W 1913 przyjął zaproszenie do pracy w Szkole Górniczej w Oruro w Boliwii (Escuela National de Mines de Oruro), początkowo jako wykładowca, a od 1915 do 1919 jako jej dyrektor. W tym czasie zreorganizował uczelnię na wzór europejskich politechnik i doprowadził do nadania jej statusu uczelni wyższej. Od 1918 była to Państwowa Szkoła Inżynierów Górniczych (Escuela National de Ingenieros). Poza tym zorganizował w Oruro stację meteorologiczną i pierwsze w Boliwii muzeum geologiczne. Dla rządu Boliwii wykonał także ekspertyzy geologiczne złóż węgla, ropy naftowej, srebra i cyny. W 1919 zrezygnował z pracy na uczelni, gdyż wyruszył na serię wypraw badawczych. W latach 1920–1921 odbył m.in. konną podróż naukową przez Andy Boliwijskie (z żoną Marią), gromadząc zbiory boliwijskich skamieniałości i minerałów. Dokumentował także wielkie złoża cyny i cynku.

W 1921 wrócił do Polski, ale od razu wyjechał do Paryża i zatrudnił się ponownie w Musée National d’Histoire Naturelle w Paryżu, w pracowni mineralogicznej i paleontologicznej. Przygotował tam doktorat obroniony na Sorbonie w 1923, na podstawie pracy Faune dévonienne de Bolivie.