L'électroscope pour mesurer la radioactivité des engrais d'Irène Curie

De la radioactivité dans les engrais

Très rapidement après la découverte de la radioactivité, le grand public va se passionner pour ce phénomène inconnu et lui prêter tout un tas de vertus. Que ce soit dans le domaine médical, dans les cosmétiques ou dans l’aviation, beaucoup de secteurs sont impactés par ces nouveaux rayonnements. L’agriculture en fait partie.
Le 16 octobre 1920, Gabriel Petit, professeur à l’Ecole vétérinaire de Maison Alfort, membre de l’Académie de Médecine, pose ainsi une question dans le magazine « La Nature » : « L’Agriculture, dans l’état actuel de nos connaissances, est-elle susceptible de bénéficier plus ou moins largement de la Radio-activité ? ». L’article va bien entendu conclure que oui, « sous la condition d’un emploi scientifiquement rationnel », avec un contrôle des doses poussé à l’extrême. A son avis, l’agriculture ne pourra qu’en « tirer grand profit », et il n’est pas « d’application plus féconde » de la radioactivité ! Il nous confirme que l’intérêt pour la radioactivité des engrais remonte largement avant : dès 1913, l’Académie des Sciences a accordé plusieurs subventions pour étudier l’influence de la radioactivité sur le développement des plantes.
Cela a amené, l’année de la publication, à plusieurs expériences qui ont eu lieu à l’Ecole vétérinaire de Maison Alfort, sous la direction de Gabriel Petit avec la collaboration du jardinier-chef, M. Guillemain. Des photographies intégrées dans le texte montrent bien l’intérêt qu’on voyait à l’adjonction de radioactivité aux engrais : d’un côté, un pot de géranium non traité, chétif ; de l’autre, la même plante, luxuriante, dont la terre a été enrichie avec une solution radioactive…
Les chercheurs s’intéressent particulièrement à la dose limite à ne pas dépasser pour obtenir une optimisation de la croissance de la plante. De même, des savants étudient l’effet de la radioactivité sur les bactéries fixatrices d’azote : les travaux de M. Stoklasa semblent montrer que son utilisation permet d’accroître la fertilité des sols en améliorant le « rendement » de ces bactéries.

Photographie de l'électroscope d'Irène Curie dans la vitrine C6 du Musée Curie . Action sur les plantes : photographie d’illustration de l’article de Gabriel Petit dans La Nature, n°2428, 16 octobre 1920, p.248.

En se basant sur ces recherches, des industriels du secteur phytosanitaire se sont mis à proposer des engrais « radioactivés ».Le Ministère de l’Agriculture et le Service de la Répression des fraudes ont donc dû composer avec des produits nouveaux aux allégations « radioactives » qu’ils ne savaient pas mesurer. Pour les aider dans leurs travaux, ils se sont naturellement tournés vers le laboratoire de l’Institut du radium, spécialiste français de la radioactivité. Une toute jeune chercheuse du Pavillon Curie s’est alors chargée de cette commande : Irène Curie.

Publicit�� pour les engrais Excitor Agral, Gazette du village, n° 45, 22 juin 1919, p.406 (disponible sur Gallica)

L’électroscope pour les engrais d’Irène Curie

A une époque où la standardisation des instruments de recherche n’était pas la norme, les scientifiques devaient concevoir les appareils dont ils avaient besoin pour leur recherche. Ainsi, Irène Curie a pensé cet électroscope de A à Z afin de rendre la mesure de la radioactivité des engrais rapide et simple. Son appareil, construit par l'entreprise Brewer Frères Constr. en 1921, se compose de deux parties : un électroscope pour les mesures, surmontant une chambre d’ionisation où la matière à examiner est placée. L’électroscope est formé par une tige portant une feuille d’aluminium. Elle traverse un bouchon en ambre avant de pénétrer dans la chambre d’ionisation. La partie supérieure de la tige ainsi que la feuille, sont enfermées dans une boîte cylindrique en laiton aux parois en verre qui permettent de viser la feuille avec un microscope. L'air dans la boîte est asséché par de l’acide phosphorique placé dans la boule adjacente au cylindre. La tige soutient une grille métallique à l’intérieur de la chambre d’ionisation : il s’agit de l’électrode centrale. Une petite tige latérale sert à charger l’électroscope. La chambre d’ionisation en zinc possède des dimensions particulièrement importantes (42x18x8 cm) afin de répartir la substance à mesurer sur une grande surface. Une porte sur le côté permet de retirer la cuvette formant le fond de la chambre. C’est sur elle que l’on étale le produit à mesurer et qui fait office de seconde électrode.

Photographies de face et de profil de l'électroscope d'Irène Curie

Le principe de la mesure est simple : la radioactivité de l’échantillon induit la création d’un courant électrique entre les deux électrodes (par ionisation de l’air). Le courant se propage le long de la tige: la feuille en aluminium va alors se mouvoir. Elle se déplace d’autant plus rapidement que la substance est plus active. L’activité se mesure ainsi par la vitesse de déplacements de la feuille.
En comparant cette vitesse à celle obtenue avec un étalon d’oxyde d’urane, on pouvait obtenir facilement une idée de l’activité radioactive de l’échantillon.
Ce travail l’amène à rédiger un rapport au Ministère de l’Agriculture (envoyé en 1921). Il sert de base pour son deuxième article scientifique l’année suivante, qu’elle publie dans les Annales de la Science Agronomique Française et Etrangère.

Schémas vues de face et de profil de l'électroscope, tiré de l'article d'Irène Curie