Environnement

Le 20 septembre 2019 un projet de recherche du PSI sur la chimie de l’atmosphère embarquera à bord du brise-glace Polarstern. Julia Schmale, chercheuse, évoque l’expédition et explique en quoi consistera sa participation.

Au Jungfraujoch, les scientifiques du PSI étudient les particules fines. Et ils doivent s’accommoder du fait que le corps humain n’est pas conçu pour vivre à 3500 mètres d’altitude.

Les chercheurs du PSI forent, en haute montagne, dans des glaciers millénaires et analysent, à Delhi en Inde, les concentrations de poussières fines les plus élevées du monde. Ils contribuent ainsi à élucider les questions globales liées au changement climatique et à limiter la pollution atmosphérique.

Au cours de la première moitié du XIX^e siècle, une série de fortes éruptions volcaniques dans les Tropiques a provoqué temporairement un refroidissement global du climat terrestre. Le fait que les glaciers ont progressé pendant la phase finale du Petit Âge glaciaire, avant de reculer à nouveau, était un phénomène naturel. C’est ce qu’ont montré des chercheurs du PSI au moyen de carottes de glace.

Des chercheurs du PSI ont développé une chambre d’expérience où ils reconstituent certains processus qui se jouent dans l’atmosphère et peuvent étudier ces derniers avec une précision inégalée grâce à de la lumière de type rayons X issue de la SLS. Lors de leurs premières expériences, ils ont étudié la formation du brome, qui joue un rôle essentiel dans la dégradation de l’ozone dans les couches inférieures de l’atmosphère. A l’avenir, cette nouvelle chambre d’expérience sera également mise à disposition de chercheurs d’autres disciplines scientifiques.

Le Laboratoire d’analyses des systèmes énergétiques de l’Institut Paul Scherrer PSI examine à quoi pourrait ressembler l’approvisionnement en électricité de la Suisse d’ici 2050 sous différentes conditions. Sur base de leurs calculs, les chercheurs du laboratoire peuvent se prononcer sur de futurs développements et déterminer, par exemple, par quels biais atteindre les objectifs ambitieux de réduction d’émissions de CO₂, moyennant des coûts aussi bas que possible.

Jusqu’ici, on ignorait à quel moment précis la production de cuivre avait démarré en Amérique du Sud. Rares sont les traditions et les artefacts des anciennes civilisations au Pérou, au Chili et en Bolivie qui nous sont parvenus. Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI à Villigen (Suisse) viennent cependant d’élucider le mystère. Leur analyse de la glace du glacier de l’Illimani dans les Andes boliviennes leur a permis de découvrir que l’exploitation du cuivre en Amérique du Sud avait commencé vers 700 av. J.-C.

Julia Schmale, spécialiste en sciences de l’atmosphère, embarquera à bord d’une expédition maritime qui fera le tour de l’Antarctique en trois mois. Elle y cherchera l’air le plus propre qu’abrite encore notre planète

Les nuages sont faits de minuscules gouttelettes. Celles-ci se forment lorsque l’eau se condense sur de petites particules en suspension dans l’atmosphère appelées aérosols. Pour mieux comprendre l’apparition des aérosols des chercheurs ont à présent effectué une vaste simulation numérique fondée sur des données expérimentales étendues. Or cette simulation montre qu’outre l’acide sulfurique, deux autres substances jouent un rôle décisif dans l’apparition d’aérosols: certains composés organiques et l’ammoniac. Les résultats de recherche viennent d’être publiés dans Science, la revue spécialisée renommée.

Des chercheurs ont montré que la poussière fine pouvait se former dans l’atmosphère à partir de substances naturelles. Leurs résultats améliorent significativement nos connaissances sur les nuages de l’ère préindustrielle et ainsi, contribuent à une description plus précise de l’évolution passée et future du climat.

Les arbres de la forêt n’utilisent pas le dioxyde de carbone uniquement pour eux – ils en échangent aussi de grandes quantités avec les arbres voisins via leurs racines. L’échange intensif de dioxyde de carbone d’arbre à arbre – également entre différentes espèces – s’effectue via les filaments mycéliens symbiotiques présents dans le sol.

Les déchets nucléaires de faible et de moyenne activité être stockés dans un dépôt en couches géologiques profondes, d‘abord confinés dans des matériaux cimentaires pour plusieurs milliers d’années. Des chercheurs du Paul Scherrer Institut et du Karlsruhe Institut für Technologie, ont démontré comment le ciment réduit leur mobilité. Ces connaissances contribuent à une meilleure compréhension des processus qui se dérouleront dans cette première phase du stockage.

Depuis des années, des études prouvent que la poussière fine issue des moteurs à essence a des conséquences sur la santé. Et comme le montrent des chercheurs de l'Université de Berne et de l'Institut Paul Scherrer (PSI), la technologie des moteurs modernes ne remédie pas à ce problème.

Jusqu'à son interdiction, l'essence au plomb dominait les émissions anthropiques de plomb en Amérique du SudL'essence au plomb représentait en Amérique du Sud une source plus importante que les activités minières en termes d'émissions de ce métal lourd et toxique, et ce alors que l'histoire de cette région du globe est caractérisée par d'importantes quantités de plomb dégagées depuis des millénaires par l'extraction minière des métaux. Des chercheurs du PSI et de l'Université de Berne apportent aujourd'hui la preuve du rôle dominant de l'essence, en se basant sur des mesures effectuées sur une carotte de glace issue d'un glacier bolivien. Il ressort qu'à partir des années 1960, le plomb issu du trafic routier dans les pays voisins a pollué deux fois plus l'atmosphère que les activités minières régionales. L'étude paraîtra le 6 mars 2015 dans la revue spécialisée « Science Advances ».

La fonte des glaciers liée au changement climatique ne modifie pas seulement le paysage. En fondant, les glaciers relâchent aussi dans l’environnement les polluants d’origine industrielle, qui s’étaient initialement déposés dans la glace. Dans le cadre d’un projet du Fonds national de la recherche scientifique (FNS), des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI), du Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche (EMPA), de l’EPF Zurich et de l’Université de Berne ont mesuré pour la première fois la concentration d’une classe de polluants de ce genre à les biphényles polychlorés (BPC) à dans la glace d’un glacier des Alpes.

Pendant les jours de smog hivernal, la combustion du bois représente en Suisse la principale source de particules fines carbonées, délétères pour la santé. C’est ce que montre une vaste étude, menée dans notre pays sur la pollution aux poussières fines. Elle a duré cinq ans et a été conduite par des scientifiques de l’Institut Paul Scherrer (PSI), de l’Université de Berne et de l’EPF Zurich.

Les origines de la pollution atmosphérique record qu’a connue la Chine à l’hiver 2013.Au début de l’année 2013, une cloche de brume gris-brun a recouvert durant plusieurs mois d’importantes portions du territoire chinois. La pollution due aux particules fines y était plusieurs fois plus importantes que les valeurs que l’on mesure d’habitude en Europe occidentale et aux Etats-Unis. Une équipe internationale de chercheurs, placée sous la conduite de l’Institut Paul Scherrer (PSI) et de l’Académie chinoise des sciences (Xi’an), révèle à présent les origines de cette airpocalypse. L’étude parue dans la revue « Nature » présente également des mesures qui permettraient de prévenir à l’avenir une nouvelle crise écologique de ce genre.

Les scientifiques savent qu’en termes de bilan, les nuages contribuent au refroidissement du climat de notre planète. Mais ils ne connaissent pas l’étendue précise de cet effet.Une nouvelle étude de l’expérience CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) au CERN fait à présent la lumière sur la toute première étape du processus de formation des nuages. Ce travail représente donc une importante contribution à une meilleure compréhension du lien entre nuages et climat. L’étude, menée sous la direction de chercheurs de l’Institut Paul Scherrer, paraît le 16 mai 2014 dans le magazine scientifique « Science ».

Dans certaines villes, la pollution de l’air est due davantage aux petits cyclomoteurs qu’aux voituresDans de nombreuses villes d’Asie, d’Afrique et du Sud de l’Europe, ce ne sont pas les voitures ou les camions, qui représentent la source la plus importante de poussière fine et d’autres polluants atmosphériques, mais les cyclomoteurs à 2 temps. C’est ce que montre l’étude d’une équipe internationale de chercheurs, menée par des scientifiques de l’Institut Paul Scherrer (PSI). Ces émissions élevées sont dues aux caractéristiques de la combustion dans les moteurs à 2 temps, d’autant plus que ces deux-roues sont soumis à des normes d’émissions encore trop peu sévères. Les résultats de l’étude sont publiés le 13.05.2014 dans la revue scientifique Nature Communications.

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer et de l’Académie hongroise des sciences ont travaillé conjointement, dans le cadre d’un projet de l’UE, afin d’étudier les propriétés de retention des roches argileuses dans un dépôt en couches géologiques profondes pour déchets hautement radioactifs. Les résultats de cette recherche montrent que les leçons apprises dans le cas de l’argile à Opalinus peuvent être transférés à l’argile de Boda, que l’on trouve en Hongrie.