Pierre et Marie Curie

Couple de physiciens français.
Marie Curie, née Skłodowska (Varsovie 1867-Sancellemoz, près de Sallanches, 1934)
Pierre Curie (Paris 1859-Paris 1906)

1. Introduction

Le père de Pierre, Eugène Curie, médecin et fils de médecin, est d'une famille protestante originaire d'Alsace ; il est libre penseur et profondément républicain. Sa mère, Claire Depoully, est la fille d'un industriel de Puteaux. Dans son enfance, Pierre Curie ne fréquente ni école ni lycée ; c'est de ses parents, puis de son frère aîné, Jacques (1855-1941), qu'il reçoit son instruction première. Un professeur ami de la famille poursuit son éducation et lui donne le goût des sciences de la nature. Pierre Curie peut alors suivre des cours à la Sorbonne et passer sa licence à l'âge de dix-huit ans. Remarqué par ses professeurs, il est nommé en 1878 préparateur de Paul Desains (1817-1885) à la Faculté des sciences de Paris.

2. La piézo-électricité

Son premier travail est une étude, en collaboration avec Desains, sur les radiations infrarouges, dont il mesure les longueurs d'onde. Puis il effectue des recherches sur les cristaux avec son frère Jacques, alors préparateur au laboratoire de minéralogie de la Sorbonne. Ce travail conduit les deux jeunes physiciens à une découverte très importante, celle de la piézo-électricité (1880). Ils mettent au point la réalisation du « quartz piézo-électrique », dont les applications seront nombreuses dans les domaines de la radioélectricité et des ultrasons.

Mais ils doivent alors cesser leur collaboration : Jacques devient maître de conférences à Montpellier et Pierre est nommé en 1882 chef de travaux à l'École de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris, qui vient d'être fondée. C'est dans les vieux bâtiments de cette école que Pierre va effectuer, pendant vingt-deux ans, la presque totalité de ses travaux.

3. Le principe de symétrie

En 1884, il publie un mémoire sur la symétrie et les répétitions dans les milieux cristallins. Cette étude l'amène à réfléchir sur la symétrie générale dans les phénomènes physiques. Il en déduit un principe très général, dont il ne donnera l'énoncé définitif qu'en 1894 : « Lorsque certaines causes produisent certains effets, les éléments de symétrie des causes doivent se retrouver dans les effets produits. Lorsque certains effets révèlent une certaine dissymétrie, cette dissymétrie doit se retrouver dans les causes qui leur ont donné naissance. » Ce principe, applicable à tous les domaines de la physique, permet de prévoir la possibilité ou l'impossibilité de divers phénomènes.

4. La loi et le point de Curie

Cependant, le laboratoire de l'École de physique et de chimie reçoit enfin quelque matériel, et Pierre Curie peut reprendre ses recherches expérimentales. Il crée en 1889 une balance apériodique à lecture directe munie d'amortisseurs à air et réalise un électromètre condensateur à anneau de garde qui suscite l'intérêt de lord Kelvin. Puis il entreprend un très gros travail sur le magnétisme, qu'il présente en 1895 comme sujet de thèse sous le titre Propriétés magnétiques des corps à diverses températures. Il a découvert que le diamagnétisme est indépendant de la température, que la susceptibilité paramagnétique est inversement proportionnelle à la température absolue (loi de Curie), qu'au-dessus d'une certaine température (point de Curie) le ferromagnétisme se transforme en paramagnétisme. Il obtient alors une chaire de physique à l'École de physique et de chimie.

5. Mariage de Pierre et de Marie Curie

La même année, il épouse Marie Skłodowska, qui sera, dès lors, associée à ses recherches. Celle-ci, fille d'un professeur de mathématiques et d'une institutrice de Varsovie, est venue à Paris en 1892 pour y poursuivre ses études scientifiques. Elle passe sa licence et est reçue en 1896 à l'agrégation des sciences physiques. Les deux époux mènent une vie très simple, de laquelle est exclue toute préoccupation mondaine et qu'ils consacrent entièrement au travail. Leur seule détente consiste en longues randonnées à bicyclette à la campagne.

6. Le radium

Marie Curie choisit comme sujet de thèse l'Étude des rayons uraniques, que vient de découvrir Henri Becquerel. Elle observe la radioactivité du thorium et remarque l'intensité anormalement élevée du rayonnement émis par certaines impuretés de la pechblende, minerai d'uranium. C'est alors que Pierre Curie abandonne son travail sur les cristaux pour assister sa femme dans l'étude de ce phénomène. Cette étude aboutit, après un travail acharné, à la découverte successive, en 1898, de deux radioéléments nouveaux, le polonium et le radium.

Mais ceux-ci n'existent dans le minerai qu'à l'état de traces infimes ; on sait, aujourd'hui, qu'une tonne de pechblende n'en renferme qu'un milligramme. Pour cette recherche, Marie Curie avait eu la chance de recevoir du gouvernement austro-hongrois, par l'entremise d'un ancien collaborateur viennois, une tonne de minerai provenant des gisements de Joachimsthal, qui étaient alors les seules mines d'uranium exploitées dans le monde. En Bohême, on extrayait les sels d'uranium de la pechblende et l'on rejetait la majeure partie des roches préalablement broyées ; ce sont ces matériaux de rejet qui furent expédiés gratuitement. Pendant trois ans, nos chercheurs se livrent à un travail de séparation pénible et délicat ; ils l'effectuent dans un hangar abandonné, dépourvu de tout aménagement. Ils découvrent la radioactivité induite, provoquée par le radium, ou plutôt par son émanation, sur les corps qui l'environnent. En 1902, enfin, Marie Curie réussit à préparer un décigramme de chlorure de radium pur et à déterminer la masse atomique de cet élément. Elle présente ce résultat dans sa thèse de doctorat, soutenue en 1903. Plus tard, en 1910, avec l'aide de André Louis Debierne (voir plus bas), elle isolera le radium à l'état métallique.

7. La mort de Pierre Curie

Ces découvertes, qui ouvrent à la physique un domaine entièrement nouveau, valent aux deux époux, en commun avec Henri Becquerel, le prix Nobel de physique en 1903. Pierre Curie obtient en 1904 une chaire de physique à la Sorbonne et est admis en 1905 à l'Académie des sciences ; sa femme est nommée chef de travaux. Alors qu'il pouvait espérer des conditions de travail enfin améliorées, il meurt brusquement en 1906, écrasé par un camion sortant du Pont-Neuf. Il laisse à sa femme deux filles, Irène, qui épousera Frédéric Joliot et s'illustrera plus tard dans le même domaine (→ Irène et Frédéric Joliot-Curie), et Ève.

8. Marie Curie poursuit l'œuvre commune

Marie Curie remplace Pierre dans sa chaire à la Sorbonne ; c'est la première fois qu'une femme occupe un tel poste. Elle poursuit l'œuvre commune et se voit attribuer, cette fois seule, le prix Nobel de chimie en 1911. Pendant la Première Guerre mondiale, elle organise les services radiologiques aux armées. Et, en 1921, c'est la création de la Fondation Curie, département des applications thérapeutiques et médicales de l'Institut du radium, lui-même fondé dès 1909.

Mais l'émanation du radium, dans l'ambiance de laquelle elle vivait depuis tant d'années, a finalement raison de la santé de Marie Curie, qui, frappée d'anémie pernicieuse, s'éteint dans un sanatorium de Sancellemoz.

C'est en mémoire de ces deux illustres savants que le nom de curie a été adopté pour désigner l'unité de radioactivité et que l'élément chimique numéro 96 a été baptisé curium.

LE COLLABORATEUR DE PIERRE ET MARIE CURIE

André Louis Debierne, chimiste français (Paris 1874-Paris 1949). Ancien élève de l'École de physique et de chimie de Paris, il en deviendra directeur, puis succédera à Marie Curie à la direction de l'Institut du radium. En collaboration avec Marie Curie, il réussit à isoler le radium métallique grâce à l'électrolyse de son chlorure avec emploi d'une cathode de mercure (1910). Auparavant, en 1899, il avait découvert un élément radioactif, l'actinium. Il étudia par la suite les émanations gazeuses des divers radioéléments.