Billet

Les Curie, un couple radioactif

Publié le
28 décembre 2017
par Benoit LAMBERT
Mis à jour le
02 février 2018
Sciences Physiques
Objets de sciences

Les recherches concernant la radioactivité ont été initiées par Henri Becquerel en 1896 qui émet l’hypothèse que certains rayons pénètrent certains métaux et ont une durée de vie de plusieurs centaines d’années. Pour ses recherches, il utilise un électromètre et montre que les radiations émises par les sels d’uranium sont beaucoup plus pénétrantes que les rayons X qui sont à cette époque au cœur du débat. C’est dans la continuité de Henri Becquerel que Marie Curie obtient son doctorat centré sur les rayons uraniques. Elle se marie alors à Pierre Curie et  dans les années suivantes, ce couple marquera l’histoire de la radioactivité et l’histoire scientifique.

 

En effet, les recherches prometteuses de Marie Curie entraînent son mari à l’aider malgré ses recherches personnelles. En 1898, ils s’installent dans leur premier « laboratoire », un hangar de l’école de physique et chimie de Paris. Ce manque de précision lié à leur environnement les oblige à être minutieux dans les manipulations à l’aide d’un système de mesure très performant : l’électromètre à quadrants de Lord Kelvin. Cet instrument mis en liaison avec une chambre d’ionisation où la substance radioactive est déposée est soumise à une différence de potentiel. Malheureusement, malgré la grande flexibilité de l’électromètre, le déplacement du faisceau lumineux projeté sur la règle n’est pas du tout régulier mais fonctionne par-à-coups et donc donne des mesures très aléatoires. Cela pose des problèmes de fiabilité des mesures effectuées que Marie veut corriger. Après plusieurs tâtonnements et étalonnages, elle déduit que le système doit être amélioré. C’est Pierre Curie qui met réellement sa pierre à l’édifice en intégrant au système sa découverte : le quartz piézoélectrique va permettre de réguler et d’équilibrer l’afflux de charge qui dans l’ancien système venait seulement de la chambre d’ionisation, ce quartz piézoélectrique jouant alors le rôle de compensateur de charges.

Mais, ce nouvel instrument forme un courant très faible, d’autant plus dur à maîtriser à la perfection. Marie Curie a dû de longues heures s’accommoder à ce nouvel outil très délicat et qui demande une extrême maîtrise de ses mouvements. Le plus compliqué est la mise à l’équilibre entre la quantité de poids à mettre sur le quartz piézoélectrique et la charge arrivant de la chambre d’ionisation. Ce système a donc permis une précision extraordinaire pour l’époque car il ne mesure non plus un temps de déplacement du faisceau qui s’avère chaotique mais le temps où il ne se déplace pas, ce qui facilite la lecture. Marie Curie réussit à le manipuler avec une extrême précision et ce dispositif montre que la radioactivité du radium, comme ils l’ont nommé, est énorme. Ils mettent en évidence également grâce à ce dispositif que la radioactivité n’est pas le résultat d’une réaction chimique mais bien d’un phénomène physique naturel qui fait d’ailleurs partie des propriétés de chaque noyau d’atomes, de chaque élément instable, qui en se désintégrant dégage de l’énergie en rayonnement alpha, béta ou gamma.

 

Les Curie ont su surmonter les difficultés de leur époque pour faire de la recherche dans de bonnes conditions et une découverte extraordinaire. Au-delà de ce couple scientifique, il y a de la reconnaissance et des récompenses à la hauteur de leur génie.

Effectivement, Pierre Curie, pour prouver la radioactivité et ses effets néfastes sur l’Homme, expérimente le radium sur lui. Il observe et constate alors des brûlures, puis une plaie se forme sur la peau. Néanmoins Pierre et Marie Curie découvrent que, si le radium détruit sur la peau, il permet aussi de guérir certaines maladies puisqu’il détruit les cellules malades pour ensuite permettre la régénération à l’état sain des tissus. Toutes ces recherches valent au couple le Prix Nobel de physique en 1903.

Pierre meurt prématurément d’un accident en 1906, Marie Curie est alors nommée pour remplacer son mari. Elle devient ainsi la première femme professeur à la Sorbonne. En 1909, elle souhaite créer l’Institut de radium, un grand laboratoire consacré aux applications de la radioactivité dans les domaines de la physique, de la chimie mais également de la médecine. Ses recherches avancent encore mais cette fois en médecine et ceci lui donne accès à un deuxième Prix Nobel, cette fois de chimie. En raison de son statut de femme, elle ne sera pas élue à l’Académie des sciences mais sera élue sans candidature à l’Académie National de médecine en 1922. Pionnière dans ce domaine, Marie Curie crée alors la fondation Curie, spécialisée dans la recherche contre le cancer qui est encore très active de nos jours.

Ce billet fait partie du dossier "Le Mystère de l'électromètre à quadrant"

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