Un peu d'histoire

Du laboratoire de minéralogie de la Sorbonne à l'IMPMC : deux siècles de minéralogie à l'université de Paris

1. Les grandes dates
2. 14 avril 1809 : René-Just Haüy et Alexandre Brongniart
3. 1822 : François-Sulpice Beudant
4. 1839 : Gabriel Delafosse et Alfred Des Cloizeaux
5. 1876 : Charles Friedel
6. 1885 : Paul Hautefeuille
7. Fredéric Wallerant
8. 1933 : Charles Mauguin
9. 1948 : Jean Wyart
10. L'IMPMC fête le bicentenaire de la création de chaire de minéralogie de la Sorbonne

Les grandes dates

• 14 avril 1809 : Décret impérial créant deux postes de professeur et de professeur-adjoint de minéralogie à la Sorbonne : René-Just Haüy et Alexandre Brongniart
• 1822 : François-Sulpice Beudant
• 1839 : Gabriel Delafosse (Alfred Des Cloiezaux, suppléant :1873-1876)
• 1876 : Charles Friedel
• 1881 : séparation de l'enseignement de la minéralogie et de la géologie
• 1885 : Paul Hautefeuille
• 1897 : installation du Laboratoire de minéralogie dans la Nouvelle Sorbonne
• 1903 : Frédéric Wallerant
• 1933 : Charles Mauguin
• 1948 : Jean Wyart ; le laboratoire devient laboratoire de minéralogie et cristallographie, associé au CNRS, LA 09
• 1969 : éclatement de l'Université de Paris et installation du Laboratoire de minéralogie-cristallographie de l'Université Paris 6, sur le Campus de Jussieu
• 1973 : André Authier, directeur
• 1985 : Jean-François Petroff, directeur ; le laboratoire est associé aux Universités Paris 6 et Paris 7
• 1993 : Jaqueline Petiau, directrice
• 1997 : Bernard Capelle, directeur et Georges Calas, directeur-adjoint. Le laboratoire, UMR CNRS 7590, est associé aux Universités Paris Paris 6 et Paris 7 ainsi qu'à l'IPGP
• 2005 : insertion de la minéralogie au sein du nouvel Institut de Minéralogie et Physique des Milieux Condensés, UMR CNRS 7590, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, Paris-Diderot-Paris 7 et IPGP. Bernard Capelle, directeur, Georges Calas et Alain Polian, directeurs-adjoints
• 2009 : l'IRD devient tutelle de l'IMPMC, directeur : Bernard Capelle, Andrea Gauzzi et Guillaume Fiquet, directeurs-adjoints
• 2014 : l'ancien LMCM du MNHN rejoint l'IMPMC et le MNHN devient une de ses tutelles
• 2014 : Guillaume Fiquet directeur et François Guyot, Nicolas Menguy, directeurs adjoints
• 2019 : Guillaume Fiquet directeur et Karim Benzerara, Marco Saitta, Mathieu Roskosz directeurs adjoints
• 2021 : A. Marco Saitta, directeur et Sandra Ninet, Daniele Antonangeli, Mathieu Roskosz directeurs adjoints, Fériel Skouri-Panet, Benoît Baptiste, adjoints à la direction.

14 avril 1809 : René-Just Haüy et Alexandre Brongniart

La Minéralogie jusqu'au déménagement à Jussieu en 1969
Les 20 Universités qui existaient en France au début du 19ème Siècle ont été réorganisées par un décret impérial du 17 Mars 1808. Les Facultés des Arts sont ainsi séparées entre Facultés des Lettres et Facultés des Sciences mathématiques et physiques. Le décret impérial du 14 Avril 1809 crée les 9 chaires de la Faculté des Sciences de l'Université de Paris, parmi lesquelles figure la minéralogie.
Le premier professeur titulaire de la chaire a été René-Just Haüy (1743-1822), frère de Valentin Haüy (1745-1822), le fondateur des écoles pour aveugles. L'abbé Haüy, un des pères fondateurs de la Minéralogie moderne, est déjà célèbre à cette époque, professeur à l'École Normale Supérieure et au Muséum d'Histoire Naturelle.
Familier de Napoléon 1er, il a laissé une oeuvre scientifique considérable. Il eut ainsi le pressentiment d'une organisation régulière des cristaux, plus d'un siècle avant la découverte de la diffraction des rayons X. Il a ainsi développé le concept de "molécule intégrante", qui s'emboîte parfaitement pour constituer un solide homogène. Les faces du cristal sont ainsi construites au travers des minuscules gradins constitués par l'organisation régulière de ces unités structurales. Il définit la notion d'espèce minérale, un minéral était défini par une structure, la molécule intégrante, et une composition chimique donnée. Haüy unifie ainsi des espèces alors considérées différentes telles que le Béryl et l'Emeraude, ou sépare les minéraux de groupes considérés comme variétés de la même espèce telles les Zéolites. Il identifie et nomme près d'une cinquantaine d'espèces parmi les minéraux les plus fréquents: amphibole, idocrase, dioptase, orthose... Enfin, sa contribution concerne aussi les roches, avec la définition de la pegmatite ou de l' éclogite.
Il a écrit de nombreux livres qui sont actuellement encore des ouvrages classiques de l'histoire des sciences, non seulement en Minéralogie et en Cristallographie, mais aussi en Physique. Croisant Haüy pendant les Cent Jours, Napoléon lui avait d'ailleurs confié :
"Monsieur Haüy, j'avais emporté votre Physique à l'île d'Elbe et l'ai relue avec le plus grand intérêt."
Le Professeur-adjoint est Alexandre Brongniart (1770-1847), directeur de la manufacture de porcelaine de Sèvres et fils du célèbre architecte qui a construit le palais de la bourse de Paris.
C'est en fait lui qui assurera l'essentiel des enseignements de minéralogie de la nouvelle Faculté, jusqu'à la mort d'Haüy en 1822, date à laquelle il succède à l'abbé Haüy comme Professeur de minéralogie au Muséum. Il est davantage connu pour ses travaux sur la géologie du Bassin de Paris avec Cuvier, et pour ses contributions en paléontologie (il créera la Famille des Trilobites). Il a cependant publié plusieurs ouvrages classiques de minéralogie. Alexandre Brongniart a décrit plusieurs nouvelles espèces minérales, bustamite, dufrénite, glaubérite, et nacrite.

1822 : François-Sulpice Beudant

François Sulpice Beudant (1787-1850) devient titulaire de la chaire de minéralogie à la mort de l'abbé Haüy jusqu'en 1839, tout en étant sous-directeur de la Collection de minéralogie privée du roi.                                     

Ayant décrit de nouveaux minéraux, comme l'azurite, Beudant est surtout connu pour ses travaux sur la croissance cristalline et sur la signification des différentes morphologies adoptées par un même minéral. Beudant est également à l'origine de la Collection de minéralogie du Laboratoire, devenue actuellement la collection de l'Université Pierre et Marie Curie, avec des acquisitions de minéraux dès 1823, pour une somme considérable qui absorbait la quasi-totalité des crédits de la Faculté des Sciences. Il écrira un traité de minéralogie, resté classique, car il intègre à la fois les concepts dérivés de la cristallographie d'Hauy et les progrès effectués en chimie.

Homme de grande culture, il a également laissé un traité de physique, ainsi qu'une grammaire française et une grammaire latine, et c'est un des rares scientifiques dont une rue de Paris porte le nom.

1839 : Gabriel Delafosse et Alfred Des Cloizeaux

François Sulpice Beudant est remplacé par Gabriel Delafosse (1796-1878), qui occupera la chaire de minéralogie de 1841 à 1876.

Cristallographe, il montre que la symétrie macroscopique du cristal résulte des éléments de symétrie communs au réseau et à la molécule qui définit le composé, dégage la notion de réseau cristallin et remplace le terme de molécule intégrante par celui de maille élémentaire, terme qui passera à la postérité. Delafosse remarque que des relations étroites existent entre symétrie cristalline et propriétés physiques. Il s'intéresse ainsi à certaines propriétés physiques des cristaux, comme la pyroélectricité ou le pouvoir rotatoire. Son enseignement influencera les travaux d'un de ses étudiants, Pasteur, sur les formes droites et gauches de l'acide tartrique, ainsi que les recherches que Jacques et Pierre Curie poursuivront 30 ans plus tard au laboratoire de Minéralogie sur la pyroélectricité du quartz.

Delafosse a publié un nouveau cours de minéralogie, en trois volumes, en 1858, basé sur ses cours à la Faculté des Sciences. Il y traite des différents aspects de la cristallographie, géométrique, physique et chimique. Il va en particulier détailler les propriétés optiques des minéraux. Sur des considérations de cristallographie géométrique, il rapproche, pour la première fois, des minéraux isomorphes, comme arséniures et antimoniures, séléniures et sulfures, phosphates et arséniates. Cette vision cristallochimique moderne est remarquable quand on songe à l'absence, pendant encore de nombreuses dizaines d'années, de données directes sur la structures de ces composés à l'échelle atomique.                               

La présence de Gabriel Delafosse au laboratoire a marqué une étape décisive dans le développement de la Collection de minéralogie, avec l'acquisition, en 1847, de la collection Jurine de Genève (4.000 échantillons), pour une somme considérable pour l'époque (20 000 F). Des crédits exceptionnels furent obtenus grâce à une intervention du Ministre de l'Instruction Publique auprès de la Chambre des représentants.

De 1873 à 1876, l'enseignement est assuré par Alfred Des Cloizeaux (1817-1897), qui est professeur suppléant avant de succéder à Delafosse dans la chaire de minéralogie du Muséum en 1876. Bien qu'ayant beaucoup enseigné, l'enseignement ne l'intéressait pas. Alfred Lacroix, qui l'avait personnellement connu, le décrit bien 
"Sa véritable place était non dans un amphithéâtre, mais dans sa maison, seul, à sa table, devant son goniomètre ou ses microscopes. Là, bien défendu contre les fâcheux par l'affection des siens, à l'abri des bruits du dehors, il vivait son rêve, au milieu des livres, de ses brochures, ses instruments, de ses chers cristaux."

1876 : Charles Friedel

Charles Friedel (1832-1899) est nommé en 1876 à la chaire de minéralogie. Il s'intéresse en particulier aux relations entre symétrie cristalline et propriétés physiques, préparant la découverte de la piézoélectricité au laboratoire de minéralogie de la Sorbonne par les frères Jacques et Pierre Curie en 1880.

Il ne restera pas longtemps au Laboratoire de minéralogie, et démissionnera de son poste en 1884 pour occuper la chaire de chimie organique de Würtz, poste dans lequel il acquiert une grande notoriété en synthèse et réactivité, avec notamment la découverte de la réaction de Friedel et Crafts. Il a participé en 1882 à la création de l'École Municipale de Physique et Chimie Industrielles, actuelle ESPCI, et en 1896 du laboratoire de chimie pratique et industrielle, qui deviendra l'actuelle École Nationale Supérieure de Chimie de Paris. 

Charles Friedel marquera un des tournants majeurs dans l'histoire du laboratoire. Il décrit le polymorphe hexagonal de ZnS, la wurtzite, ainsi que plusieurs autres minéraux nouveaux (carnotite, delafossite, adamite....). Il initie une longue période de synthèses de minéraux au laboratoire de minéralogie, en développant l'utilisation des autoclaves, qui lui permirent de synthétiser en conditions hydrothermales le quartz et les feldspaths. Ceci est rendu possible par l'existence de locaux plus grands, le laboratoire de minéralogie s'étant agrandi de quelques pièces de deux maisons qui bordaient la rue Saint-Jacques. Il organise la réunion fondatrice de la Société Française de Minéralogie, le 21 mars 1878 à la Sorbonne, à la suite d'une convocation envoyée par Des Cloizeaux à plus de 200 scientifiques :

"Monsieur,
 Quelques minéralogistes ont pensé qu'il y aurait un certain intérêt à se réunir une fois par mois pour s'entretenir des travaux scientifiques récents qui peuvent intéresser la Minéralogie.
 J'ai donc l'honneur de vous inviter à vouloir bien vous trouver le jeudi 21 Mars à la Sorbonne, salle des actes, escalier n° 3, à 5 heures de l'après-midi.
 Agréez, Monsieur, l'assurance de ma considération distinguée.
          A. Des Cloizeaux"

Cet événement constituait une coupure importante d'une partie de la minéralogie et des Sciences de la Terre. La Société française de Minéralogie, devenue en 1947 Société française de Minéralogie-cristallographie, se donne comme but d'établir un lien entre tous ceux qui s'intéressent aux progrès de la minéralogie et de la cristallographie. Elle s'est réunie à la Sorbonne, dans les locaux du LMCP, l'après-midi du deuxième jeudi de chaque mois, 8 fois par an, jusqu'en 1970, date à laquelle le laboratoire a déménagé sur le Campus Jussieu.

1885 : Paul Hautefeuille

Paul Hautefeuille (1836-1902) est nommé le 16 mars1885 et restera titulaire de la chaire de Minéralogie jusqu'à sa mort. Il organisera le déménagement du Laboratoire de Minéralogie dans des locaux provisoires, rue des Feuillantines, puis, en 1897, le retour du laboratoire dans les locaux neufs de la nouvelle Sorbonne, sensiblement à l'emplacement de l'ancien immeuble qu'il occupait depuis sa création en 1809.

 Les nouveaux locaux, occupés jusqu'au second déménagement du laboratoire en 1969-1970, dégagent des surfaces plus grandes et moins éclatées que dans l'ancienne Sorbonne, surfaces que l'on retrouve sur les plans de la Sorbonne et qui occupaient 3 étages. La grande salle du rez-de-chaussée sert de salle de travaux pratiques et de salle de réunion de la Société de Minéralogie. Elle contient de plus de nombreux fours à moufle qui servent à de synthèses hydrothermales. A cette époque, un chercheur indépendant fréquente le laboratoire, Grégoire Wyrouboff(1843-1913), qui vivait de sa fortune personnelle; c'est un minéralogiste cristallographe et chimiste, connu par ses très nombreuses publications, notamment dans le Bulletin de la Société française de Minéralogie où il a été un des auteurs les plus actifs. Philosophe, il fonda avec Littré la revue "La philosophie positive", et sera nommé en 1904 Professeur d'Histoire des Sciences au Collège de France. Il léguera sa bibliothèque au laboratoire de Minéralogie.

Paul Hautefeuille jouera un rôle majeur en minéralogie expérimentale en synthétisant de très nombreux minéraux par des méthodes de synthèse encore peu développées, synthèses hydrothermales et surtout méthode des flux. Il portera ses efforts sur la reproduction artificielle des minéraux comme les titanates, les polymorphes de la silice ou des oxydes de titane et de nombreux silicates. A côté de ces recherches à caractère chimique, il en mène aussi d'autres plus cristallographiques sur la blende et sur les espèces synthétisées au laboratoire: glucine, émeraude ... Paul Hautefeuille jouera un rôle actif dans la participation du laboratoire de Minéralogie à l'exposition Universelle de 1900, où ses cristaux synthétiques furent exposés. 

Fredéric Wallerant

En 1903, Frédéric Wallerant (1858-1936) devient le titulaire de la chaire de minéralogie jusqu'en 1933. Plus motivé par la cristallographie que par les synthèses minérales, il travaille d'abord sur l'épitaxie et l'optique cristalline. Il réalisa et encadre de nombreuses études sur les relations entre pouvoir rotatoire et symétrie cristalline. Il travaille également sur les cristaux liquides, recherches dans lesquelles il impliquera Charles Mauguin, alors préparateur au laboratoire et qui lui succédera dans la chaire de minéralogie. Il s'intéresse notamment sur l'évolution de leurs propriétés optiques, notamment en fonction de la température ou lors de la formation de films minces, ainsi que sous l'action d'un champ magnétique. Il écrira un traité de cristallographie, dans lequel il expose en particulier ses observations sur les macles et les processus d'épitaxie, aussi bien dans les cristaux synthétiques que dans les minéraux.                                

C'est à cette époque que se développa la cristallographie moderne, à la suite de la découverte de la diffraction des rayon X par Max Von Laue puis par William Henry et William Lawrence Bragg en 1912. Cependant, Mauguin avait été nommé professeur à Bordeaux et René Tronquoy, préparateur en 1913, était mobilisé en août 1914, en raison de la déclaration de guerre. Il fut tué aux Eparges en 1915. L'abbé Gaudefroy, professeur de minéralogie à l'Institut Catholique, le remplaça pour l'enseignement de travaux pratiques.

A partir de cette date, Wallerant laissera l'animation scientifique du laboratoire de minéralogie à Charles Mauguin, nommé Maître de conférences en 1919. Il ne profita pas lui-même des informations contenues dans la diffraction des rayons X. Comme beaucoup de personnes au début des années 1920, il ne croyait pas à la réalité des atomes révélés par la diffraction des rayons X au travers de la structure cristalline des minéraux et semble  y avoir vu un moyen complémentaire de faire de la goniométrie sur les cristaux plutôt que la possibilité de déterminer la structure atomique. Jean Wyart rapporte de façon délicieuse l'ambiance qui régnait en 1925 dans le laboratoire :
"Je me trouvais tout de suite désorienté dans ce grand laboratoire, pratiquement vide, qui ne comprenait cette année que deux professeurs, Wallerant et Mauguin, et deux garçons de laboratoire âgés, qui, passant leur temps à nettoyer et à faire luire les parquets,  faisaient du laboratoire le plus propre de la Sorbonne et voyaient d'un mauvais oeil l'intrus qui risquait de perturber l'ordre avec ses montages de chimie. Aussi, je jugeais préférable de retourner à l’École Normale pour y préparer mes cristaux."

1933 : Charles Mauguin

Charles Maugin (1878-1958) est nommé à la chaire de minéralogie en 1933 et assoit sa réputation scientifique sur la détermination de la structure cristalline par la diffraction des rayons X.

Il étudie les cristaux liquides et ses travaux sur le sujet sont de première importance. Après avoir retrouvé la structure proposée pour la calcite, le corindon et l'hématite, il résout la structure du cinabre, du calomel et du graphite. Lorsque Jean Wyart commence son travail de thèse sur les zéolites en 1928, Mauguin vient de déterminer la maille des micas et des chlorites. Bien avant la résolution de leur structure par Linus Pauling, il montre que la formule chimique des micas est basée sur 12 oxygènes (et éventuellement fluor) par maille. De même, il montrera que les chlorites sont construites sur la base de 18 oxygènes par maille. Le résultat de ces recherches figure dans un ouvrage qui présente les nouveaux acquis sur la structure cristalline, liés au développement rapide de la Radiocristallographie.

Passionné par la théorie des groupes, c'est en 1931 que Mauguin publiera son travail sur le symbolisme cristallographique, qui sera adopté sous le nom de notation d'Hermann-Mauguin, permettant la représentation rationnelle des 230 groupes de symétrie. Il participa avec les cristallographes les plus réputés de l'époque, Bragg, Ewald, Wyckoff, Lonsdale, Bernal et Hermann, à l'occasion de nombreuses réunions notamment au Laboratoire de minéralogie, à la publication des Tables Internationales pour la détermination des structures cristallines. De nombreux chercheurs de grande réputation séjourneront au laboratoire, notamment Jean Laval (1900-1980), qui sera nommé professeur de physique théorique au collège de France en 1950. Jean Laval sera le directeur de thèse d'Hubert Curien, auquel il confiera un sujet sur les ondes élastiques et la diffusion thermique des rayons X par le fer métallique.

            Comme en 1900, le laboratoire participa à l'Exposition Internationale de 1937. Jean Perrin avait fait accepter la création d'un Palais de la Découverte pour mettre en valeur l'état des connaissances scientifiques et leurs implications socio-économiques. Mauguin et Wyart s'occupèrent de la cristallographie. De nombreux modèles de structures atomiques à l'échelle 1 cm pour 1 Å furent donc construits au laboratoire, dans des conditions qui semblent maintenant originales.

"Dans la journée, ainsi que l'écrit Jean Wyart, nous pointions sur des boules creuses de laiton les traces des liaisons avec ses voisines et nous coupions des tiges de longueur convenable. Le soir venait une équipe de soudeurs de la batellerie, qui travaillaient tard dans la nuit et qu'il fallait guider."

Des expériences interactives, nouveauté pour l'époque, étaient montées au laboratoire sur les transformations de phase dans les cristaux liquides.

1948 : Jean Wyart

 En 1948, le dernier titulaire de la chaire de minéralogie sera Jean Wyart (1902-1992), qui dirigera jusqu'en 1973 le laboratoire, dénommé désormais Laboratoire de minéralogie et cristallographie, et assurera le déménagement dans les nouveaux locaux de la Halle aux Vins à Jussieu.

Après une première partie de sa carrière consacrée à la cristallographie, notamment à la structure des zéolites, où il montre le contrôle structural de la mobilité de l'eau et des cations dans les canaux structuraux, Jean Wyart reprend la tradition expérimentale du laboratoire.

Il construit des autoclaves permettant des synthèses de différents minéraux par voie hydrothermale. De nombreuses discussions accompagnèrent la publication de ces travaux, le rôle de l'eau dans la formation des minéraux et des roches crustales étant encore très mal connu. Jean Laval lui succède comme Maître de conférences, avant d'être nommé au Collège de France en 1950 et est alors remplacé par Jean Hocart, alors professeur à Strasbourg.

Deux de ses élèves le rejoignent, Raymond Kern, qui fondera le Centre de Recherches sur les Mécanismes de la Croissance Cristalline de Marseille (CRMC2) et Jean-Claude Monier, qui vont développer avec lui des travaux sur la croissance cristalline, l'épitaxie et les macles. En 1954, le laboratoire organise le Congrès International de Cristallographie qui réunit plus de 1000 personnes, chiffre très important pour l'époque. 

C'est une époque qui va voir l'explosion du nombre d'étudiants -jusqu'à 600- en raison de l'implication des deux disciplines, minéralogie et cristallographie, à la fois dans les enseignements de Physique et de Sciences de la Terre. Un nouveau poste de Professeur est créé en 1953, occupé par Hubert Curien.

Le laboratoire voit ses effectifs passer de quatre personnes en 1935 à plus de 60 personnels permanents en 1965, avec plusieurs axes de recherche:

• étude des défauts cristallins, effet Compton : Hubert Curien puis André Authier
• résolution des structures atomiques: André Rose, Alexandre Rimsky, Paulette Herpin, Madeleine Gasperin, Jean Protas, Jacques Barraud, René Gay ;
• minéralogie, en particulier structure des minéraux secondaires d'U, Pb, Cu : Claude Guillemin, qui sera un des organisateurs du Bureau de Recherches Géologiques et Minières, Juan Goni, Roland Pierrot, Jean Protas, Fabien Cesbron, Jean Gabis ;
• microscopie électronique : Agnès Oberlin, Cyril Tchoubar, Monique Hucher ;
•  minéraux des météorites : Mireille Christophe Michel-Lévy ;
• synthèses hydrothermales : équipe de Germain Sabatier. Cette équipe, d'abord installée dans les locaux de l'actuelle délégation régionale du CNRS, rue Pierre Curie, s'implantera à Orléans en 1969 pour devenir le Centre de Recherche sur la Synthèse et la Chimie des Minéraux.

Enfin, avec Claude Guillemin puis Pierre Bariand, Jean Wyart développe la Collection de minéralogie de la Sorbonne, qui va se développer avec deux legs importants, provenant des collections du colonel Vésigné et du marchand de minéraux Nérée Boubée. C'est à l'occasion d'une visite à Téhéran que la Salle des Joyaux de la Couronne d'Iran va inspirer la présentation de la collection de minéraux du laboratoire lors de l'installation dans les nouveaux locaux sur le Campus Jussieu.

L'IMPMC fête le bicentenaire de la création de chaire de minéralogie de la Sorbonne

Avril 1809 : la chaire de minéralogie de la Sorbonne est créée et avec elle, le laboratoire de minéralogie, aujourd'hui l'IMPMC.

L'année 2009 a été l'occasion de revenir sur l'histoire de notre institut, à travers l'évolution des disciplines, des outils, l'évocation des grandes figures qui y ont travaillé. Une exposition intitulée "Minéralogies : 200 ans d'aventures scientifiques : de la Sorbonne à l'IMPMC" a été présentée l'UPMC, sur le campus Jussieu, dans le cadre de la Fête de la Science.