Comment se préparent les expéditions dans des environnements extrêmes

Un aboiement déchire le silence arctique et réveille Anna. Elle n’a dormi que trois heures après avoir collecté le dernier échantillon. Anna attrape son fusil, sort de la tente et s’avance sur la glace dans la nuit. Elle caresse le chien de garde qu’elle a loué quelques jours plus tôt. Ce n’est peut-être qu’une fausse alerte, mais elle scrute l’obscurité à la recherche d’ours polaires, en espérant qu’elle se souviendra de sa formation le cas échéant. Elle ne peut pas se permettre de perdre les échantillons. Ni la vie.

Cette situation ne relève pas du hasard. Elle est l’aboutissement de mois de préparation d’Anna Carratala Ripolles, scientifique au Laboratoire de biologie environnementale de l’EPFL, en prévision d’une expédition visant à collecter des bactéries dans les lacs préservés du Groenland. Le travail de terrain offre aux scientifiques des informations de première main sur la manière dont les éléments étudiés se comportent dans un environnement réel, bien plus complexe que celui du laboratoire. « Le travail en laboratoire peut apporter des réponses à des questions très précises dans des conditions spécifiques. Mais seul le travail de terrain permet d'apporter des réponses pertinentes dans des environnements naturels complexes », résume Anna Carratala Ripolles.

Une expédition scientifique ne se résume pas à déplacer du matériel sur le terrain. Derrière chaque mission de recherche se cachent des mois de préparation. Avant de pouvoir prélever leurs premiers échantillons ou collecter des données, les scientifiques doivent résoudre de nombreuses questions. Y a-t-il une station de recherche ? Y a-t-il des hôtels dans les environs ? Le site est-il si isolé qu’il faut dormir sous tente ? D'autres expéditions ont lieu à bord de navires de recherche, ce qui nécessite l'organisation d'un grand consortium avec différentes entités.

« La préparation de grandes expéditions à bord d’un grand brise-glace commence souvent une décennie avant que le travail scientifique puisse réellement débuter », explique Julia Schmale, qui dirige le Laboratoire de recherche sur les environnements extrêmes de l’EPFL au sein de la faculté ENAC. Elle est coutumière des expéditions dans les régions polaires afin d’étudier les propriétés des aérosols.

« Tout d’abord, nous définissons nos objectifs ainsi que les outils et les méthodes que nous allons utiliser pour obtenir ces résultats », complète Guilhem Banc-Prandi, directeur scientifique du Laboratoire de chimie biologique de l’EPFL à l’ENAC et directeur du Translational Red Sea Center (TRSC).

Le travail en laboratoire peut apporter des réponses à des questions très précises dans des conditions spécifiques. Mais seul le travail de terrain permet d'apporter des réponses pertinentes dans des environnements naturels complexes.

Missions de repérage

Souvent, le travail de terrain a lieu dans des endroits reculés, où il est difficile de prévoir les conditions réelles. Les équipes effectuent souvent des visites de repérage dans la région. « Il n’est pas toujours possible de savoir ce que nous pouvons réellement faire à partir des simples images en ligne », détaille Julia Schmale. « Nous allons sur place, nous faisons quelques observations, nous discutons avec les gens et nous organisons tout avant que les observations intensives sur le terrain ne puissent commencer. » La professeure qualifie cela « de la logistique plutôt que de la science ».

Pour mener leurs activités scientifiques dans certaines régions, les chercheuses et chercheurs doivent en outre montrer patte blanche et justifier que leurs opérations respectent les réglementations et la préservation des écosystèmes. « Les autorités locales exigent un journal détaillé des activités avant de délivrer l’autorisation de travailler sur place », précise Anna Carratala Ripolles.

Se préparer à l'imprévu

Mais même si tout est planifié et détaillé à la virgule près, la réalité du terrain a le dernier mot. En expédition, les scientifiques doivent faire face à l’inattendu : de la perte de matériel scientifique aux conditions météorologiques extrêmes ou à la menace réelle d’ours polaires. Pour y faire face, ils cultivent leur capacité d'adaptation. « Nous devons accepter de ne pas avoir tout sous contrôle », affirme Anna Carratala Ripolles. « Nous devons être capables d’ajuster nos objectifs et de trouver des solutions créatives que nous n’aurions pas imaginées au laboratoire. » Pour Julia Schmale, un élément fait toute la différence pour développer cette faculté d’adaptabilité : « L’expérience rend tout moins imprévisible. »

Toute formation technique ou de sécurité doit être suivie avant d’arriver sur le site. Ainsi, avant de se rendre dans les régions polaires, les scientifiques doivent être mis au parfum des mesures de sécurité face aux ours polaires et entrainés au maniement des armes à feu. Pour plonger en toute sécurité en mer Rouge, où il n’existe aucune infrastructure de soutien aux expéditions scientifiques, l’équipe de Guilhem Banc-Prandi doit « être préparée et formée à la sécurité et au sauvetage ».

Face à des événements imprévus, les scientifiques doivent adapter leurs stratégies de collecte de données, sans compromettre les objectifs de la mission. « Nous sommes toujours tentés de prélever le plus d’échantillons possible, mais nous devons faire face à la réalité », admet Guilhem Banc-Prandi. Pour cette raison, avant de partir en expédition, les chercheuses et chercheurs effectuent une étude de faisabilité afin d’établir la quantité minimale de données nécessaire. « Nous prévoyons généralement trois fois plus de temps que ce dont nous pensons avoir besoin pour collecter les données », précise Julia Schmale. Pour Anna Carratala Ripolles, la sécurité passe avant tout : « Si nous ne pouvons pas prélever plus d’échantillons, tant pis. Nous faisons de notre mieux avec ce que nous avons. »

Cependant, il n’est pas toujours question de quantité de données. Parfois, c’est une situation unique qui va permettre aux chercheurs d'obtenir le plus d'informations. « C’est difficile à planifier. Nous devons être toujours en alerte et avoir les instruments prêts », explique Julia Schmale.

La collaboration avec des partenaires locaux est essentielle

Un point sur lequel tous les chercheurs s’accordent est l’importance de collaborer avec des partenaires locaux pour assurer le succès des missions, et cela, avant même que l’équipe n’arrive sur place. Cette approche collaborative facilite non seulement la mise en place de l’expédition, mais permet également le codéveloppement de technologies qui profitent aux communautés locales, rendant ainsi la science plus humaine. « Rencontrer nos collaboratrices et collaborateurs en mer Rouge nous rappelle pourquoi nous faisons tout cela. Nous leur apportons des technologies utiles dans leurs activités quotidiennes pour protéger les récifs coralliens », avance Guilhem Banc-Prandi, qui étudie l’impact du changement climatique sur ces écosystèmes marins fragiles. Que ce soit en mer Rouge ou au Groenland, il est essentiel que toutes ces actions permettent aux collaborateurs locaux d’apprendre de nouvelles techniques et, en particulier, de renforcer leur autonomie.

Travailler dans des endroits où la présence humaine est presque inexistante offre une perspective différente sur la vie trépidante que nous menons ici. Ce qui compte vraiment, ce qui ne compte pas, et ce que nous aimerions préserver pour l’avenir.

La passion de la recherche sur le terrain

Toute cette préparation et ce travail de terrain sont l’occasion pour les chercheurs d’observer l’impact direct des technologies qu’ils mettent en œuvre, ainsi que la manière dont elles modifient la préservation des écosystèmes et les politiques qui en découlent. « C’est très enrichissant de voir que tout ce travail apporte quelque chose de réellement précieux, qui améliore la protection des récifs coralliens et aide à lutter contre le changement climatique à l’échelle planétaire », reconnait Guilhem Banc-Prandi.

Ce qui se passe dans les environnements extrêmes — tels que les régions polaires — a un impact direct sur notre vie quotidienne. « Je constate que la transformation de l’Arctique, même si elle semble très loin, a une influence significative sur les conditions météorologiques que nous connaissons en Suisse », explique Julia Schmale. Pour elle, les expéditions sont aussi l’occasion de réfléchir au-delà de la science : « Travailler dans des endroits où la présence humaine est presque inexistante offre une perspective différente sur la vie trépidante que nous menons ici. Ce qui compte vraiment, ce qui ne compte pas, et ce que nous aimerions préserver pour l’avenir ».

Que ce soit dans les récifs coralliens de la mer Rouge, les lacs du sud du Groenland ou la glace arctique, ces paysages reculés offrent aux scientifiques une manière unique de se connecter avec la nature. « Les expéditions sont souvent synonymes de liberté totale et d’une exposition à la nature avec peu de protection », conclut Anna Carratala Ripolles, qui avoue que sa « famille n’est pas au courant de beaucoup de choses que je fais sur le terrain ». Finalement, toute la préparation et les risques encourus n’ont pas été vains ; ces nuits de garde l’ont récompensée par « le spectacle magique des aurores boréales, dansant dans le ciel et se reflétant sur les eaux calmes et sombres d’un lac ».