Pasteur
| Louis Pasteur | |
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| Louis Pasteur, par Nadar | |
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| Naissance | 27 décembre 1822 Dole (Jura) |
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| Décès | 28 septembre 1895 (à 72 ans) Villeneuve-l'Étang Marnes-la-Coquette (Seine-et-Oise) |
| Nationalité |  France |
| Profession(s) | Scientifique, chimiste et physicien de formation, pionnier de la microbiologie. |
Louis Pasteur, né à Dole (Jura) le 27 décembre 1822 et mort à Marnes-la-Coquette (Seine-et-Oise) le 28 septembre 1895, est un scientifique français, chimiste et physicien de formation, et un pionnier de la microbiologie.
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Jeunesse
Louis Pasteur est né le 27 décembre 1822 à Dole. Son père, après avoir été sergent dans l’armée napoléonienne, reprit la profession familiale de tanneur. En 1825 la famille quitte Dole pour Marnoz, pour enfin s'installer à Arbois en 1830. Le jeune Pasteur suit à Arbois les cours d'enseignement mutuel puis entre au collège de la ville. C'est à cette époque qu'il se fait connaître pour ses talents de peintre ; il a d'ailleurs fait de nombreux portraits de membres de sa famille et des habitants de la petite ville.
En octobre 1838, il quitte Arbois pour l'Institution Barbet à Paris afin de se préparer au baccalauréat puis aux concours. Cependant, déprimé par cette nouvelle vie, il abandonne cette idée, quitte Paris et termine son année scolaire 1838-1839 au Collège d'Arbois. À la rentrée 1839, il poursuit ses études au collège royal de Franche-Comté, à Besançon. En 1840, il obtient le baccalauréat en lettres puis, en 1842, après un échec, le baccalauréat en sciences mathématiques. Pasteur retourne de nouveau à Paris et est finalement admis à l'École normale en 1843.
Carrière
À l'École normale, Pasteur étudie la chimie et la physique, ainsi que la cristallographie. Il devient agrégé-préparateur de chimie et soutient en 1847 à la faculté des sciences de Paris ses thèses pour le doctorat ès sciences physiques. Ses travaux sur la chiralité moléculaire lui vaudront la médaille Rumford en 1856.
Après avoir été professeur à Dijon puis à Strasbourg de 1848 à 1853, il y épouse Marie Laurent, fille du recteur d'Académie.
En février 1854, pour avoir le temps de mener à bien des travaux qui puissent lui valoir le titre de correspondant de l'Institut, il se fait octroyer un congé rémunéré de trois mois à l'aide d'un certificat médical de complaisance. Il fait prolonger le congé jusqu'au 1er août, date du début des examens. « Je dis au Ministre que j'irai faire les examens, afin de ne pas augmenter les embarras du service. C'est aussi pour ne pas laisser à un autre une somme de 6 ou 700 francs. »
Il est ensuite nommé professeur de chimie et doyen de la faculté des sciences de Lille nouvellement créée en 1854. C'est à cette occasion qu'il prononce la phrase souvent citée : « Dans les champs de l'observation, le hasard ne favorise que les esprits préparés ». Pasteur, qui s'intéressait à la fermentation depuis 1849 (voir plus loin), est stimulé dans ces travaux par les demandes des brasseurs lillois concernant la conservation de la bière. Après Frédéric Kuhlmann et Charles Delezenne, Pasteur est ainsi un des premiers en France à établir des relations fructueuses entre l'enseignement supérieur et l'industrie chimique. Les travaux qu'il réalise à Lille entre 1854 et 1857 conduisent à la présentation de son 'Mémoire sur la fermentation appelée lactique' dans le cadre de la Société des sciences, de l'agriculture et des arts de Lille le 8 août 1857.
En 1857, il est nommé administrateur chargé de la direction des études à l'École normale supérieure.
En 1861, Pasteur publie ses travaux réfutant la théorie de la génération spontanée. L'Académie des sciences lui décerne le prix Jecker pour ses recherches sur les fermentations.
En 1862, il est élu à l'Académie des sciences en remplacement de Henri Hureau de Senarmont.
En 1865, Dumas le nomme membre, avec Claude Bernard et Sainte-Claire Deville, d'une commission chargée d'étudier l'étiologie du choléra. Les trois savants, qui cherchent le principe de la contagion dans l'air (alors que Snow, dans un travail publié en 1855, avait montré qu'il était dans l'eau), ne trouvent pas le microbe, que Pacini avait pourtant fait connaître en 1854.
À l'École normale supérieure, Pasteur est jugé autoritaire aussi bien par ses collègues que par les élèves et se heurte à de nombreuses contestations, ce qui le pousse à démissionner, en 1867, de ses fonctions d'administrateur. Il reçoit une chaire en Sorbonne et on crée, à l'École normale même, un laboratoire de chimie physiologique dont la direction lui est confiée.
Ses études sur les maladies des vers à soie, menées de 1865 à 1869, triomphent de la pébrine mais non de la flacherie et ne permettent pas vraiment d'endiguer le déclin de la sériciculture. Durant cette période il subit une attaque cérébrale, et une hémiplégie dont il se remet.
La défaite de 1870 et la chute de Napoléon III sont un coup terrible pour Pasteur, grand patriote et très attaché à la dynastie impériale. Par ailleurs, il est malade. L'Assemblée nationale lui vote une récompense pour le remercier de ses travaux dont les conséquences économiques sont considérables.
En 1874, ses recherches sur la fermentation lui valent la médaille Copley, décernée par la Royal Society, de Londres].
En 1876, Pasteur se présente aux élections sénatoriales, mais c'est un échec. Ses amis croient qu'il va enfin s'arrêter et jouir de sa retraite, mais il reprend ses recherches. Il gagne Clermont-Ferrand où il étudie les maladies de la bière avec son ancien préparateur Émile Duclaux, et conclut ses études sur la fermentation par la publication d'un livre : Les Études sur la bière (1876).
En 1881 , l'équipe de Pasteur met au point le vaccin contre le charbon des moutons.
En 1882, il est reçu à l'Académie française. Dans son discours de réception, il accepte pour la science expérimentale l'épithète « positiviste », en ce sens qu'elle a pour domaine les causes secondes et s'abstient donc de spéculer sur les causes premières et sur l'essence des choses, mais il reproche à Auguste Comte et à Littré d'avoir voulu imposer cette abstention à toute la pensée humaine. Il plaide pour le spiritualisme et célèbre « les deux saintetés de l'Homme-Dieu », qu'il voit réunies dans le couple que l'agnostique Littré formait avec sa femme chrétienne. C'est dans ce discours que Pasteur prononce la phrase souvent citée : « Les Grecs (...) nous ont légué un des plus beaux mots de notre langue, le mot enthousiasme (...) — un dieu intérieur. »
Il reçoit, le 29 décembre 1883, le Mérite agricole pour ses travaux sur les vins et la fermentation.
En 1885, Pasteur refusa de poser sa candidature aux élections législatives, alors que les paysans de la Beauce, dont il avait sauvé les troupeaux grâce au vaccin contre le charbon, l'auraient sans doute porté à la Chambre des Députés.
La découverte du vaccin antirabique (1885) vaudra à Pasteur sa consécration dans le monde : il recevra de nombreuses distinctions.L'Académie des sciences propose la création d'un établissement destiné à traiter la rage : l'Institut Pasteur naît en 1888.
Il meurt le 28 septembre 1895. Les Français [réf. souhaitée] auraient voulu qu'il fût enterré au Panthéon de Paris ; finalement sa famille décida de l'enterrer dans une crypte de l'Institut Pasteur.
Œuvre
Dans les travaux que Pasteur a réalisés au début de sa carrière scientifique en tant que chimiste, il résolut en 1848 un problème qui allait par la suite se révéler d'importance capitale dans le développement de la chimie contemporaine : la séparation des deux formes de l'acide tartrique. Le seul acide tartrique qu'on connaissait à l'époque était un sous-produit classique de la vinification, utilisé dans la teinturerie. Parfois, au lieu de l'acide tartrique attendu, on obtenait un autre acide, qu'on appela acide racémique puis acide paratartrique. Une solution de l'acide tartrique, comme de chacun de ses sels (tartrates), tournait le plan de la lumière polarisée la traversant, alors qu'une solution de l'acide paratartrique, comme de chacun de ses sels (paratartrates), ne causait pas cet effet, bien que les deux composés aient la même formule brute. En 1844, Mitscherlich avait affirmé que, parmi les couples tartrate / paratartrate, il y en avait un, à savoir le couple « tartrate double de soude et d'ammoniaque » / « paratartrate double de soude et d'ammoniaque », où le tartrate et le paratartrate n'étaient discernables que par la propriété rotatoire, présente dans le tartrate et absente dans le paratartrate. (« Tartrate double de soude et d'ammoniaque » était la façon dont on désignait à l'époque le tartrate – base conjuguée de l'acide tartrique – de sodium et d'ammonium.) En particulier, ce tartrate et ce paratartrate avaient, selon Mitscherlich, la même forme cristalline. Pasteur eut peine à croire « que deux substances fussent aussi semblables sans être tout à fait identiques ». Il refit les observations de Mitscherlich et s'avisa d'un détail que Mitscherlich n'avait pas remarqué : dans le tartrate en question, les cristaux présentent une dissymétrie (« hémiédrie »), toujours orientée de la même façon; en revanche, dans le paratartrate correspondant, il coexiste deux formes de cristaux, images spéculaires non superposables l'une de l'autre, et dont l'une est identique à celle du tartrate. Il sépara manuellement les deux sortes de cristaux du paratartrate, en fit deux solutions et observa un effet de rotation du plan de polarisation de la lumière, dans un sens opposé pour les deux échantillons. La déviation du plan de polarisation par les solutions étant considérée, depuis les travaux de Biot, comme liée à la structure de la molécule, Pasteur conjectura que la dissymétrie de la forme cristalline correspondait à une dissymétrie interne de la molécule, et que la molécule en question pouvait exister en deux formes dissymétriques inverses l'une de l'autre. C'était la première apparition de la notion de chiralité des molécules. Depuis les travaux de Pasteur, l'acide racémique ou paratartrique est considéré comme composé d'un acide tartrique droit (l'acide tartrique connu antérieurement) et d'un acide tartrique gauche.
Les travaux de Pasteur dans ce domaine ont abouti, quelques années plus tard à la naissance du domaine de la stéréochimie avec la publication de l'ouvrage la Chimie dans l'Espace par van 't Hoff qui, en introduisant la notion d'asymétrie de l'atome de carbone a grandement contribué à l'essor de la chimie organique moderne.
Pasteur avait correctement démontré (par l'examen des cristaux puis par l'épreuve polarimétrique) que l'acide paratartrique est composé de deux formes distinctes d'acide tartrique. En revanche, la relation qu'il crut pouvoir en déduire entre la forme cristalline et la constitution de la molécule était inexacte, le cas spectaculaire de l'acide paratartrique étant loin d'être l'illustration d'une loi générale, comme Pasteur s'en apercevra lui-même. François Dagognet dit à ce sujet : « la stéréochimie n'a rien conservé des vues de Pasteur, même s'il demeure vrai que les molécules biologiques sont conformées hélicoïdalement ».
Gerald L. Geison a noté chez Pasteur une tendance à atténuer sa dette envers Auguste Laurent pour ce qui est de la connaissance des tartrates.
En 1849, Biot signale à Pasteur que l'alcool amylique dévie le plan de polarisation de la lumièret possède donc la propriété de dissymétrie moléculaire. Pasteur estime peu vraisemblable que l'alcool amylique hérite cette propriété du sucre dont il est issu (par fermentation), car, d'une part, la constitution moléculaire des sucres lui paraît très différente de celle de l'alcool amylique et, de plus, il a toujours vu les dérivés perdre la propriété rotatoire des corps de départ. Il conjecture donc que la dissymétrie moléculaire de l'alcool amylique est due à l'action du ferment. S'étant persuadé (sous l'influence de Biot) que la dissymétrie moléculaire est étroitement liée à la vie, il voit là la confirmation de certaines « idées préconçues » qu'il s'est faites sur la cause de la fermentation et qui le rangent parmi les tenants du ferment vivant.
En 1787, en effet, Adamo Fabbroni, dans son Ragionamento sull'arte di far vino (Florence), avait le premier soutenu que la fermentation du vin est produite par une substance vivante présente dans le moût. Cagniard de Latour et Theodor Schwann avaient apporté des faits supplémentaires à l'appui de la nature vivante de la levure. Dans le même ordre d'idées, Jean-Baptiste Dumas, en 1843 (époque où le jeune Pasteur allait écouter ses leçons à la Sorbonne), décrivait le ferment comme un être organisé et comparait son activité à l'activité de nutrition des animaux.
Berzélius, lui, avait eu une conception purement catalytique de la fermentation, qui excluait le rôle d'organismes vivants. Liebig, de façon plus nuancée, avait des idées analogues : il voulait bien envisager que la levure fût un être vivant, mais il affirmait que si elle provoquait la fermentation, ce n'était pas par ses activités vitales mais parce qu'en se décomposant, elle était à l'origine de la propagation d'un état de mouvement (vibratoire). Berzélius et Liebig avaient tous deux combattu les travaux de Cagniard de Latour et de Schwann.
Pasteur « dispose d'une première orientation donnée par Cagniard de Latour ; il la développe et montre que c'est en tant qu'être vivant que la levure agit, et non en tant que matière organique en décomposition. » De 1857 à 1867, il publie des études sur les fermentations. Inaugurant la méthode des cultures pures, il établit que certaines fermentations (lactique, butyrique) où on n'avait pas aperçu de substance jouant un rôle analogue à celui de la levure (ce qui avait servi d'argument à Liebig) sont bel et bien l'œuvre d'organismes vivants.
Il découvre un fait jusqu'alors insoupçonné : la capacité qu'ont certains organismes de vivre en l'absence d'oxygène libre (c'est-à-dire en l'absence d'air). Il appelle ces organismes anaérobies. (Les mots aérobie et anaérobie sont de lui.)
Ainsi, dans le cas de la fermentation alcoolique, la levure tenue à l'abri de l'air vit en provoquant aux dépens du sucre une réaction chimique qui libère les substances dont elle a besoin et provoque en même temps l'apparition d'alcool. En revanche, si la levure se trouve en présence d'oxygène libre, elle se développe davantage et la fermentation productrice d'alcool est faible. Les rendements en levure et en alcool sont donc antagonistes. L'inhibition de la fermentation par la présence d'oxygène libre est ce qu'on appellera « l'effet Pasteur ».
Même si Liebig resta sur ses positions, les travaux de Pasteur furent généralement accueillis comme prouvant définitivement le rôle des organismes vivants dans la fermentation. Toutefois, certains faits (comme la découverte de la diastase en 1833 par Payen et Perso) allaient dans le sens de la conception catalytique de Berzélius et, en 1860, Marcellin Berthelot, dans une note à l'Académie des sciences, proposa une synthèse des deux théories, physiologique et catalytique : la fermentation n'est pas produite directement par les êtres vivants qui en sont responsables couramment (levures etc.) mais par des substances non vivantes, des « ferments solubles » (on dira plus tard « zymases », puis « enzymes »), substances elles-mêmes sécrétées ou excrétées par les êtres vivants en question. En 1878, Berthelot publia un travail posthume de Claude Bernard qui, contredisant Pasteur, mettait l'accent sur le rôle des « ferments solubles » dans la fermentation alcoolique. Il en résulta entre Pasteur et Berthelot une des controverses célèbres de l'histoire des sciences.
Pasteur ne rejetait pas absolument le rôle des « ferments solubles ». Il accepta toujours qu'on l'envisageât comme une conjecture parmi d'autres. Dans le cas particulier de la fermentation ammoniacale de l'urine, il considérait même comme établi, à la suite d'une publication de Musculus, que la cause proche de la fermentation était un « ferment soluble » (dans ce cas, l'enzyme qu'on appellera « uréase ») produit par le ferment microbien qu'il avait découvert lui-même. Il admettait aussi le phénomène, signalé par Lechartier et Bellamy, de l'alcoolisation des fruits sans intervention du ferment (microbien) alcoolique. On s'accorde toutefois à penser que Pasteur fut incapable de comprendre l'importance des « ferments solubles » (consacrée depuis par les travaux d' Eduard Buchner) et souligna le rôle des micro-organismes dans les « fermentations proprement dites » avec une insistance excessive, qui n'allait pas dans le sens du progrès de l'enzymologie. On met cette répugnance de Pasteur à relativiser le rôle des organismes vivants sur le compte de son vitalisme, qui l'empêcha aussi de comprendre le rôle des toxines et d'admettre en 1881, lors de sa rivalité avec Toussaint dans la course au vaccin contre le charbon, qu'un vaccin « tué » pût être efficace.
Les travaux de Pasteur sur la fermentation ont fait l'objet d'un débat dans les années 1970 et 1980, la question étant de savoir si, en parlant de « fermentations proprement dites », Pasteur avait commis une tautologie qui lui permettait de prouver à peu de frais la cause biologique des fermentations.
À partir de 1859, Pasteur mène une lutte contre les partisans de la « génération spontanée », en particulier contre Félix Archimède Pouchet et un jeune journaliste, Georges Clemenceau; ce dernier, médecin, met en cause les compétences de Pasteur, qui ne l'est pas, et attribue son refus de la génération spontanée à un parti-pris idéologique (Pasteur est chrétien). Et ce fut finalement après six années de recherche que Pasteur démontra la fausseté de cette vieille théorie, selon laquelle « la vie pourrait apparaître à partir de rien, et les microbes être générés spontanément. »
Depuis le XVIIIe siècle, partisans et adversaires de la génération spontanée (aussi appelée hétérogénie) cherchent à réaliser des expériences décisives à l'appui de leur opinion.
Les partisans de cette théorie (appelés spontéparistes ou hétérogénistes) soutiennent que, quand le contact avec l'air fait apparaître sur certaines substances des êtres vivants microscopiques, cette vie tient son origine non pas d'une vie préexistante mais d'un pouvoir génésique de l'air.
Pour les adversaires de la génération spontanée, l'air amène la vie sur ces substances non par une propriété génésique mais parce qu'il véhicule des germes d'êtres vivants.
En 1837, déjà, Schwann a fait une expérience que les adversaires de la génération spontanée considèrent comme probante en faveur de leur thèse : il a montré que si l'air est chauffé (puis refroidi) avant de pouvoir exercer son influence, la vie n'apparaît pas.
Le 20 décembre 1858, l'Académie des Sciences prend connaissance de deux notes où Pouchet, naturaliste et médecin rouennais, prétend apporter une preuve définitive de la génération spontanée.
Le 3 janvier 1859, l'Académie des Sciences discute la note de Pouchet. Tous les académiciens qui participent à cette discussion : Milne Edwards, Payen, Quatrefages, Claude Bernard et Dumas, alléguant des expériences qu'ils ont faites eux-mêmes, s'expriment contre la génération spontanée, qui, d'ailleurs, est alors devenue une doctrine minoritaire.
Même après les discussions de l'Académie, il reste cependant deux points faibles dans la position des adversaires de la génération spontanée :
- sous certaines conditions, ils obtiennent, sans pouvoir l'expliquer, des résultats apparemment favorables à la génération spontanée;
- les procédés (chauffage, lavage à l'acide sulfurique, filtrage) par lesquels ils débarrassent l'air des germes qu'il pourrait véhiculer sont accusés par les spontéparistes de « tourmenter » l'air et de le priver de son pouvoir génésique.
Louis Pasteur raconte :
« Personne, ne sut indiquer la véritable cause d'erreur de ses expériences [= de Pouchet], et bientôt l'Académie, comprenant tout ce qui restait encore à faire, propose pour sujet de prix la question suivante : « Essayer, par des expériences bien faites, de jeter un jour nouveau sur la question des générations spontanées. » »
— Pasteur, Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère. Examen de la doctrine des générations spontanées.
C'est Pasteur qui va obtenir le prix, pour ses travaux expérimentaux exposés dans son Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère. Examen de la doctrine des générations spontanées. (1861):
Ses expériences sont, pour l'essentiel, des versions améliorées de celles de ses prédécesseurs. Il comble de plus les deux desiderata signalés plus haut. Tout d'abord, il comprend que certains résultats antérieurs, apparemment favorables à la génération spontanée étaient dus à ce qu'on utilisait la cuve à mercure pour empêcher la pénétration de l'air ambiant : le mercure, tout simplement, est lui-même très sale.
Ensuite, il présente une expérience qu'on ne peut pas accuser de « tourmenter » l'air : il munit des flacons d'un col en S (col de cygne) et constate que, dans un nombre appréciable de cas, l'air qui a traversé les sinuosités, sans avoir été ni chauffé, ni filtré ni lavé, ne provoque pas l'apparition d'êtres vivants sur les substances qui se trouvent au fond du flacon, alors qu'il la provoque sur une goutte placée à l'entrée du circuit. La seule explication de l'inaltération du fond est que des germes ont été arrêtés par les sinuosités et se sont déposés sur le verre. Cette expérience avait été suggérée à Pasteur par le chimiste Balard ; Chevreul en avait fait d'analogues dans ses cours.
Enfin, Pasteur réfute un argument propre à Pouchet : celui-ci, arguant de la constance avec laquelle (dans ses expériences, du moins) la vie apparaissait sur les infusions, concluait que, si la théorie de ses adversaires était exacte, les germes seraient à ce point ubiquitaires que « l'air dans lequel nous vivons aurait presque la densité du fer ». Pasteur fait des expériences en divers lieux, temps et altitudes et montre que (si on laisse pénétrer l'air ambiant sans le débarrasser de ses germes) la proportion des bocaux contaminés est d'autant plus faible que l'air est plus pur. Ainsi, sur la Mer de Glace, une seule des vingt préparations s'altère.
Il y avait toutefois une lacune dans la démonstration de Pasteur : alors qu'il se posait en réfutateur de Pouchet, il n'utilisa jamais une infusion de foin comme le faisait Pouchet. S'il l'avait fait, il se serait peut-être trouvé devant une difficulté inattendue. En effet, de 1872 à 1876, quelques années après la controverse Pasteur-Pouchet, Ferdinand Cohn établira qu'un bacille du foin, Bacillus subtilis, peut former des endospores qui le rendent résistant à l'ébullition.
À la lumière des travaux de Cohn, le pasteurien Émile Duclaux reconnaît que la réfutation de Pouchet par Pasteur devant la Commission académique des générations spontanées était erronée : « L'air est souvent un autre facteur important de la réviviscence des germes (...). [Le] foin contient d'ordinaire, comme Cohn l'a montré depuis, un bacille très ténu (...). C'est ce fameux bacillus subtilis (...). Ses spores, en particulier, peuvent supporter plusieurs heures d'ébullition sans périr, mais elles sont d'autant plus difficiles à rajeunir qu'elles ont été plus maltraitées. Si on ferme à la lampe le col du ballon qui les contient, au moment où le liquide qui les baigne est en pleine ébullition elles ne son pas mortes, mais elles ne se développent pas dans le liquide refroidi et remis à l'étuve, parce que l'air fait défaut. Si on laisse rentrer cet air, l'infusion se peuple, et se peuplerait encore si on ne laissait rentrer que de l'air chauffé, car l'air n'agit pas, comme le croyait Pasteur au moment des débats devant la Commission académique des générations spontanées, en apportant des germes : c'est son oxygène qui entre seul en jeu. » (Émile Duclaux ajoute que Pasteur revint de son erreur.)
L'air comme facteur de réviviscence de germes non pas morts, mais en état de non-développement, telle est donc l'explication que la science a fini par préférer à l'air convoyeur de germes pour rendre compte d'un phénomène que Pouchet, pour sa part, interprétait comme suit : « les Proto-organismes, qui naissent spontanément (...) ne sont pas extraits de la matière brute proprement dite, ainsi que l'ont prétendu quelques fauteurs [= partisans] de l'hétérogénie, mais bien des particules organiques, débris des anciennes générations d'animaux et de plantes, qui se trouvent combinées aux parties constituantes des minéraux. Selon cette doctrine, ce ne sont donc pas des molécules minérales qui s'organisent, mais bien des particules organiques qui sont appelées à une nouvelle vie. »
On considère que c'est John Tyndall qui, en suivant les idées de Cohn, mettra la dernière main à la réfutation de la génération spontanée.
Pasteur estimait d'ailleurs que la génération spontanée n'était pas réfutée de façon absolue, mais seulement dans les expériences par lesquelles on avait prétendu la démontrer. Dans un texte non publié de 1878, il déclarait ne pas juger la génération spontanée impossible.
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