Antoine Henri Becquerel : L'accident qui a ouvert l'atome

Le ciel de Paris s'est couvert fin février 1896, et un physicien attendant le soleil a rangé ses plaques photographiques et ses cristaux d'uranium dans un tiroir. Le 1er mars, il a tout de même développé les plaques, s'attendant au plus à une légère tache. L'image était nette. Rien n'avait éclairé l'uranium ; l'uranium brillait de lui-même. La matière, s'est-il avéré, pouvait émettre de l'énergie à partir de rien, et l'atome ordonné du XIXe siècle était fini.

Quatre générations de Becquerel

Antoine Henri Becquerel est né à Paris le 15 décembre 1852 dans ce qui équivalait à une chaire de physique héréditaire. Son grand-père, Antoine César Becquerel, était membre de la Royal Society et a mis au point une méthode électrolytique pour extraire les métaux de leurs minerais. Son père, Alexander Edmond Becquerel, était professeur de physique appliquée et l'une des autorités de l'époque en matière de fluorescence et de phosphorescence — l'étude des substances qui brillent après avoir été éclairées. Le fils d'Henri, Jean, né en 1878, deviendrait également physicien. Quatre générations ont occupé, successivement, le même territoire professionnel et souvent la même chaire.

Cet héritage a décidé de ce qu'il observait et, surtout, de ce qu'il avait sous la main dans le laboratoire. À partir de 1883, il a travaillé sur la phosphorescence, le sujet de son père, ainsi que sur la polarisation plane de la lumière, l'absorption de la lumière par les cristaux et le magnétisme terrestre.

La voie de l'ingénieur

Sa formation était pratique avant d'être académique. Il est entré à l'École polytechnique en 1872 et a rejoint en 1874 le corps gouvernemental des Ponts et Chaussées, devenant ingénieur en 1877 et s'élevant au grade d'ingénieur en chef en 1894. Le doctorat est venu relativement tard, en 1888.

Les postes se sont accumulés en parallèle. Il a été assistant au Muséum d'histoire naturelle à partir de 1878, a repris la chaire de physique appliquée de son père au Conservatoire des arts et métiers, est devenu professeur de physique appliquée au Muséum de Paris en 1892 et professeur à l'École polytechnique en 1895. Il a été élu à l'Académie des sciences de France en 1889 et servira plus tard comme secrétaire perpétuel, succédant à Marcellin Berthelot.

Un tiroir à Paris

En janvier 1896, l'Académie a appris la nouvelle de Würzburg : Wilhelm Conrad Röntgen avait découvert un rayonnement pénétrant qu'il a appelé rayons X. La salle était électrisée, et Becquerel en a tiré une hypothèse correspondant à sa propre expertise. Peut-être que les substances phosphorescentes, après avoir absorbé la lumière du soleil, en réémettaient une partie sous forme de rayons X. Les sels d'uranium étaient le cas de test évident ; il les avait sous la main.

La méthode était simple. Envelopper une plaque photographique dans du papier noir pour qu'aucune lumière ne puisse l'atteindre. Y poser des cristaux de sulfate d'uranyle et de potassium. Mettre l'ensemble au soleil. Développer. Si quelque chose de pénétrant émane des cristaux, la plaque portera leur silhouette.

C'est ce qui est arrivé. Il a obtenu des contours, y compris celui d'une croix de cuivre placée entre le cristal et la plaque, et a conclu qu'il avait confirmé sa théorie. Puis le temps est intervenu. Avec un ciel parisien couvert, les plaques préparées ont été placées dans un tiroir avec l'uranium dessus, non exposées et non stimulées. Le 1er mars, il les a développées en ne s'attendant à presque rien, et a trouvé une image d'une clarté surprenante.

Il l'a annoncé à l'Académie le 2 mars 1896 : les sels d'uranium émettaient des radiations sans aucune stimulation par la lumière du soleil. Son hypothèse initiale était fausse, et cette erreur valait plus que l'hypothèse elle-même.

Ce que l'uranium signifiait

Il a continué. Des composés d'uranium qui n'étaient pas du tout phosphorescents produisaient le même effet, ce qui a tué l'explication par la phosphorescence. L'uranium métallique pur le produisait aussi. En mai 1896, il avait identifié l'élément lui-même comme étant la source : le rayonnement était une propriété des atomes d'uranium, indépendante de leur état chimique, de leur histoire ou de tout apport externe d'énergie.

Cette dernière clause est toute la révolution. L'énergie sortait de la matière continuellement et apparemment gratuitement, ce qu'aucune chimie ni physique classique ne pouvait expliquer. Quelque chose se passait à l'intérieur de l'atome, et l'atome était supposé n'avoir aucun intérieur.

Les Curie et le prix

Becquerel n'a pas poursuivi la découverte jusqu'à sa conclusion ; d'autres l'ont fait. À partir de 1898, Marie et Pierre Curie se sont penchés sur ce qu'on appelait alors les rayons uraniques, isolant le polonium en juin 1898 et le radium en décembre, et trouvant le même comportement chez le thorium. C'est Marie Curie qui a inventé le mot radioactivité pour le phénomène sur lequel Becquerel était tombé.

En 1903, le prix Nobel de physique a été partagé : la moitié à Becquerel pour la découverte de la radioactivité spontanée, la moitié partagée par les Curie pour leurs travaux sur le rayonnement qu'il avait trouvé. Il était déjà officier de la Légion d'honneur, depuis 1900, et appartenait à l'Accademia dei Lincei à Rome et à l'Académie royale des sciences de Berlin.

Pourquoi Henri est qualifié de génie

La description honnête de sa qualité centrale n'est pas l'audace conceptuelle. L'hypothèse de Becquerel était conventionnelle et fausse ; la plaque cruciale a été développée sur un coup de tête pendant une période de mauvais temps. Ce qui le distingue de quiconque a eu un accident heureux, c'est ce qu'il a fait dans les dix semaines qui ont suivi.

La discipline réside dans le suivi. Présenté avec un résultat qui contredisait sa propre théorie, il ne l'a pas écarté — il a démantelé systématiquement son explication. Il a testé des composés d'uranium qui ne pouvaient pas phosphorescer. Il a testé l'uranium métallique lui-même. En deux mois, il avait localisé l'effet dans l'élément plutôt que dans tout arrangement chimique de celui-ci, et avait rapporté toute la séquence, y compris l'échec de son idée de départ, à l'Académie. Le cliché sur le hasard qui favorise l'esprit préparé est, pour une fois, précis : Becquerel avait passé treize ans sur la phosphorescence et savait exactement ce qu'une plaque anormale signifiait.

Le contre-argument est simple et doit être énoncé. Il n'a pas nommé la radioactivité, n'a pas isolé d'élément radioactif, n'a pas expliqué le mécanisme et n'a pas poursuivi le domaine avec la férocité que les Curie y ont apportée. Il a hérité de son laboratoire, de son sujet et très près de sa chaire. Le comité Nobel a partagé le prix pour une raison. Ce qu'il a fourni, c'est l'observation à partir de laquelle tout le reste a poussé, et l'honnêteté intellectuelle de le rapporter contre son propre intérêt — ce qui est plus rare chez les scientifiques que la brillance.

Héritage

Il est mort au Croisic en Bretagne le 25 août 1908, à l'âge de cinquante-cinq ans, douze ans après la découverte et bien avant que quiconque ne comprenne ce que le rayonnement faisait aux personnes qui le manipulaient. L'unité SI de la radioactivité est le becquerel : une désintégration nucléaire par seconde, une quantité si petite que les objets ordinaires se mesurent par centaines. Chaque scan médical utilisant un traceur, chaque chiffre de sécurité des réacteurs, chaque mesure des retombées radioactives est cité en son nom. Le tiroir où il a laissé les plaques est la raison pour laquelle la physique nucléaire existe.