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Lecon d'honneur-h-r-pfeifer-1:11:20013

  1. 1.   Enseignant-­‐chercheur  universitaire,  un   mé3er  de  rêve:  50  ans  de  fascina3on   pour  la  nature  et  la  pédagogie   Leçon  d’honneur  H.-­‐R.Pfeifer   1  Nov.  2013  
  2. 2. «Colonne  stra3graphique  »  de  ma  carrière   1995-­‐2013   L’environnementaliste      dès  2012                    2005    1980  -­‐  1987   Uni-­‐L                    1991   Berkeley,  USA  1973-­‐74   1973-­‐1979   L’appren--­‐chercheur  en   pétrologie   Berkeley  et  ETH-­‐Z   -­‐25   1968-­‐1972   Le  jeune  géologue   ETH-­‐Z   ETH-­‐Z  1968-­‐73,  1974-­‐1979   ETH-­‐Z  1970:  fiançailles   Winterthur  1963:  première   collec-on  de  roche  (Scuol,  GR)   1979-­‐1995   Le  pétrologue  des  fluides   métamorphiques  et   géochimiste  de  roches   vertes   Uni-­‐Lausanne   1962-­‐1968   Le  collec-onneur  de   cailloux   Winterthur   -­‐50   Echelle  du  temps  (années)    1987-­‐  2012   0  
  3. 3. Structure  de  la  leçon   1.  Présenta-on  rapide  des  différentes  périodes              avec  des  images   2.  Exemples  de  recherche              -­‐  Pétrologie            -­‐  Sciences  de  l’environnement   3.  Enseignement,  organisa-on  d’un  laboratoire     4.  Conclusions  (défis  futurs,  remerciements)  
  4. 4. Passion   Carbonifère  de  Manno   1962-­‐1968   Le  collec-onneur  de   cailloux   Winterthur   -­‐  Vacances  Tessin/Lugano:  premières         excursions  avec  le  guide  CAS  du   grand-­‐père  (1960-­‐63)   -­‐  Gymnasien  fasciné  par  la  géologie   -­‐  Guide  postale  Engadine  etc   -­‐  Géologie  Canton  Zürich   -­‐  Promenade  Lägern:  Jura  plissé        dans  la  région  de  Zürich     SUD! Source:  W.  Wildi  
  5. 5. Plate  tectonics   Profs  s3mulants   Stagiaire  bureau    géotecn.  (Von  Moos)     A.  Gansser  (1910-­‐2012)   R.  Trümpy  (1921-­‐2009)  E.  Kuhn.Schnyder  (1905-­‐1994)   A.VonMoos  (1905-­‐1988?)   J.  Ramsay   1968-­‐1972   Le  jeune  géologue   ETH-­‐Z   V.  Dietrich   H.  Jäckli  (1915-­‐1995)   -­‐  Géologie  des  Alpes   -­‐  Roches  métamorphiques        et  déforma-on  en  Ecosse   -­‐  Paléontologie   -­‐  Géotechnique  (  tunnels)   -­‐  Diplôme  de  cartographie   géol.  Limite  Pennique-­‐ Austroalpin  aux  Grisons/IT   G.  Milnes   G.  Chapuis   J.  Zobrist  
  6. 6. Informa3que/Program.   P,  T  lithosphérique   Géothtermie   H.  Helgeson  (1934-­‐  2007)     I.Carmichael  (1930-­‐  2011)   1973-­‐1979   L’appren--­‐chercheur     en  pétrologie   Berkeley  et  ETH-­‐Z   H.  Eugster  (1925-­‐  1987)     G.  Skippen     V.  Trommsdorff  (1936-­‐  2005)     -­‐  Echan-llonnage  dans  les  Alpes  entre   Val  d’Aoste  et  Engadine   -­‐  Thermodynamique  minéralogique   -­‐  Diagrammes  de  phases   -­‐  Fluides  de  l’écorce  terrestre  (veines,  ,   réac-on  chim.,  roches  riches  en  Mg)    -­‐  Exposi-ons  (Collec-on  Niggli  de   roches  alpines)   G.  Ernst     B.Evans  
  7. 7. Mise  sur  pied  du  Centre     d’Analyse  Minérale   Méthodes  analy3ques  et  sta3st.   Prospec3on  minière   Cartographie  automa3que   Découverte  de  l’enseignement   Intérieur  du  Centre   d’Analyse  Minérale   Route  de  Blévallaire   (campus  Dorigny)   A.  Steck  (1980)   1979-­‐1995   Le  pétrologue  des  fluides   métamorphiques  et   géochimiste  de    roches  vertes   Uni-­‐Lausanne   Uni-­‐Neuchâtel   Uni-­‐Fribourg   A.  Colombi  (roches     mafi.,  Visp-­‐Locarno)   -­‐  Prospec-on  minière  en  Valais  (projet  UROMINE)   -­‐  Géochimie  des  roches  vertes  des  Alpes  centrales      (gabbros,  basaltes,  situat.  géotectonique)   -­‐  Pierre  ollaire/archéométrie/muséologie   -­‐  Gisement  de  fer  des  Alpes  et  du  Jura   -­‐  Premiers  cours  (thermodynamique  minéralog.)   -­‐  Premiers  doctorants   -­‐  Cartographie  des  Centovalli/Tessin       V.Serneels  (archéométallurgie)   F.Bussy,  J.von  Raumer  (Lac  Cornu)   Musée  Val  d’Hérens  
  8. 8. Interdisciplinarité   Dévelopemement     durable   Ecotoxicologie   Agriculture   Equipe  recherche  arsenic  2001     1995-­‐2013   L’environnementaliste   Uni-­‐Lausanne     Uni-­‐Genève   Eaux  de  mine  acides  Roumanie   -­‐  Géobiochimie   -­‐  Micropolluants  (métaux,  pes-cides)   -­‐  Ma-ère  organique  du  sol   -­‐  Pollu-on  de  l’air   -­‐  Arsenic  naturel   -­‐  Décharge/déchets  de  mine   -­‐  Hydrogéologie/hydrochimie   -­‐  Afrique/eau  usée   -­‐  Contrôle  de  qualité   Micropolluants  provenant  de  l’agriculture  (2008-­‐2012)   Agriculture  urbaine,  déchets,  eaux  usées  Sénégal  (dès  2003)   Eau  de  source  et   sols    alpins  1996  
  9. 9. 2.  Exemples  de  recherche     2.1  Phase  fluides  ou  vola3les  dans  la  terre   -­‐  Eau  (H2O)    souvent  dominant   Sous  forme  de   -­‐  CO2  augmente  avec  la  profondeur   liquide,  gaz  ou   supercri-que   -­‐  Sels  dissout  (NaCl,  CaCl2,  MgCl2  etc)   Eau  froide   Domaine    liquide   Dom.   supercri-que   Eau  chaude   H2O   env.  10km     Pression  en   kilobar   Densité  du   fluide  en  g/cm3   Dom.  gazeux   Temp.  en  °C   Minéraux  argileux   Carbonates  (CaCO3  etc.)   liquide   Sel   gaz   Dasgupta  (2013)   Cavités  de  cristaux  remplis    de  liquide  et  gaz  (10  µm)   Gilbert  &  Parks  (1986)  
  10. 10. Exemple  des  roches  riches  en   Mg  des  Alpes  Suisses   Processus  étudié:  adapta-on  des  roches  à  des   nouvelles  condi-ons  de  pression  et  température   Restes  de  roches  du   manteau  exposé  au   fonds  d’un  océan   Evolène,  Valais   Lemoine  et  Tricart  (1988)   lentilles serpen3nite   serpen-nite   Champ  des     roches  à   olivine  
  11. 11. Evidence  de  réac3on  chimique  qui  ont  eu  lieu  il  y  a   40  –  20  millions  d’années   Infiltra3on   de  fluide   Cima  die  Gagnone,  Valle  Verzasca,  Ti  (al-tude:  2400m)     Granite,  gneiss,  schiste   Roche  riche  en  Mg   (serpen-nite,  roche    à  olivine)   Roche  à  talc,  carbonate   «  pierre  ollaire,  stea-te  »   Infiltra3on  de  vapeur  d’eau,  CO2,  silice,   calcium  (provenance:  surface  ?)   Composi3on  chimique   des  3  roches     1  cm  
  12. 12. U3lité  de  la  pierre  ollaire:  des  nombreuses  traces   d’exploita3on  (mini-­‐carrières),  début:  époque  romaine   Technique  du     tournage   Etude  ethnographique     et  archéologique  !!   Alpe  Magnello,  Cimalmoio,  TI   D.  Chiapuzzi,  Olivone/TI   (1991)   Lampe  à  huile   Fourneau   (L.Pralong,     Evolène)   Carrière  à  traces  rectangulaires   et  cylindriques,  Cimalmoio,  TI   Casserole  en     pierre  ollaire     Musée  à  Evolène:  implica3on  des     mes  filles  (1991)  
  13. 13. 2.2  Sciences  de  l’environnement   Mon  approche  préférée:   compar3ments   environnementaux   Important:  étudier  les   interfaces  et  les   processus  qui  y  ont  lieu  !
  14. 14. Cas  étudié:  éléments  traces  métalliques  et  métalloïdes  (ETMM)  typiques    de   processus  naturels   Ca, Mg, Si, Al, Fe, Mn, K U, As, Ni, Cr, Zn Cd (calcaires), As, Se Hg organique, matière humique 18
  15. 15. Interac3on  roche-­‐eau  actuelle  dans  les  Alpes  valaisanne:   Sources  et  eau  de  rivière,  cas  du  val  d’Hérens   Composi-on  des  eaux:  reflète  parfaitement  celle  des  roches   SOURCES   Scheder  &  Streiff  (1997).   Compilé  par    M.-­‐H.Derron   1999   RIVIERE   BORGNE  
  16. 16. L’arsenic:  exemple  d’un   élément  toxique  de   provenance  naturelle   (par  altéra-on   météorique  de  roches   contenant  de  l’As)   Alpage des Pétoudes Val Trient Blanc (2010) Source  possible   de  l’As:  pyrite   (FeS2,  max.  5%  As)   Arsenopyrite  (FeAsS,  46   %  As)   Rapport  Labor.  Cantonal  Valais  (1999)   Données: Bernard et al. (1994)
  17. 17. Explica3on:  processus  compliqués   d’avachement  et  relargage  de  l’As  de  surface  de   la  ma-ère  minérale  et  organique  des  sols   1 1. La  dispersion  naturelle  de   l’arsenic  comprend  une  séquence   compliquée  de  réac-on  de   mobilisa-on  et  fixa-on  entre  la   source  (p.ex.  chaine  de   montagne)  et  la  mer   5 2 S-H 3 4 ISTE - Univ. Lausanne Pfeifer  ,  Häussermann  &  Halter  (2007)   2.  Les  processus-­‐clé   sont  l’oxyda-on,  la   sorp-on  sur  des   argiles,  oxi-­‐ hydroxides  de  Fe,   ma-ère  organique   via  des  ponts   ca-onique  de  Fe   (cond.  oxid.)  ou  des   groupes  S-­‐H  (thiol,   cond.  Réduct.)   3.  Ceve  mul-tude  de   situa-ons  possible  rend   une  prédic-on  du   comportement  de  l’As  très   difficile,  il  est  donc  très   capricieux  
  18. 18. Méthode  analy3que  pour  iden-fier  et   quan-fier  des  ETMM  sur  des  surfaces  de  corps   solides:  Absorp3on  de  rayons  X  de  types   synchrotron   Méthode  chère,  mais  très   u-le  en  recherche  de   pollu-on   XANES   Swiss  light  source  Paul   Scherrer  Ins-tut,  Villigen   EXAFS   Absorp-on  de  RX   synchrotron  (XAS-­‐EXAFS)   des  sols  étudiés  indique:   As  V,    lié  au  Fe  
  19. 19. 3.  Enseignement,  organisa-on  d’un  laboratoire  etc.   3.1  La  collabora3on  DESNE/MESNE  avec   l’université  de  Genève  (1995-­‐  2005)     -­‐  A  provoqué  défini-vement  ma  réorienta-on  vers  les   sciences  naturelles  de  l’environnement   -­‐  Une  collabora3on  très  fructueuse  et  enrichissante   avec  des  enseignants  et  étudiants  enthousiaste  et   dynamiques   -­‐  M’a  fait  découvrir  le  poten-el  énorme  d’une  approche   mul3-­‐  et  transdisciplinaire   -­‐  20-­‐  30  étudiants  avec  3  ans  de  biologie,  géologie,   chimie  ou  ingénierie     Comment  meire  en  route  une   collabora3on  interdisciplinaire?     -­‐  Visiter  ensemble  (tous  les   enseignants  et  étudiants)  sur  le   terrain  (1-­‐  3  jours)   -­‐  Ecouter  ce  que  le  collègue   explique  pour  son  domaine   -­‐  Rester  aven-ve  au  ques-on  des   étudiants   -­‐  Proposer  des  sujets  qui   demandent  plusieurs  encadrants   de  différentes  disciplines   -­‐  Par-ciper  aux  excursions/visites   spécifiques  des  collègues  
  20. 20. Qu’est  ce  l’interdisciplinarité?   Un  terrain  miné?  Vivre  sur  une  crête  (avec  des   belles  vues)!   Pas  contact  entre   chercheurs   On  travaille     en  parallèle  sur  un   sujet   On  essaie  à  répondre     des  ques-ons   communes   On  u-lise  des  approches   d’autres  disciplines  pour   répondre  à  des  ques-ons   discipl.,  on  implique  la   société   Disciplinaire       Mul-disciplinaire       Interdisciplinaire       Transdisciplinaire   www.hent.org/   transdisciplinary.htm   Situa3on  en  recherche   disciplinaire   ©  Munozesol     Situa3on  en  recherche   interdisdisciplinaire   Tress  et  al.  (2004):   Landscape  Ecology  20,  479-­‐493.    
  21. 21. Distance  à  surmonter  entre  les  différentes  disciplines  classiques  (=  effort  à  faire  pour   pra-quer  la  vraie  interdisciplinarité)    
  22. 22. Exemples   d’enseignements   pra3ques  en  sciences   naturelles  de   l’environnement  en     commun  avec  Uni-­‐Ge   L’écosystème  du  Val  Piora  (2   semaines  chaque  année)     L’écosystème  de  la  rivière  Vistule  et  de   la  côte  de  la  mer  bal-que  en  Pologne  (2   summerschools  entre  1999  et  2001)   On  dormait  et  enseignait  sur  ce  bateau   (sans  parler  du  vodka)   Séance  de  détermina-on  des  invertébrés   Etude  microscopique  du  plancton  
  23. 23. 3.3  Contrôle  de  la  qualité     -­‐  résultats  d’analyse  d’un  laboratoire   -­‐  per-nence  de  la  recherche   A.  Essai  de  mon  laboratoire  de  s’approcher  des   normes  de  qualité  pour  les  laboratoires  (ISO   1745):  2002-­‐  2010:  approche  par  rôle  au  lieu  de   la  descrip-on  des  manipula-ons  (©  Imfeld-­‐ S-~ung  Luzern)         -­‐  atmosphère  au  sein  du  groupe  de   personne  à  contact  quo-dien   -­‐  encadrement  personnel  des  étudiants   master  et  doctorant  !   B.  Bonne  atmosphère  de  groupe  par  proximité  de   bureau  et  lieux  de  rencontre  et  de  discussion  
  24. 24. Networking:  extrêmement  important  (enrichissant  et  permet  d’économiser  de  l’argent)   Eawag  (Equipe  As,  analyse,  eau  souterr.)   Università  de  Genova  (pierre  ollaire,  géothermie)   Empa  (archéometallurgie)   Università  Padua  (ophiolite)   Géolep  EPFL  (1988-­‐2013)   Università  Torino  (cartographie  géol.)   Ins-tut  de  cristallographie/physique  Uni-­‐/EPFL   ETH-­‐Z  (géochimie  de  sédiments,  isotopes  stables)   Laboratoire  Pédologie  EPFL  (1991-­‐2003)   University  of  Massachusets  (analyse  FRX)   WSL  ETH-­‐Z  et  antenne  EPF-­‐L  (sols  et  marais)   University  of  New  Hampshire  (roches  mafiques)   Univ.  Louvain-­‐la-­‐Neuve/Belgique  (ophiolites)   Université  de  Grenoble  (ICP-­‐MS,  As)   Univ.  Toulon  et  Marseille  (mat.  organique)   Ville  de  Lausanne  (micropolluants  STEP,  eau  Lausanne)   Uni-­‐Ge  (enseignement,  partage  labo)   Canton  de  Vaud  (commiss.  nitrate)   Agroscope-­‐Changins  (master)   Uni-­‐Bern  (Analyse  XRF)   SUPSI-­‐Lugano  (recherche  de  terrain,  master)   Centre  de  géologie  et  glaciologie  Les  Haudères/VS   Etat  du  Valais  (CREALP,  eau,  Val  d’Hérens   Musée  ethnographique  Valmaggia  (pierre  ollaire)   Uni-­‐Neuchâtel  (géothermie,  hydrogéologie)   ONG  Enda-­‐Rup,  Dakar  (agriculture  urbaine)   Uni-­‐Fribourg  (archéometrie)   Musée  du  Valais  (archéométrie)   Univ.  Dakar  (agriculture  urbaine,  déchents,  etc.)     Univ.  Dschang  et  Yaoundé  Cameroun  (sols,eau)   Univ.  Cluj-­‐Napocca  Roumanie  (As,  mines)   Univ.  Torun  Pologne  (summerschools)   ONG  Urbamonde  Ge  (eau  Dakar)   Centre  de  Biologie  Alpine  Piora  Airolo  (summer  s.)   Microbiologie  Uni-­‐L/EPF-­‐L  (thèses,  master)   Ins-tut  de  radiophysique-­‐CHUV  (radioisotopes)   Ins-tut  de  santé  au  travail  Lausanne  (amiante)   Communes  suisses  touchées  par  l’As     Università  de  Pavia  (As)  
  25. 25. 4.  Conclusions  et  remerciements     4.1  Les  problèmes  environnementaux  les  plus  urgents  à  régler   Mon  choix  personnel  (par  priorité  décroissante):   §   Popula-on  mondiale  excessive   §   Alimenta-on,  terre  cul-vable,  eau   §   Energie  (remplacement  de  carb.  fossile  et  du        nucléaire   §   Pollu-on  de  l’air  (santé!)   §   Réchauffement  clima-que   §   Déchets   §   Trou  d’ozone   §   Forêt  tropicale   Trou  d’ozone  sur  l’Australie   Régions  touchées  par  la     montée  du  niveau  de  la  mer   Changement  des  température     pronos3quée  pour  2100  si  CO2  aieint  720  ppm  
  26. 26. Bilan  par  rapport  à  la  durabilité  de  notre   style  de  vie  actuel     -­‐  Je  suis  personnellement  ni  trop  op-miste,  ni              trop  pessimiste   -­‐  Il  faudra  probablement  quand  même  aller  vers  une   décroissance  pour  éviter  des  problèmes  majeurs   -­‐  Mais  il  n’y  pas  de  solu-ons  miracles,  chaque   mesure  comporte  des  avantages  et  des   inconvénients  («  on  ne  peut  pas  avoir  le  beurre  et   l’argent  pour  a  beurre  »),  il  faut  chaque  fois  choisir   Exemple:    ampoules  «  économiques  »:     •  elles  con-ennent  beaucoup  d’énergie  grise  et  du   mercure  et  par  le  manque  de  dégagement  de   chaleur,  il  faut  chauffer  plus  les  locaux  de   commerces.   •  Heureusement  il  y  a  les  lampes  LED  qui  émergent!   ?    
  27. 27. 4.2  Bilan  des  50  ans  de  carrière  professionnelle   Un  très  grand  merci  a  tous  ce   qui  m’ont  permis  d’exercer  ce   mé3er  de  rêve  pendant  34  ans  à   l’Uni-­‐L:     3)  Les  autorités  et  services  universitaire:   pour  leur  vision  et    travail  indispensable   4)  Mes  collègues  de  travail:  pour  leur   intérêt  et  sou-en   1)  Albrecht  Steck:  mon   premier  chef,  pour  sa   confiance  et  sou-en   2  )  Jean-­‐Claude  Lavanchy,  resp.   technique  depuis  1979,  pour  la   qualité  de  son  travail  et  sa  pa-ence   avec  tout  le  monde   qui    a  besoin  d’analyses  ou  de  conseil   5)  Vous,  les  étudiants  anciens  et  actuels:   merci  pour  votre  enthousiasme  et   ques-onnement  con-nue   6)  Ma  famille,  mais  surtout  mon  épouse   Regula:  pour  leur  tolérance  par  rapport  à   ma  passion  pour  la  science  et   l’encouragement  depuis  bientôt  50  ans!  
  28. 28. Merci  pour   votre  aien3on  !   Adresses  pour  rester  en  contact:      www.hrpfeifer.blogspot.ch     hans-­‐rudolf.pfeifer@unil.ch   F.  Hundertwasser  

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