Marie Curie, la chercheuse aux deux prix Nobel

Une jeune fille qui n'a pas le droit d'étudier

Maria Skłodowska naît le 7 novembre 1867 à Varsovie, en Pologne. À cette époque, la Pologne n'est plus un pays indépendant : elle est partagée entre trois empires voisins, et Varsovie vit sous la domination de l'Empire russe.

Ses parents sont enseignants. Chez elle, on lit, on discute, on apprend. Son père garde à la maison les instruments de physique qu'il n'a plus le droit d'utiliser en classe, et les lui montre. Maria est une élève brillante : elle termine le lycée à quinze ans, avec une médaille d'or.

Mais il y a un mur : l'université de Varsovie n'accepte pas les femmes. Avec sa sœur Bronia, Maria suit alors une université clandestine, surnommée « l'université volante » : les cours ont lieu le soir, dans des appartements, et changent sans cesse d'adresse pour échapper à la police.

Un pacte entre deux sœurs

Les deux sœurs rêvent d'étudier à Paris, où l'université accueille les femmes. La famille n'a pas l'argent pour deux. Elles concluent un pacte : Maria travaillera pour aider Bronia à payer ses études de médecine ; ensuite, Bronia l'aidera à son tour.

Pendant plusieurs années, Maria est gouvernante, c'est-à-dire qu'elle fait la classe aux enfants d'une famille aisée, à la campagne. Le soir, elle étudie seule les mathématiques et la physique dans des livres. Elle prend des leçons de chimie auprès d'un chimiste de l'usine voisine, puis s'exerce en cachette dans un petit laboratoire de Varsovie.

Elle arrive enfin à Paris à l'automne 1891, à presque 24 ans, et s'inscrit à l'université de la Sorbonne.

Rattraper le retard

Le début est dur. Elle a perdu des années d'études, et elle comprend mal le français quand on le parle vite. Elle loue une chambre sous les toits, si froide l'hiver qu'elle empile tous ses vêtements sur elle pour dormir.

Elle travaille sans relâche. En 1893, elle est reçue première à sa licence de physique. L'année suivante, deuxième à sa licence de mathématiques.

En 1894, on lui confie une étude sur le magnétisme des aciers, et elle cherche un endroit pour la mener. On lui présente un physicien déjà connu dans plusieurs pays, Pierre Curie. Ils se marient en 1895 et travailleront ensemble.

Des rayons mystérieux

En 1896, le physicien Henri Becquerel a remarqué quelque chose d'étrange : l'uranium, un métal, émet tout seul des rayons invisibles, capables de noircir une plaque photographique enveloppée. Presque personne ne s'y intéresse : les savants ont les yeux tournés vers les rayons X, découverts l'année précédente.

Marie choisit ces rayons pour sa thèse, le grand travail de recherche qui permet de devenir docteur. Elle dispose d'un appareil de mesure très précis, construit par Pierre et son frère Jacques.

Elle passe en revue, une par une, toutes les substances qu'elle peut se procurer. Et elle fait une observation décisive : la force des rayons dépend seulement de la quantité d'uranium, pas de la façon dont il est mélangé à d'autres corps. Conclusion : les rayons ne viennent pas d'une réaction chimique, ils viennent de l'intérieur de l'atome lui-même. À l'époque, c'est une idée révolutionnaire.

Au passage, elle découvre qu'un autre élément, le thorium, émet des rayons semblables. Un chercheur allemand, Gerhard Schmidt, l'a remarqué au même moment qu'elle : en science, il arrive souvent que deux personnes trouvent la même chose presque en même temps.

Deux éléments nouveaux

Puis une surprise : un minerai d'uranium, la pechblende, émet beaucoup plus de rayons que son uranium ne devrait en produire. Marie fait une hypothèse audacieuse : il contient une substance inconnue, bien plus active.

Pierre abandonne ses propres recherches pour la rejoindre. En 1898, ils annoncent deux éléments chimiques nouveaux :

• en juillet, le polonium, nommé en l'honneur de la Pologne ;
• en décembre, le radium, avec l'aide du chimiste Gustave Bémont.

C'est aussi dans ces travaux qu'apparaît un mot nouveau : radioactivité.

Des années dans un hangar

Annoncer un élément ne suffit pas : il faut le prouver, en l'isolant et en le pesant. Or il y en a très peu dans le minerai. Il faut des tonnes de résidus de pechblende, qui arrivent d'une mine de Bohême, dans l'actuelle République tchèque.

On ne leur donne pas de vrai laboratoire, seulement un vieux hangar au toit vitré qui laisse passer la pluie, étouffant l'été et glacial l'hiver. Un grand chimiste allemand venu le visiter l'a comparé à un croisement entre une étable et une remise à pommes de terre.

Marie traite le minerai par lots d'une vingtaine de kilos. Elle raconte avoir passé des journées entières à remuer une masse bouillante avec une barre de fer presque aussi grande qu'elle. Pendant ce temps, le couple donne des cours pour gagner sa vie, et élève Irène, leur première fille, née en 1897.

Après des milliers d'opérations, Marie obtient un décigramme, un dixième de gramme, de sel de radium presque pur, et mesure la masse de ses atomes. Elle présente ce travail dans sa thèse, en juin 1903.

Le prix Nobel, et un nom qui manquait

En 1903, le prix Nobel de physique, une grande récompense internationale créée quelques années plus tôt, est partagé entre Becquerel et le couple Curie.

Le prix a failli oublier Marie. Les savants qui avaient proposé des lauréats n'avaient cité que Becquerel et Pierre. Prévenu par un mathématicien suédois, Pierre a répondu qu'il tenait à être récompensé avec Marie, pour leur travail commun. Une proposition de son nom, faite l'année précédente, a permis de l'ajouter. Marie devient ainsi la première femme à recevoir un prix Nobel.

Les Curie font aussi un choix rare : ils ne déposent pas de brevet sur leur méthode pour extraire le radium. Ils la décrivent à qui la demande, et envoient leurs échantillons à d'autres chercheurs. Pour eux, une découverte doit servir à tous.

Continuer seule

Le 19 avril 1906, Pierre meurt dans un accident, renversé par une voiture à cheval dans une rue de Paris. Marie reste seule avec Irène, 8 ans, et Ève, à peine plus d'un an.

On lui propose une pension ; elle la refuse, et reprend le cours de Pierre à la Sorbonne. En 1908, elle devient la première femme professeure d'université en France.

Les obstacles continuent. En janvier 1911, elle se présente à l'Académie des sciences, l'assemblée des grands savants français : elle est refusée, à une ou deux voix près. En novembre, une partie de la presse mène contre elle une campagne haineuse, qui lui reproche d'être une femme et d'être étrangère, et s'attaque à sa vie privée.

En décembre de la même année, elle reçoit un second prix Nobel, de chimie cette fois, pour la découverte du polonium et du radium et pour l'isolement du radium. Elle reste la seule personne à avoir reçu un prix Nobel dans deux sciences différentes.

Des rayons X pour les blessés

Pendant la Première Guerre mondiale (1914-1918), Marie Curie met la science au service des soldats. Les rayons X permettent de voir une balle ou un éclat d'obus dans un corps, et donc d'opérer plus sûrement.

Avec la Croix-Rouge, elle fait équiper près d'une vingtaine de voitures en postes de radiologie mobiles, qu'on surnommera les « petites Curie ». Pour s'en servir elle-même, elle apprend à conduire et se forme à l'anatomie et à la mécanique. Irène, 17 ans, l'accompagne près du front. Elle forme aussi des infirmières à manier les appareils.

Ce que la légende oublie

On raconte souvent l'histoire de Marie Curie comme celle d'une femme seule contre tous. C'est en partie vrai, et en partie faux.

• Elle n'était pas seule. Sans le pacte avec Bronia, sans Pierre et son appareil de mesure, sans la découverte de Becquerel, sans le chimiste Gustave Bémont ni son collaborateur André Debierne, le travail n'aurait pas été le même. La science est presque toujours une œuvre collective.
• Personne ne connaissait le danger. Les Curie manipulaient le radium sans aucune protection ; Pierre en gardait dans sa poche pour le montrer à ses amis. Il avait les doigts brûlés, Marie les mains abîmées. On mettait leur fatigue sur le compte du froid et du surmenage.
• Le radium est devenu une mode. Dans les années suivantes, des entreprises ont vendu du dentifrice, des crèmes et même de l'eau « au radium », présentés comme bons pour la santé. Aux États-Unis, des ouvrières qui peignaient des cadrans de montre lumineux avec une peinture au radium sont tombées gravement malades. Les Curie n'en étaient pas responsables, mais cette histoire montre qu'une découverte peut faire du mal quand on l'utilise avant de la comprendre.

Marie Curie meurt le 4 juillet 1934, d'une grave maladie du sang, très probablement causée par les rayonnements reçus pendant toute sa vie de chercheuse.

Ce qu'elle a laissé

• Une nouvelle idée de l'atome. On le croyait immuable ; il peut libérer de l'énergie et se transformer. C'est le point de départ de la physique nucléaire.
• Des soins. Les rayonnements servent aujourd'hui à traiter certains cancers et à faire des examens médicaux, dans des hôpitaux de tous les continents.
• Une règle de prudence. Les ravages du radium ont appris à se protéger des rayonnements : c'est devenu un métier, la radioprotection.
• Une famille de chercheurs. Sa fille Irène et son gendre Frédéric Joliot ont reçu à leur tour le prix Nobel de chimie, en 1935, pour avoir fabriqué de nouveaux atomes radioactifs : c'est la radioactivité artificielle.

En 1995, ses cendres et celles de Pierre ont été transférées au Panthéon, le monument de Paris où la France honore les personnes qu'elle juge les plus importantes de son histoire.