Entretien avec Gabrielle Dreyfus, une scientifique au parcours transatlantique: Pourquoi l’élimination du méthane de l’atmosphère est devenue urgente

Après un Bachelor en Sciences de la Terre et des Planètes à Harvard University (1997-2001), Gabrielle Dreyfus a effectué sa thèse en co-tutelle entre Princeton University et l’Université Pierre et Marie Curie (aujourd’hui Sorbonne Université), en menant ses travaux de recherche sur la mesure de l’air dans les prélèvements glaciaires au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) du CEA Saclay, sous la direction de Jean Jouzel.

Après avoir été sélectionnée en 2008 pour participer au programme “Congressional Fellowships” de l’American Association for the Advancement of Science (AAAS),  qui donne l’occasion à des scientifiques d’être insérés pendant quelques mois dans des services du gouvernement fédéral ou du Congrès, elle a pu passer une année au Sénat puis travailler pour le gouvernement fédéral, à la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et au Department of Energy (DOE). En 2017 elle est devenue Chief Scientist du Institute for Governance and Sustainable Development, une organisation basée à Washington DC qui promeut des stratégies d’atténuation rapide du réchauffement climatique à court terme. Elle donne par ailleurs un enseignement de politique scientifique à Georgetown University, et prend en 2023 la responsabilité d’un groupe de travail des National Academies sur l’élimination du méthane de l’atmosphère.

Comment en es-tu venue à effectuer une thèse en co-tutelle entre Princeton et le Laboratoire de Jean Jouzel au LSCE ?

J’ai eu beaucoup de chance ! Arrivant à la fin de mes études undergraduate en 2001,  je recherchais une expérience hors des Etats-Unis. J’ai participé à un  programme d’été à UC Berkeley auquel étaient présents plusieurs post-doctorants du LSCE de Saclay. C’est grâce à eux que j’ai pu rencontrer en décembre 2001 Jean Jouzel, qui m’a proposé de rejoindre son laboratoire.

Puis j’ai été admise en Diplôme d’Etudes Approfondies (DEA, aujourd’hui “Master II de recherche”) à l’Université Pierre et Marie Curie (UPMC).  Le DEA comprend un stage de recherche, que j’ai effectué au LSCE sous la direction de Jean Jouzel. Une campagne de forage en Antarctique démarrait juste à ce moment là dans le cadre du projet européen European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) , qui visait à retracer l’historique des gaz dans l’atmosphère à partir de l’analyse de bulles d’air piégées dans les prélèvements glaciaires. Au départ je n’étais pas certaine d’être prête à m’engager pour les 3 à 5 ans que demande une thèse, mais le DEA m’a permis de confirmer mon envie de faire un PhD. 

Je souhaitais aussi maintenir un lien avec la recherche aux Etats-Unis. Jean Jouzel m’a mise en contact avec un professeur de Princeton, Michael Bender, qui a accepté d’accompagner ce projet. 

Echantillon de glace polaire en vue de l’analyse des bulles de gaz piégées (2005) – Crédit photo : Benjamin Philips

As-tu eu des difficultés pour mener à bien ce projet ? Quels conseils donnerais-tu pour encourager et faciliter ce type de cursus transatlantique ?

D’un point de vue administratif, l’existence préalable d’un document-type pour la co-tutelle à l’UPMC a beaucoup facilité les choses. Le fait que j’ai la double nationalité française et américaine aussi : il n’y a pas eu à “naviguer” autour des questions de visa.

J’ai également pu bénéficier à la fois d’une bourse de thèse du CEA et d’un financement de la National Science Foundation (NSF).

Le fait qu’il s’agisse d’un sujet de recherche fondamentale a permis d’éviter les complications liées aux questions de propriété industrielle.

Les relations de recherche déjà établies entre le LSCE et Princeton ont également été facilitantes. Pour des étudiants qui veulent avoir une expérience d’échange, et qui sont curieux de découvrir des approches diverses de la recherche, pouvoir s’appuyer sur des relations préexistantes entre chercheurs aide beaucoup. Il est très difficile pour un thésard de créer lui-même ces liens. Et je n’ai réalisé que plus tard que la renommée internationale  déjà solidement établie de Jean Jouzel et Michael Bender avait permis d’éviter les enjeux de compétition qui viennent parfois compliquer les collaborations. 

Y a-t-il des différences qui t’ont marquée entre la pratique de la recherche dans tes équipes d’accueil en France et aux Etats-Unis ?

Pour obtenir le diplôme américain, j’ai eu l’obligation de suivre des cours dans plusieurs domaines au cours de la thèse. C’est une bonne chose, cela m’a permis d’élargir mes connaissances et mon réseau. 

J’ai vu de vraies différences dans la culture et la pratique de la recherche. Les chercheurs français sont capables de pallier le manque de ressources par leur créativité, et d’arriver  à “faire de la grande science avec des petits moyens” ! Néanmoins, un peu plus de ressources  permettrait vraiment de tirer un meilleur parti de ces capacités. Il est dommage par exemple que des projets soient retardés pour des questions de budget de maintenance d’équipements expérimentaux.

Côté américain, il y a davantage de ressources matérielles et financières, mais j’ai  aussi perçu plus de compétition individuelle et moins d’esprit d’équipe. Cela se manifeste par exemple au moment de décider qui doit être inclus dans les co-auteurs d’un article.

Quel est l’apport concret de la collaboration internationale dans ton domaine ?

Les laboratoires de recherche travaillant sur les prélèvements glaciaires sont peu nombreux dans le monde, il est important qu’ils échangent et comparent leurs données. Comparer les mesures sur des échantillons américains et européens prélevés indépendamment au Groenland peut ainsi confirmer qu’une anomalie observée est bien un signal et non un bruit [1]. Les échanges de personnels permettent de profiter de compétences rares sur des sujets pointus, comme les isotopes stables dans les bulles d’air des prélèvements glaciaires.

Le projet européen EPICA auquel j’ai participé a permis de retracer les concentrations de  gaz à effet de serre de l’atmosphère jusqu’à 800 000 ans en arrière. Le projet DEEPICE qui a pris la suite vise à remonter jusqu’à 1,5 million d’années en arrière. Des collaborations sont  prévues entre DEEPICE et le projet américain COLDEX (Center for Oldest Ice Exploration).

Es-tu encore en contact avec les équipes de recherche françaises ?

Après une période d’éloignement pendant mes années de travail pour le gouvernement américain, j’ai eu l’occasion de reprendre contact avec mes ex-collègues du LSCE quand j’ai rejoint l’Institute for Governance and Sustainable Development (IGSD) en 2017.

Ils m’ont notamment proposé d’intervenir dans  le cadre du projet DEEPICE, qui inclut des écoles d’été sur la formation des scientifiques à la communication vis-à-vis du monde politique.

Visite de la chambre froide de stockage des prélèvements (2005) – Crédit photo : Benjamin Philips

Ta perception des enjeux du changement climatique entre tes années de thèse et aujourd’hui a-t-elle évolué ?

A l’époque de ma thèse, le changement climatique était encore largement abordé comme une menace à long terme (avec des effets annoncés pour la fin du XXIe siècle). A cette époque, aucun scientifique ne se serait risqué à attribuer au changement climatique un événement extrême spécifique (par exemple la canicule de l’été 2003 en France, ou l’ouragan Katrina à la Nouvelle Orléans en 2005)  : on ne faisait que prédire une augmentation de la fréquence et de l’intensité de tels événements.

Cette augmentation a été plus rapide que prévue, et on peut établir avec de plus en plus de confiance que tel ou tel événement particulier aurait été quasi-impossible en l’absence de changement climatique. Les années 2010 ont ainsi vu la montée en puissance de la “climate attribution science”, qui permet d’estimer si un événement extrême donné  peut  relever de la variabilité naturelle du climat, ou si on doit l’imputer au changement climatique. C’est ce à quoi s’emploie le World Weather Attribution Group, fondé en 2015. Les enjeux sont considérables, y compris en termes financiers et judiciaires (assurance et litiges).

Est-ce cela qui explique l’attention accrue portée récemment au méthane dans l’atmosphère ?

Tant que le réchauffement climatique apparaissait comme une menace à long terme, il était logique que les modèles climatiques et les efforts de réduction d’émissions se focalisent sur le CO2, dont la longévité dans l’atmosphère (plusieurs milliers d’années) conduit à une accumulation ; a contrario, le méthane, dont la puissance d’effet de serre est 80 fois supérieure à celle du CO2 sur 20 ans, a une durée de vie typique dans l’atmosphère d’une dizaine d’années seulement. Contrairement au CO2, on peut donc espérer réduire rapidement sa concentration dans l’atmosphère.

Or la vulnérabilité de nos sociétés aux événements extrêmes climatiques provoqués par le réchauffement climatique s’est manifestée beaucoup plus tôt que prévu (les méga-feux de forêt de 2023 ont marqué pour beaucoup un tournant). Une réduction rapide de la concentration de méthane dans l’atmosphère est un des rares leviers d’action à court terme dont nous disposons pour ralentir le réchauffement. (On estime que le méthane contribue environ à hauteur de 0.5°C à l’élévation de température de 1.2°C déjà enregistrée depuis l’ère préindustrielle).

Les sources anthropiques de méthane sont constituées par les fuites liées aux énergies fossiles (extraction pétrolière et transport de gaz naturel), à l’agriculture et à l’élevage (en particulier bovin), aux déchets (en particulier les décharges à ciel ouvert).

Après une relative stabilisation dans les années 2000, la concentration de méthane dans l’atmosphère est repartie à la hausse à partir de 2007, et cette hausse s’accélère [2]

NDLR postérieurement à cette interview, un engagement des industries fossiles sur les réductions des émissions de méthane a été annoncé par cinquante entreprises pétrolières et gazières le 2 décembre 2023 dans le cadre de la COP28. La US Environmental Protection Agency (EPA) a par ailleurs publié la version finale de sa proposition de réglementation des émissions de méthane des entreprises, dont la première version avait été publiée en 2021, à l’occasion de la COP26 de Glasgow.

Tu as pris la responsabilité d’un groupe de travail des National Academies of Science, Engineering and Medicine (NASEM) sur l’élimination du méthane de l’atmosphère.  Est-ce à dire que réduire les émissions ne suffira pas ?

On a constaté, sur les trois dernières années, une augmentation de la contribution des sources “naturelles” (zones humides, permafrost), qui représentent entre 40 et 50% des émissions de méthane. A noter que dans ce domaine il y a une vraie complémentarité entre les données sur les émissions de méthane disponibles aux Etats-Unis (permafrost arctique) et en France (zones tropicales humides).

Ce sont les émissions des zones marécageuses sous les tropiques qui semblent augmenter le plus rapidement, sans doute sous l’effet de l’augmentation de la température et de l’humidité [3]-   un exemple de “rétroaction positive”, même s’il n’y a pas encore de preuve de l’atteinte d’un  “point de basculement” (tipping point) vers un emballement auto-entretenu : il reste possible d’agir !

En 2019 un chercheur de l’Université de Stanford (Robert Jackson) a été le premier à proposer de mener des recherches pour accélérer l’élimination du méthane de l’atmosphère [4]. C’est donc un sujet encore plus nouveau et plein d’inconnues que celui de l’élimination directe du CO2 (cf notre article dans la Newsletter de mars 2023 [5])

Une fondation philanthropique, ClimateWorks, a souhaité être sponsor d’une étude des National Academies sur ce sujet. J’ai pris la responsabilité de l’animation du comité qui a été rassemblé.

Il est assez rare que les National Academies se saisissent d’un domaine aussi émergent. Il est important d’éclaircir toutes les questions, de définir un vocabulaire et une compréhension commune de ce dont on parle. Un premier atelier scientifique a eu lieu les 17-18 octobre 2023 [6], avec des contributions d’une quarantaine de scientifiques. Le rapport final devrait paraître au début de l’été 2024.

Un grand merci, Gabrielle, nous suivrons avec attention ces travaux importants et leurs conclusions !

Rédacteur : Joaquim Nassar, attaché pour la Science et la Technologie, Washington [email protected] 

Références

[1] Grootes P. M., Stuiver M., White J. W. C., Johnsen S., & Jouzel J. Comparison of oxygen isotope records from the GISP2 and GRIP Greenland ice cores, Nature 366 (6455), 1993

[2] https://gml.noaa.gov/ccgg/trends_ch4/

[3] Wetland emission and atmospheric sink changes explain methane growth in 2020, Nature 612, 477–482 (2022).

[4] Methane removal and atmospheric restoration, Nature Sustainability volume 2, pages 436–438 (2019)

[5]  Les Etats-Unis investissent dans l’élimination directe du CO2 atmosphérique

[6] https://www.nationalacademies.org/event/40025_10-2023_atmospheric-methane-removal-needs-challenges-and-opportunities

 

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