ans pour atteindre son objectif avec ce «projet de traitement des nuages».

«Je veux toujours savoir ce qui va arriver»

Malgré les revers - si un instrument cassait, par exemple - abandonner n’était pas une option pour lui: «Je veux toujours savoir quel sera le résultat». Le résultat est que tant les propriétés spécifiques des particules de suie que les conditions environnementales microphysiques jouent un «rôle décisif» dans la formation des nuages et ont donc également un impact sur le climat, comme le mentionne Ulrike Lohmann, mentor de Fabian Mahrt dans la lettre de recommandation du Prix Schläfli . «Le prix est également une reconnaissance pour l’équipe», déclare Mahrt. «Je serais heureux si je pouvais apporter une contribution avec mon travail sur laquelle d’autres pourraient s’appuyer.»

Depuis janvier 2020, Fabian Mahrt est à l’Université de la Colombie-Britannique à Vancouver avec une subvention de recherche de l’Union européenne. Le jeune chercheur a eu peu de temps pour s’installer: après 2 mois, le Canada s’est également confiné. Entre-temps, le footballeur passionné a fait face à la situation en faisant du jogging au lieu de courir après un ballon et en explorant les environs naturels autour de Vancouver. Sa bourse durera trois ans. Il passera la troisième année à l’Institut Paul Scherrer. Il attend cela avec impatience: «Quand j’ai quitté Zurich, j’ai quitté mon nid douillet et mon environnement social», dit-il. Mais cela en valait la peine: «Je peux acquérir une nouvelle expérience ici.» «Et c’est formidable d’avoir la chance de continuer à travailler en Suisse après l’expérience que j’aurai acquise lors de mon séjour à Vancouver.

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