Pasteur et ses travaux de jeunesse en chimie

Bicentenaire de la naissance de Louis Pasteur

4 novembre 2022

Maïté Fauchoux

Continuons l’aventure Pasteur en nous penchant sur ses travaux en chimie. Dans l’imaginaire scientifique et collectif, Louis Pasteur (1822-1895) est associé au vaccin contre la rage ou à la pasteurisation. Pourtant, avant d’être un biologiste reconnu, Pasteur a été chimiste.

Pasteur à l'Ecole normale, dessin de Charles Lebayle

Les années de formation

Après un baccalauréat au collège royal de Besançon, Pasteur poursuit de brillantes études à l’Ecole normale supérieure, à Paris, dans la section Sciences, de 1843 à 1846. Il est également reçu 3^e à l’agrégation de sciences physiques en 1846. Comme c’est l’usage à l’époque, Pasteur soutient en 1847 deux thèses, l’une en chimie (Recherches sur la capacité de saturation de l’acide arsénieux. Etude des arsénites de potasse, de soude et d’ammoniaque) et l’autre en physique (Etude des phénomènes relatifs à la polarisation rotatoire des liquides. Application de la polarisation rotatoire des liquides à la solution de diverses questions de chimie) sous la direction d’Antoine-Jérôme Balard (1802-1876), connu pour sa découverte du brome.

Photographie de Pasteur en 1852

Pasteur a eu pour professeurs de chimie Jean-Baptiste Dumas (1800-1884), qu’il admirait beaucoup, ainsi que Jean-Baptiste Biot (1774-1862), connu pour sa découverte de la polarisation rotatoire de la lumière par les cristaux.

Jean-Baptiste Dumas en 1860 par Pierre Petit, photographe ; Jean-Baptiste Biot, gravé par Ambroise Tardieu

Les acides tartriques : une énigme pour Pasteur

Aussitôt ses thèses soutenues, Pasteur mène des recherches dans le domaine de la cristallographie. Intrigué par la loi de l’isomorphisme, selon laquelle des composés dont les cristaux ont une structure proche peuvent former des cristaux mixtes, énoncée par le minéralogiste allemand Eilhard Mitscherlich (1794-1863) en 1819, Pasteur s’intéresse tout particulièrement aux cristaux de tartrate et de paratartrate.

Les premiers travaux de Pasteur : modèles de cristaux en terre cuite préparés par Pasteur
et conservés à l'Ecole normale

Il effectue ainsi des recherches sur l’activité optique des cristaux à la lumière polarisée, et s'intéresse plus particulièrement à la dissymétrie moléculaire. Il parvient à distinguer différentes formes d’acides tartriques et de tartrates et, en 1853, à transformer l'acide tartrique en acide paratartrique.

Après plusieurs années de recherche, Louis Pasteur établit un parallèle entre la forme cristalline, sa constitution moléculaire et son action sur la lumière polarisée : les cristaux dissymétriques font dévier la lumière polarisée.

En septembre 1857, Louis Pasteur indique dans une lettre à Jean-Baptiste Dumas, son professeur de chimie :

Correspondance de Pasteur, 1840-1895. 1 / réunie et annotée par Pasteur Vallery-Radot, pp. 429-430

Pasteur diffuse ses résultats de cristallographie à la Société chimique de Paris le 20 janvier et le 3 février 1860 sous forme de leçons intitulées : « Recherches sur la dissymétrie moléculaire des produits organiques naturels ».

Oeuvres de Pasteur. T1 / réunies par Pasteur Vallery-Radot, p. 314

Remarquant que tous les composés dont les solutions dévient la lumière polarisée proviennent de sources végétales ou animales, Pasteur en conclut que l’asymétrie est la marque du vivant. Comme l'illustre Henry Gee dans "Pasteur avait raison, la nature est asymétrique" in Le Monde, 14 octobre 1995, "notre main gauche n'est pas une copie de notre main droite, mais une copie de son reflet dans un miroir". De cette découverte, découleront ses premières recherches sur la fermentation.