Chimie, raconte-moi ton histoire
Alors que 2019 a été désignée « Année de la chimie, de l’école à l’Université » en France et « Année internationale du tableau de Mendeleïev » par l’Unesco, les historiens de l’Université Paris-Saclay nous font découvrir les principales évolutions de la chimie et de son enseignement à travers les siècles.
L’enfant regarde son père. Les pierres claquent, faisant jaillir des étincelles. Il mémorise les gestes et acquiert le savoir des premiers hommes dans le contrôle du feu. Le feu est la première transformation chimique utilisée par l’Homme, il y a plus de 400 000 ans. L’enfant a grandi, il s’est amusé à chauffer de la terre qui, à sa grande surprise, change de couleur et durcit. Après l’amélioration de l’alimentation grâce à la cuisson, le feu permet de générer de nouveaux matériaux. L’utilisation des transformations chimiques est alors basée sur des savoirs et des savoir-faire qui se transmettent par apprentissage. Au-delà de cette connaissance des « arts chimiques », les spéculations sur le sens de la nature commencent avec les philosophes grecs, quelques siècles avant Jésus-Christ. Mais pas d’expérimentations pour eux, trop sujettes aux artifices, le mode légitime de production des savoirs doit s’appuyer sur le sens commun et sur des connaissances accessibles à tous.
Aux environs du IIe siècle après Jésus-Christ, l’alchimie se développe dans la lignée de la pratique de l’orfèvrerie. La quête des alchimistes pour la pierre philosophale et la panacée les éloigne du rationalisme grec. Leurs travaux entrainent le développement de nombreuses techniques, instruments et protocoles de laboratoire.
C’est seulement au XVIIe siècle en Europe qu’apparaît une nouvelle façon légitime de construction des savoirs : l’expérimentation. L’alchimie cède sa place à la chimie comme discipline scientifique rationnelle. Elle vise à comprendre la structure de la matière et ses transformations, dans une théorie cohérente. Le premier cours public et gratuit de chimie sera instauré au jardin du Roi, l’ancêtre du Muséum d’histoire naturelle, au début du XVIIe siècle, pour compléter la formation des médecins et apothicaires. Au XVIIe puis au XVIIIe siècle, les « chimistes » se tournent vers des questions d’analyse. Ils ont alors devant eux une très grande variété de matériaux, qui sont essentiellement des mélanges, mais ne disposent pas de moyens pour séparer les corps qui les composent.
Virginie Fonteneau, directrice du laboratoire d’Études sur les sciences et les techniques (EST) de l’Université Paris-Sud précise : « Savoir analyser les produits, solides, liquides ou gazeux, d’une transformation chimique est primordiale pour Antoine Lavoisier. La compréhension de la matière va alors de pair avec le développement des outils nécessaires pour les séparations chimiques. On enseigne la chimie à travers les moyens d’analyse. » Antoine Lavoisier est guillotiné en 1794. L’une de ses plus importantes découvertes a été de comprendre le rôle, dans la combustion, de ce qu’il a nommé « oxygène ». Notre conception de la matière et de ses transformations en sera bouleversée.
Une nouvelle révolution se prépare. Alors que Lavoisier a tout fait pour identifier les composants des réactions chimiques, en Angleterre, John Dalton (1766-1844) propose, en 1803, une théorie atomique pour expliquer la différence de solubilité des gaz. « Cela confronte les chimistes à un choix qui les divise. Doit-on accepter l’hypothèse atomique alors qu’on ne peut pas la mettre en évidence par l’expérience ? Celle-ci va être heuristique pour la chimie organique grâce à l’utilisation d’un imaginaire permettant une “image mentale” des molécules, sans savoir ce qui lie les atomes entre eux, souligne Virginie Fonteneau. Les chimistes ont alors un rapport très fort à la paillasse tout en évoluant dans un imaginaire invérifiable. Les historiens se demandent, par exemple, comment August Kekulé a imaginé la molécule cyclique de benzène, en 1865. »
« Cette question de l’imaginaire n’est pas étrangère à l’enseignement, continue la chercheuse. L’enseignement français est alors dominé par les mathématiques qui permettent d’accéder aux grandes écoles. Cette prédominance n’existe pas en Angleterre ou en Allemagne. En France, cette idée de faire des dessins et d’imaginer un visuel des molécules ne fait pas partie des bonnes pratiques. » En France, la notation atomique n’entre dans l’enseignement spécial qu’en 1882 et est généralisée dans les manuels en 1891 !
La chimie se développe au XIXe et XXe siècles, portée par la révolution industrielle et l’avancée sans précédent des connaissances et des techniques. De nouvelles branches de la chimie apparaissent comme la chimie quantique, la chimie supramoléculaire qui apporte le prix Nobel à Jean-Marie Lehn, la biochimie et l’analyse des macromolécules du vivant, par exemple.
L’enfant qui apprenait à faire du feu en frappant ses silex prépare aujourd’hui un doctorat en chimie en effectuant des calculs haute-performance sur des supercalculateurs, mais il garde la même étincelle dans le regard, à travailler dans le monde fascinant de la chimie.
La version originale de cet article a été publiée dans l'Edition #11.