Pierre Curie

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Pierre Curie
Naissance	15 mai 1859 Paris (France)
Décès	19 avril 1906 (à 46 ans) Paris (France)
Nationalité	France
Champs	Physique nucléaire Physique théorique
Institution	École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris Faculté des sciences de Paris
Diplômé de	Faculté des sciences de Paris
Renommé pour	Travaux sur la radioactivité naturelle Sur le magnétisme, Sur la piézoélectricité, Sur la découverte du radium et du polonium
Distinctions	Prix Nobel de physique 1903
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Pierre Curie (15 mai 1859 à Paris - 19 avril 1906 à Paris) est un physicien français. Il est principalement connu pour ses travaux en radioactivité, en magnétisme et en piézoélectricité. Lui et son épouse, Marie Curie, pionniers de l'étude des radiations, reçurent une moitié du prix Nobel de physique de 1903 (l'autre moitié a été remise à Henri Becquerel) « en reconnaissance des services extraordinaires qu'ils ont rendus par leur effort conjoint de recherches sur les phénomènes des radiations découvertes par le professeur Henri Becquerel^[1] ».

Biographie

Enfance

Pierre Curie est le fils d'un médecin protestant, Eugène Curie (1827-1910) et de Sophie-Claire Depouilly (1832-1897). Il a un frère aîné, Jacques Curie (1856-1941), avec qui, il découvre la piézoélectricité.
Le grand-père de Pierre Curie, Paul Curie^[2](1799-1853), docteur en médecine homéopathe^[3], est un humaniste malthusien engagé et marié à Augustine Hofer, fille de Jean Hofer et arrière-petite-fille de Jean-Henri Dollfus, grands industriels mulhousiens de la seconde moitié du XVIII^e siècle et de la première partie du XIX^e siècle. Par cette grand-mère paternelle, Pierre Curie se trouve également être un descendant en ligne direct du savant et mathématicien bâlois, Jean Bernoulli (1667-1748).

Pierre Curie ne fréquente ni l'école, ni le lycée, l'enseignement ne devenant obligatoire en France qu'à partir de 1881 (lois Ferry). Son instruction est dès lors assurée par ses parents, puis par un ami de la famille, M. Bazille, qui lui enseigne les mathématiques élémentaires et spéciales, ce qui développe les capacités mentales de Pierre, qui a clairement un intérêt pour cette science. À 16 ans, en novembre 1875, il passe son baccalauréat ès sciences.

Préparateur à la Faculté des sciences de Paris

Il s'inscrit à la Faculté des sciences de Paris et en novembre 1877 à 18 ans, il y passe brillamment sa licence ès sciences physiques. Il prend ensuite en janvier 1878 le poste de préparateur-adjoint au laboratoire d'enseignement de la physique de Paul Desains, l'un des deux professeurs du cours de physique à la faculté. Il est nommé préparateur deux ans plus tard et mène une des premières études de rayonnement du corps noir.

Dans le laboratoire de Charles Friedel, Pierre Curie étudie, en collaboration avec son frère aîné Jacques, les propriétés des cristaux. En 1880, ils mettent en évidence l'effet piézoélectrique et étudient ses caractéristiques.

Professeur à l'École municipale de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris

En 1883^[4], il devient préparateur puis chef de travaux dans la nouvelle École municipale de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris auprès du professeur Fernand Dommer. Il étudie l'effet piézoélectrique inverse et conçoit le dynamomètre piézoélectrique. Il entreprend une étude théorique de la symétrie en cristallographie et en physique. Dans sa thèse pour le doctorat ès sciences physiques, soutenue le 6 mars 1895 à la faculté des sciences de l'université de Paris, portant sur les propriétés magnétiques des corps à diverses températures, il énonce la loi de Curie et définit le point de Curie, température au-delà de laquelle certains matériaux perdent leurs propriétés magnétiques.

En mars 1895, Pierre Curie est nommé à un nouveau poste de professeur chargé de la partie théorique du cours d'électricité et magnétisme, au côté d'Édouard Hospitalier. Pierre Curie est responsable du laboratoire de physique de l'école de 1882 à sa mort et en charge de l'organisation de l'enseignement de la physique. En tant que professeur, il forme de nombreux physiciens (dont André-Louis Debierne, Georges Urbain, Paul Delorme ou Paul Langevin) avec lesquels il collabore au cours de ses recherches. Il se lie d'amitié avec le physicien suisse Charles Édouard Guillaume et avec Georges Sagnac, Paul Langevin, Jean Perrin et André-Louis Debierne qui deviennent des intimes de la famille Curie.

En 1895, Pierre Curie épouse une jeune polonaise, Marie Sklodowska, venue poursuivre ses études scientifiques à la faculté des sciences de Paris en 1892. Elle s'intéresse de près aux découvertes de Wilhelm Röntgen sur les rayons X et ceux d'Henri Becquerel, qui a découvert la radioactivité en 1896. Pierre Curie abandonne dès lors ses recherches sur le magnétisme et travaille avec sa femme sur l'uranium.

Pierre et Marie Curie dans leur laboratoire

Grâce à un financement inespéré, ils font venir de Joachimsthal, en Bohême, quelques tonnes de pechblende dans leur laboratoire de Paris^[5]. Par des étapes de raffinage précises et dangereuses, ils isolent successivement les sels radioactifs de la roche brute. En 1898, ils publient leurs premiers résultats et annoncent la découverte de deux nouveaux radio-éléments : le polonium et le radium. Ils utilisent pour la première fois le terme de « radioactivité ». Leur travail, y compris le fameux mémoire de doctorat de Marie, s'appuie sur un électromètre piézoélectrique précis construit par Pierre et son frère Jacques.

Pierre et André-Louis Debierne font la première découverte de l’énergie nucléaire, en identifiant l'émission continue de chaleur par des particules de radium. Il étudie également les émissions de substances radioactives par radiation et, en utilisant des champs magnétiques, il montre que certaines émissions sont chargées positivement (radiations alpha, bêta+), d'autres négativement (bêta-), et d'autres neutres (radiations gamma).

Jusqu'en 1902, Pierre et Marie tentent d'extraire une quantité suffisante de radium pour en déterminer la masse atomique, tentative réussie en 1902. Suite aux résultats de cette recherche, Pierre et Marie reçoivent conjointement la moitié du prix Nobel de physique en 1903 « en reconnaissance des extraordinaires services qu'ils ont rendus par leurs recherches communes sur les phénomènes de radiation découverts par le Professeur Henri Becquerel^[1] ». Cette même année, ils sont tous deux lauréats de la Médaille Davy.

Professeur à la faculté des sciences de l'université de Paris

Le 2 mars 1900, Pierre Curie est nommé répétiteur auxiliaire de physique à l'École polytechnique. Il démissionne en octobre suivant suite à sa nomination à la faculté des sciences de l'université de Paris comme chargé d'un cours complémentaire de physique pour l'enseignement au certificat d'études de physique, chimie et sciences naturelles (année préparatoire aux études de médecine) en octobre 1900, avec un traitement annuel de 6000 francs, en remplacement de Lucien Poincaré. En octobre 1904, après l'obtention du prix Nobel, il est nommé professeur titulaire d'une nouvelle chaire de physique générale à la faculté et obtient la construction d'un laboratoire dans la cours de l'annexe de la faculté dédiée au certificat PCN située 12 rue Cuvier. Marie Curie obtient en novembre 1904 le poste de chef de travaux de la chaire avec un traitement annuel de 2400 francs. Il est élu membre de l'Académie des sciences en 1905.

Il meurt à Paris le 19 avril 1906, renversé accidentellement par une voiture à cheval.

Pierre Curie eut deux filles avec Marie Curie :

• Irène Joliot-Curie, qui recevra, comme ses parents, le Prix Nobel de chimie avec son époux, Frédéric Joliot-Curie pour leurs travaux sur la radioactivité artificielle,
• Ève Curie, qui écrira une biographie mondialement connue de sa mère, et qui épousera Henry Labouisse qui, en sa qualité de directeur exécutif de l'UNICEF, recevra le prix Nobel de la paix attribué à cette organisation.

Le 21 avril 1995 ses cendres et celles de sa femme sont transférées du cimetière familial de Sceaux au Panthéon de Paris.

Travaux

Longueur d'onde calorifique

Pierre Curie étudie le rayonnement du corps noir en mesurant la longueur d'onde émise par des corps couverts de fumées portés à différentes températures dans le laboratoire du professeur Paul Desains^[6]. Ces travaux initient l'étude empirique de Friedrich Paschen et les travaux de Wilhelm Wien qui lui vaudra le prix Nobel de physique en 1911.

L'effet piézoélectrique

Dès l'année 1880, Pierre et son frère Jacques Curie découvrent le phénomène piézoélectrique de certains cristaux comme le quartz, la tourmaline ou la pechblende^[7]. Ils établissent les conditions de symétrie nécessaire à sa production dans les cristaux et déterminent les caractéristiques du dégagement électrique^[8]. Ils expliquent le phénomène ainsi que la pyroélectricité étudiée par Charles Friedel en devinant l'existence d'une polarisation électrique primordiale des molécules. Suite à un article de Gabriel Lippman paru en 1881, les deux frères démontrent l'effet piézoélectrique inverse en augmentant les petits déplacements des cristaux soumis à un champ électrique au moyen d'un levier amplificateur observé au microscope^[9]. Il conçoit le dynamomètre piézoélectrique pour mesurer de faibles masses ou déterminer de très petite quantité d'électricité statique.

Étude théorique sur la symétrie

Pierre Curie transpose les outils théoriques développés en cristallographie par Auguste Bravais et Arthur Moritz Schoenflies à l'étude de la physique. Il introduit les notions de plans de symétries rotatoires et de translation. Il complète les définitions introduites par Woldemar Voigt de vecteurs polaires (pour décrire le champ électrique) ou axiaux (pour décrire le champ magnétique) et de tenseurs (pour décrire les tensions mécaniques élastiques sur un corps solide)^[10]. Il énonce un grand nombre de théorèmes généraux pour étudier les symétries en physique théorique dont le principe de Curie^[11].

Propriétés magnétiques des corps

Durant sa thèse, Pierre Curie étudie les propriétés magnétiques des corps ferromagnétiques et diamagnétiques à différentes températures. Il remarque que la susceptibilité magnétique d'un matériau paramagnétique est inversement proportionnelle à la température et mesure la température de Curie de transition de phase entre son état ferromagnétique et son état paramagnétique de plusieurs matériaux^[12]. La loi de Curie est expliquée théoriquement grâce à des concepts de physique statistique par Paul Langevin, qui fut l'élève de Pierre Curie à l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris.

Radioactivité

Après la découverte de la radioactivité naturelle par Henri Becquerel, Pierre et Marie Curie étudient les propriétés de rayonnement des corps radioactifs comme l'uranium et parviennent à séparer deux métaux très radioactifs, le polonium^[13]puis le radium en collaboration avec Gustave Bémont. Avec André-Louis Debierne puis Jacques Danne, il découvre la radioactivité induite^[14] et mesure la charge électrique du rayonnement émis par les corps radioactifs^[15].

Instrumentation scientifique

Pierre Curie a une importante activité de conception d'instruments scientifiques. Il met au point le quartz piézoélectrique, conçoit des électromètres performants (électromètre apériodique et à bilame de quartz^[16]) et une balance de précision apériodique capable de mesure le centième de milligramme^[17].

Distinctions

• Lauréat avec Jacques Curie du Prix Planté de l'Académie des sciences en 1895^[18]
• Lauréat du Prix La Caze de l'Académie des sciences en 1901^[19]
• Lauréat avec Marie Curie du Prix de la fondation Debrousse de l'Académie des sciences en 1902
• Lauréat avec Marie Curie et Henri Becquerel du prix Nobel de physique en 1903^[20]
• Lauréat avec Marie Curie de la médaille Davy de la Royal Society en 1903^[21]
• Membre de l'Académie des sciences élu le 3 juillet 1905^[22]

Hommage

Le 20 avril 1995, sur décision du président François Mitterrand, ses cendres et celles de sa femme Marie sont transférées au Panthéon de Paris^[23]

• Le curie est une unité de radioactivité (3,7 x 10¹⁰ désintégrations par seconde) dont le nom est un hommage rendu à Pierre Curie par le Congrès de radiologie de 1910.
• Le point de Curie est le degré où un corps perd ses propriétés magnétiques.
• L'Université Paris VI se nomme Université Pierre et Marie Curie.
• L’élément atomique no 96, découvert en 1944, a été baptisé curium en l’honneur de Pierre et Marie Curie.

Notes et références

Annexes

Bibliographie

• Marie Curie, Pierre Curie, Paris, Payot, 1924 [lire en ligne] 
• Pierre Curie, Œuvres de Pierre Curie, Paris, Édition des Archives Contemporaines, 1984 (1908) [lire en ligne] 

Articles connexes

• Famille Curie
• Marie Curie
• Irène Joliot-Curie
• Frédéric Joliot-Curie
• Ève Curie
• Institut Curie
• Rue Pierre-et-Marie-Curie
• Musée Curie

Liens externes

• (en) Biographie sur le site de la Fondation Nobel (la page propose plusieurs liens relatifs à la remise du prix, dont un document rédigé par le lauréat - le Nobel Lecture - qui détaille ses apports)

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