Frédéric Joliot-Curie

Sur les recommandations de Paul Langevin, Frédéric Joliot entre, titulaire d'une bourse Rothschild, en 1925 à l'Institut du radium comme préparateur particulier de Marie Curie. Il passe alors sa seconde partie du baccalauréat ainsi que sa licence ès-sciences[6]. Frédéric Joliot obtient son doctorat de sciences en 1930 avec une thèse portant sur l’étude électrochimique des radioéléments[2] - [7]. Il publie à cette occasion divers travaux sur les propriétés électriques des métaux en couches minces[8]. Sa carrière se développe alors en parallèle à la faculté des sciences de l'université de Paris et à la Caisse nationale des sciences (puis Caisse nationale de la recherche scientifique) : assistant à l'Institut du radium et chargé de recherche en 1932, maître de recherche en 1933, maître de conférences en 1935, directeur de recherche en 1936.

Frédéric Joliot-Curie et sa femme Irène commencent à travailler ensemble à partir de 1929 à l'Institut du radium. Ils réalisent ensemble une expérience majeure sur un mystérieux rayonnement pénétrant excité par les rayons alpha dans les atomes légers[9]. L’effet de projection de protons qu’ils mettent en évidence au début de 1932 est une étape majeure vers la découverte du neutron par James Chadwick en février 1932[10].

Au cours des deux années suivantes, Frédéric Joliot et Irène Curie s'intéressent aux rayons gamma et aux neutrons produits dans plusieurs réactions nucléaires. Après la découverte de l'électron positif par Carl David Anderson, ils publient sur un nouveau processus d’absorption des rayons gamma par effet de paires d’électrons[8]. Frédéric Joliot donne une preuve de l’annihilation des électrons positifs prévue par le théoricien Paul Dirac. Les résultats de Frédéric Joliot et Irène Curie sur l’existence de possibles « électrons positifs de transmutation » sont contestés au conseil de physique Solvay d’octobre 1933. Reprenant leurs expériences, ils découvrent que ces électrons sont produits par un nouveau type de radioactivité, par émission d’électrons positifs. Ils donnent quinze jours plus tard une preuve chimique de l’existence du premier radioélément artificiel, le phosphore 30, ainsi que d’un second, l'azote 13.

Frédéric Joliot en 1935.

Irène et Frédéric Joliot-Curie dans leur laboratoire en 1935.

En 1935, ils obtiennent le prix Nobel de chimie « en reconnaissance de leur synthèse de nouveaux éléments radioactifs[11] ». En janvier 1937, une chaire de chimie nucléaire est créée pour lui au Collège de France. Joliot se consacre à la construction du premier cyclotron français. En 1937, le site d’une ancienne propriété de la Compagnie générale d'électro-céramique à Ivry-sur-Seine est acquis par la Caisse nationale de la recherche scientifique pour la construction du Laboratoire de synthèse atomique. Dirigé par Frédéric Joliot, le laboratoire est spécialisé pour la production des nouveaux radioéléments et de leurs applications biologiques et physico-chimiques. Frédéric Joliot s’implique personnellement dans des recherches biologiques utilisant des traceurs radioactifs.

Le 6 janvier 1939, Otto Hahn et Fritz Strassmann apportent à la communauté scientifique la preuve de la fission de l'uranium par bombardement de neutrons. Cette nouvelle fait sensation et provoque une émulation auprès des scientifiques de l'atome. Il publie dès le 30 janvier dans les Comptes rendus hebdomadaires de l'Académie des sciences[12] une preuve physique de la fission, indépendamment de celle donnée par Otto Frisch et met sur pied une équipe avec Hans Halban et Lew Kowarski, pour étudier les conditions pouvant rendre possible une réaction en chaîne.

D'autres équipes de physiciens, en particulier celle de Fermi et Szilard aux États-Unis, s’engagent dans des recherches analogues. Durant le mois de février 1939 à Paris, Joliot, Halban et Kowarski réussissent à démontrer expérimentalement que la réaction en chaîne peut se produire. En mars, Joliot charge Halban d'aller déposer par le premier avion au départ pour Londres, un article sur leur découverte pour la revue Nature. L'article de la découverte de la réaction en chaîne parut dans le n^o 143 de la revue, établissant l’émission de neutrons lors de la fission, suivi de deux autres en avril et mai sur le nombre et l’énergie des neutrons libérés. L'équipe de Joliot dépose le 30 octobre un pli cacheté à l’Académie des sciences sur la possibilité de produire des réactions nucléaires en chaîne illimitée.

Fin avril 1939, Francis Perrin se joint à l'équipe afin de résoudre le calcul complexe de la masse critique. Perrin y parvient et conclut que la masse critique pour l'uranium doit être de 40 tonnes, voire 15 tonnes, si enfermée dans un réflecteur de neutrons.

Le calcul de criticité est déposé à l'Académie des sciences le 1^er mai 1939. Le 4 mai 1939 Joliot, Halban et Kowarski déposent via la Caisse nationale de la recherche scientifique trois brevets. Les deux premiers sont en vue de production d'énergie nucléaire, dits « cas n^o 1 » et « cas n^o 2 » ou encore « cas A » et « cas B ». Le dernier brevet, et le plus important, « cas n^o 3 » ou encore « cas C », a pour titre Perfectionnement aux charges explosives. Ce brevet est le dépôt intellectuel de la bombe atomique[13] et il est déposé sous le numéro provisoire n^o 445686.

Daladier, alors président du Conseil et ministre de la Défense, voyant la nature de ce « cas n^o 3 » portant clairement sur l'armement, décide, alors que la France est en guerre contre l'Allemagne, d'apposer le sceau du secret défense sur cette invention et la réserve à l'État, mettant Joliot et son équipe au service du ministère de l'Armement de Raoul Dautry en novembre 1939. Joliot fait jouer ses relations pour pouvoir acquérir l'ensemble mondial du stock d'eau lourde produit par la Norsk Hydro-Elektrisk Kvaelstofaktieselskbab en Norvège, soit 185,5 kg répartis en 26 bidons. Il passe un accord avec la STR (Société des terres rares) pour acquérir le maximum de matière radioactive. Il organise pour l'État français un contrat d'approvisionnement en uranium avec l'Union minière du Haut Katanga via les actionnaires majoritairement belges. Par ces différents actes, Joliot fait de la France le premier pays au monde à s'assurer un approvisionnement en uranium, et à comprendre l'importance de l'énergie nucléaire civile et militaire.

Hans Halban et Lew Kowarski, ses deux proches collaborateurs, dont une partie des ascendants sont juifs, sont de ce fait menacés par l'invasion allemande. Le 18 juin 1940, Joliot les envoie en Angleterre pour mettre les découvertes de l'équipe hors de portée des Allemands. Cette exfiltration se fait via le navire charbonnier anglais Broompark, emportant à son bord 200 kg d'eau lourde[note 1], les documents, les brevets et le plus important : les hommes ayant travaillé avec Joliot et les seuls avec lui à comprendre la portée de leur savoir[note 2]. Lui-même préfère rester en France.

Selon son biographe Michel Pinault, les raisons familiales, en particulier l'isolement de ses jeunes enfants à l'Arcouest, en Bretagne, ne sont pas essentielles dans cette décision. Il aurait exprimé à plusieurs personnes de son entourage son refus par la conviction que la guerre allait continuer et qu'une occupation longue commençait à laquelle il convenait de faire face en étant là ; la défaite était le résultat d'un affaiblissement national, et que l'entreprise de redressement commençait aussitôt. Joliot voulait donc préserver la science française et mettre sur pied les éléments d'un redémarrage rapide à la fin de la guerre[14]. Pendant ce temps, les nazis visitent les laboratoires scientifiques français à Paris et s'installent : le physicien Kurt Diebner et le général Schumann enquêtent sur l'avancement du projet atomique français. Ils envisagent de réquisitionner les laboratoires d'Ivry et du Collège de France.

Début août 1940, un courrier d'Edmond Faral, administrateur du Collège de France, lui demande ainsi qu'aux autres professeurs du Collège de rentrer sans plus tarder à Paris. Rentré, Joliot refuse auprès du général Enrich Schumann de signer l'ordre de reprise du travail[15]. Afin de faciliter le dialogue, les Allemands font appel à un physicien francophone, bien connu de Joliot, Wolfgang Gentner.

Gentner est venu en France, en 1933, étudier la physique à l'Institut du radium de Paris, grâce à une bourse de l'université de Francfort. Mais avec l'arrivée de Hitler au pouvoir, cette bourse a été supprimée. Marie Curie, qui a accepté Gentner dans ses locaux, réussit à lui obtenir une nouvelle bourse pour qu'il puisse rester à Paris. Gentner a pu ainsi, à ce moment, rencontrer Joliot, le connaître et nouer une relation sincère.

Au terme des discussions, un accord se fait pour la remise en route du laboratoire avec des chercheurs allemands sous le contrôle de Gentner travaillant à la mise en fonctionnement du cyclotron et sur des recherches de physique nucléaire générales sans visée militaire[16] - [14].

Selon Pierre Biquard[17], scientifique et ami de Joliot et sympathisant communiste, Joliot figurait dans le comité du Front national universitaire fondé à l'appel du PC clandestin en juin 1941 et au printemps 1942, il aurait remis à Pierre Villon, responsable du Front national, son adhésion au PCF, adhésion qui ne fut rendue publique qu'à la fin août 1944. Mais selon Pierre Villon, ce dernier n'aurait reçu l'adhésion de Joliot qu'en avril 1944, au moment où celui-ci passait dans la clandestinité. En novembre 1942, Villon avait proposé à Joliot la présidence d'un comité directeur du Front national, organisation créée par le PCF[2].

Il est élu membre de l'Académie des sciences en 1943.

Joliot prend part en août 1944 à l'insurrection de Paris contre l'occupation allemande. Il est l'inventeur du cocktail « Joliot-Curie », qui fit des ravages contre les chars allemands à la libération de Paris puisque ces « cocktails », composés de trois éléments faciles à trouver à l'époque (une bouteille d'acide sulfurique et d'essence qui explosait au contact de chlorate de potassium), n'avaient pas besoin d'être enflammés pour neutraliser les véhicules visés. Le Front national le délègue à l'Assemblée consultative provisoire. Il y siège jusqu'à sa démission en février 1945 en raison de ses autres activités[2].

Irène et Frédéric Joliot-Curie, dans les années 1940.

Il est directeur du CNRS du 20 août 1944 au 3 février 1946. En 1945, il participe à la fondation du Commissariat à l'énergie atomique (CEA), dont il est nommé haut-commissaire par le général de Gaulle. En 1948, il supervise la construction à Fontenay-aux-Roses du premier réacteur nucléaire français, la pile Zoé.

Le 28 avril 1950, Joliot-Curie est révoqué de son poste de haut-commissaire du CEA par le président du Conseil Georges Bidault sans explications[18], mais probablement d'une part, en raison de sa forte implication dans la diffusion de « l’appel de Stockholm » et d'autre part ses sympathies envers le PCF, qui lui valent d'être mal vu par les Américains, en plein contexte de guerre froide. Il avait déclaré au cours d'un meeting d'avril 1950 : « Les savants communistes et progressistes ne donneront pas une miette de leur savoir pour la bombe atomique »[19].

Joliot est remplacé par le physicien Francis Perrin, et l'année suivante Pierre Guillaumat est nommé administrateur général du CEA[20].

En 1955, Joliot-Curie est l’un des onze signataires du manifeste Russell-Einstein[21].

À la mort de sa femme Irène en 1956, il reprend la charge de sa chaire de physique nucléaire à la faculté des sciences de Paris ainsi que la direction de l'Institut du radium, tout en conservant son poste au Collège de France. C'est à cette époque que sa santé commence à décliner et il meurt le 14 août 1958 d'une maladie du foie qui, comme la cause de la mort de sa femme, est imputée à une surexposition aux radiations[22]. Des obsèques nationales, comme deux ans auparavant pour Irène, sont décrétées par le général de Gaulle ; son corps repose auprès de celui de sa femme au cimetière de Sceaux. Jean Teillac lui succède à la chaire de physique et à la direction de l'Institut du radium.

Au cinéma, Frédéric Joliot a joué son propre rôle dans le film de Jean Dréville La Bataille de l'eau lourde (1948).

• 1932 : Médaille Mateucci de la Société italienne des sciences ;
• 1933 : prix Henri-Wilde de l'Académie des sciences ;
• 1934 : prix Marquet de l'Académie des sciences ;
• 1935 : prix Nobel de chimie ;
• 1940 : médaille quinquennale Barnard de l'Académie nationale des sciences des États-Unis ;
• 1950 : titre de docteur honoris causa de l'université Marie Curie-Skłodowska[26] ;
• 1951 : titre de docteur honoris causa de l'université Jagellon de Cracovie[27] ;
• 1954 : médaille d'or Lavoisier de l'Académie des sciences.

• 1923 : Médaille Pierre-Curie de l'Association des Anciens élèves de l'École de physique et chimie de la Ville de Paris[8] ;
• 1936 : médaille de la Société des ingénieurs civils ;
• 1938 : médaille de la Société chimique de France ;
• 1946 : médaille Praesenster de l'Association des ingénieurs de Liège ;
• 1946 : commandeur de la Légion d'honneur au titre de la Résistance ;
• 1947 : membre étranger de la Royal Society britannique ;
• 1948 : médaille Hughes de la Royal Society britannique ;
• 1950 : Prix Staline pour la paix.

Le Service hospitalier Frédéric-Joliot est implanté dans l'hôpital d'Orsay (Essonne). Dépendant du centre CEA de Saclay, il a été créé pour développer les applications du nucléaire dans le domaine médical : scintigraphies classiques et aussi tomographie par émission de positons (TEP) grâce à l'usage d'un cyclotron sur place.

• Michel Pinault, Frédéric Joliot-Curie, Paris, O. Jacob, 2000, 712 p. (ISBN 978-2-7381-0812-8, OCLC 406967744, BNF 37108282, présentation en ligne).
• Pierre Biquard, Frédéric Joliot-Curie et l'énergie atomique, Paris, L'Harmattan, coll. « Droit à la connaissance », 2003 (1^re éd. 1961), 262 p. (ISBN 978-2-7475-4311-8, OCLC 53277017, lire en ligne)
• Michel Rouzé, Frédéric Joliot-Curie, Éditeurs français réunis (EFR), Paris, 1950, 75 p. (avec un texte du Professeur Bernal).
• Frédéric Joliot-Curie, Paul Langevin, 1948 ; Hommage à Paul Langevin, texte inclus dans La Pensée et l'Action, Les Éditeurs Français Réunis, 1950.
• Jean-François Picard, La République des Savants revisitée. Du CNRS à l'ANR, un siècle d'organisation de la recherche française, Histcnrs, 2021.

• Famille Curie
• Pierre Curie
• Marie Curie
• Irène Joliot-Curie
• Ève Curie
• Institut du radium
• Institut Curie
• Rue Pierre-et-Marie-Curie
• Musée Curie
• Course à la bombe

• 1948 : La Bataille de l'eau lourde de Jean Dréville.
• 1950 : La vie commence demain de Nicole Vedrès.
• 1984 : Irène et Fred (téléfilm) de Roger Kahane.

• La conférence Nobel de décembre 1935 de Joliot, en ligne et commentée sur le site BibNum
• (en) Biographie sur le site de la fondation Nobel (le bandeau sur la page comprend plusieurs liens relatifs à la remise du prix, dont un document rédigé par la personne lauréate — le Nobel Lecture — qui détaille ses apports)

• Ressources relatives à la recherche :
  • Atomic Heritage Foundation
  • La France savante
• Ressources relatives aux beaux-arts :
  • AGORHA
  • (en) National Portrait Gallery
• Ressource relative à la santé :
  • Bibliothèque interuniversitaire de santé
• Ressource relative à la vie publique :
  • « Maitron »
• Ressource relative aux militaires :
  • base Léonore
• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :

  • Britannica
  • Deutsche Biographie
  • Enciclopedia De Agostini
  • Gran Enciclopèdia Catalana
  • Hrvatska Enciklopedija
  • Nationalencyklopedin
  • Munzinger
  • Proleksis enciklopedija
  • Store norske leksikon
  • Universalis
  • Visuotinė lietuvių enciklopedija
• Notices d'autorité :

  • VIAF
  • ISNI
  • BnF (données)
  • IdRef
  • LCCN
  • GND
  • Japon
  • CiNii
  • Pays-Bas
  • Pologne
  • Israël
  • NUKAT
  • Catalogne
  • Suède
  • Australie
  • Norvège
  • Croatie
  • Tchéquie
  • WorldCat