HISTOIRE DE LA CSF SOUS L'OCCUPATION, « l'enfance de Thales »

Pierre Grivet et le microscope électronique (1941-1944) 


(Création  11 novembre 2012)

 

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L'auteur

C'est à Levallois, au 55 rue Greffuhle, sur le site historique de la SFR que furent menées la plupart des activités de recherches de la CSF. Loin de sacrifier un long terme incertain aux urgences de la survie, les laboratoires de la CSF-SFR menèrent des études de toutes sortes, le plus souvent sans rapport avec les impératifs de la production, occupée à honorer les commandes allemandes. La plupart de ces études sont orientées vers le secteur civil. Parmi tous les projets de recherches qui furent menés, l'un d'entre eux concerne le microscope électronique. Lancé en 1941, il débouche à la fin de la guerre sur un instrument opérationnel, livré à l'institut Pasteur. Un jeune scientifique, Pierre Grivet, a été recruté pour mener à bien ce projet de microscope électronique qui peut être considéré comme l'origine de la société d'instrumentaion CAMECA, dont l'histoire a fait partie de mes investigations. C'est sur cette page de mon site.

Les débuts du normalien
Le laboratoire de recherches de la CSF
L'université d'entreprise
Le microscope électronique



Histoire de Cameca

Les débuts du normalien

Pierre Grivet a suivi les traces de Maurice Ponte, son ainé de neuf ans, à l'école Normale Sup de la rue d'Ulm. Il commence sa thèse de physique rue Lhommond, dans les laboratoires de l'École Normale, sous la direction d'Henri Abraham dont toute la carrière scientifique tournera autour de la théorie électromagnétique. Au cœur de celle-ci, la fameuse constante c, la vitesse de la lumière. Le sujet de thèse que le jeune Pierre Grivet aborde en 1936 est, précisément, l'amélioration des mesures de vitesse de la lumière. Un statut d' « agrégé préparateur » donne alors au jeune chercheur des conditions de vie à peu près décentes.

Après la déclaration de guerre, Grivet est d'abord mobilisé sur la ligne Maginot comme lieutenant d'artillerie, et puis, au fil des mois, le bon sens finit par l'emporter sur les pesanteurs de la tradition qui veulent qu'un scientifique serve dans l'artillerie. Spécialiste de la radio-électricité, il rejoint en mars 1940 la section d'études dirigée par le commandant Labat, participe à un projet de radar et reçoit ensuite la mission de réorienter le laboratoire de l'E.N.S. vers l'étude de la détection électromagnétique. Un prototype en est encore à ses balbutiements quand les Allemands entrent dans Paris1.

Démobilisé, Grivet quitte le laboratoire de la rue Lhommond et signe un contrat avec le Conservatoire national des Arts et Métiers (CNAM), ce qui lui permet de terminer sa thèse tout en gagnant sa vie2. Il est chef du service de Métrologie et oriente des nouvelles recherches vers l'optique électronique, c'est-à-dire, l'ensemble des techniques qui permettent de manipuler des faisceaux d'électrons pour la conception de tubes de télévision et de microscopes électroniques. Plus tard, il justifiera ce choix en expliquant qu'en s'engageant dans un domaine où les Allemands avaient une avance évidente, il ne risquait pas de contribuer à l'avancée de la science allemande3. De fait, il dévore la bible de microscopie électronique que publie en 1940 Manfred von Ardenne en la dédiant à son frère Gothilo, mort sur le front polonais4. Avant von Ardenne, un autre allemand, Ruska, récompensé en 1986 par le prix Nobel, avait conçu un microscope électronique qui permettait, en 1933, d'observer un objet avec une résolution aussi bonne que celle d'un microscope optique. En 1937, un élève de Ruska obtint une résolution trois fois meilleure. Dés lors, il était acquis que le microscope électronique serait l'instrument qui permettrait aux biologistes d'observer les micro-organismes trop petits pour être accessibles aux microscopes optiques.

Le laboratoire de recherches de la CSF

Le 3 octobre 1940, le gouvernement de Vichy promulgua une loi qui exclut les juifs de la fonction publique. L'ancien patron de Grivet, le professeur Abraham, dut donc quitter la direction du laboratoire de la rue Lhommond, en même temps que son collègue Eugène Bloch. Grivet n'est pas juif, au contraire de sa femme Thérèse, née Meyer, qui prépare une thèse de chimie. Son avenir lui paraît bien sombre dans la fonction publique. C'est ainsi qu'il rejoint le laboratoire de la CSF à Levallois, où son aîné, Maurice Ponte, lui confie la direction d'un laboratoire de télévision et d'optique électronique.

Grivet, 1940

Pierre Grivet à la fin des années 1930

Trois jeunes ingénieurs de l'école de Physique et Chimie de Paris (ESPCI) sont recrutés dans l'équipe de Grivet ainsi que deux universitaires titulaires d'un doctorat, Daniel Charles, et H.Brück,. Le laboratoire de la CSF devient un refuge pour des scientifiques juifs. La section Schule und Kultur de la MBF qui met un zèle particulier à s'assurer que la réglementation sur le statut des juifs promulguée par Vichy est bien appliquée et que l'Université française est épurée non seulement des Juifs, mais de toutes les personnalités notoirement anti-allemandes5, semble se désintéresser de la pureté aryenne d'un laboratoire privé comme celui de la CSF. Il n'empêche que comme tout nouvel embauché, Daniel Charles doit donner des précisions sur son aryanité6. Il se déclare non-juif, ce qui est vrai au sens des lois anti-juives de 1940, mais ne le sera plus dans la réglementation de 1941. Charles est sollicité pour un certain nombre de projets qui nécessitent ses compétences de physicien. Brück sera affecté plus exclusivement au projet de microscope électronique qui se met en place à partir de 1942, dans le cadre d'un programme de recherches contre la poliomyélite piloté par l'Institut Pasteur. Brück, devenu expert en faisceaux moléculaires au cours de son passage dans le labo du professeur Stern, à Hambourg, est alsacien par sa mère, mais son père est allemand, ce qui complique un peu son cas. Il est juif, ce que semble ignorer son collègue Charles. Regenstreif qui rejoindra plus tard l'équipe du microscope électronique est également juif. Ainsi, au même moment où de nombreux ingénieurs « israélites » de Levallois jugeaient plus prudent de migrer en zone libre, c'est-à-dire de demander leur affectation dans le laboratoire de Lyon, l'usine de Levallois restait un refuge où les Juifs de la région parisienne pouvaient exercer une activité professionnelle et profiter éventuellement de la situation pour se refaire une identité.

Thérèse Grivet a changé son nom, de Meyer en Maillard, mais les Juifs ne sont pas les seuls à devoir se munir de faux papiers. A partir de l'automne 1942, un certain nombre de réfractaires du STO sont concernés. C'est le STO qui conduira un quatrième homme, Bertein, à faire partie de l'équipe scientifique du microscope électronique. Il n'est pas réfractaire, mais tous les élèves de ce professeur de l'enseignement secondaire ont été raflés ou se sont évaporés pour échapper aux rafles. Sans travail, il se spécialisera dans le calcul des défauts des lentilles électrostatiques7.

D'abord hébergé dans l'usine de la rue Greffuhle, le labo de Grivet est ensuite transféré à quelques pas de là, rue Poccart, dans une annexe moins perturbée par les vibrations mécaniques et les parasites électriques. Cela n'empêche pas le labo de continuer à vivre en symbiose avec l'usine. Paradoxalement, la situation de pénurie dont souffre l'usine profite au labo, car il suffit que quelques articles soient manquants pour que la production d'un modèle soit bloquée et il est alors facile de détourner de leur destination initiale les autres articles. Le labo dispose ainsi de métaux réfractaires, tungstène et molybdène, de mercure, de solvants purs, de matériaux propres à faire des écrans magnétiques, de poudres fluorescentes. Il y a aussi les services dispensées naturellement par l'usine de tubes: arsenal des technologies du vide, azote liquide, toutes choses devenues introuvables dans les laboratoires universitaires. La pénurie dont souffre l'usine n'est que relative et doit se comprendre dans un contexte d'abondance propre au secteur travaillant pour l'effort de guerre allemand.

L'université d'entreprise

Les conditions de travail sont donc inespérées. Grivet se souviendra que ceux qui participent à ces projets de recherche gardent un état d'esprit quasiment euphorique, baigné dans des sentiments patriotiques exacerbés par la défaite subie et la lueur d'espoir que représente la résistance anglaise8. Cet état d'esprit rend les ingénieurs et techniciens particulièrement réceptifs au grand projet de formation mis en place par la direction. Il faut dire qu'à la suite des défections résultant de la guerre et des centaines de milliers de prisonniers retenus en Allemagne, beaucoup de nouvelles recrues sont inexpérimentées ou n'ont pas de formation de base adaptée aux métiers de l'électronique.

L'université d'entreprise mise en place à Levallois mobilise chaque ingénieur et technicien une heure par jour, prise pour moitié sur le temps de travail. il entre naturellement dans les attributions des physiciens du laboratoire de contribuer à la formation de leurs collègues. Grivet dispense un cours sur l'émission photoélectrique et thermoïonique. Charles rédige des manuels pour la préparation des poudres fluorescentes, des céramiques et des couches photoélectriques. Quant à Brück, c'est à l'École Normale de la rue d'Ulm qu'il dispense son savoir sur la mécanique quantique. Cette fringale de formation évoque inévitablement d'autres situations analogues, dans une France tombée tellement bas qu'elle ressent un inexorable besoin d'espérer en préparant un avenir meilleur: l'École des cadres d'Uriage qui accueille les fonctionnaires de l'administration de Vichy, l'Institut catholique de Toulouse, qui regorge de séminaristes et d'étudiants laïques9, universités organisées dans les camps de prisonniers de guerre en Allemagne10 ou les universités populaires dans les camps d'internement en France11.

J'ai découvert le somptueux manuel d'optique électronique de 150 pages rédigé par Grivet et édité par la CSF12. J'ai mis en ligne de larges extraits de ce manuel (Pdf, 3.2 Mo). Il se trouve que j'ai moi-même travaillé dans ce domaine-là à la fin du XXe siècle, et les ouvrages en anglais publiés par Grivet dans les années 1960 faisaient autorité. Aucun n'avait la magnificence de celui qu'il a rédigé entre le dernier trimestre 1941 et l'été 1942, avec semble-t-il, des ressources illimitées en dessinateurs de croquis. C'est un travail de synthèse qui se réfère aux meilleurs auteurs de la discipline, souvent allemands, incluant les toutes dernières publications, tant allemandes qu'américaines, des années 1941 et 1942 (Voir la bibligraphie, pdf 1.4 Mo). C'est-à-dire qu'à Paris, on recevait aussi bien la Physical Review, le Journal of Applied Physics ou la RCA Review, a technical journal que le Zeitschrift für Physik ou les diverses publications de Springer. En 1942, dans l'Allemagne en guerre contre les anglo-saxons à l'ouest et les soviétiques, à l'est, des spécialistes de la microscopie électronique ont tout loisir de publier des articles sur les aberrations des lentilles magnétiques asymétriques.

Le microscope électronique

Depuis 1930, les gens qui essayaient de maitriser les faisceaux d'électrons pour faire des oscilloscopes ont compris qu'un microscope électronique permettrait de s'affranchir des limitations fondamentales du microscope optique, c'est-à-dire un pouvoir de résolution d'un demi micromètre. Les lentilles d'un microscope électronique peuvent être magnétiques ou électrostatiques. A la fin de 1942, Grivet fera le choix électrostatique bien qu'il sache que les lentilles magnétiques ont des aberrations moins importantes, mais il doute qu'il puisse disposer de matériaux magnétiques de qualité suffisamment bonne pour faire des lentilles magnétiques. Un premier prototype, dessiné dans le courant de l'année 1942, permettra de nouer des liens avec un utilisateur potentiel, le professeur Lépine, de l'Institut Pasteur. Au début de 1944, un contrat est passé avec la division sciences appliquées du CNRS pour une livraison de l'appareil à l'institut Pasteur. Le CNRS octroie un prêt de 500 KF pour les études relatives à ce projet, remboursable au fur et à mesure des affaires commerciales et achète un prototype pour la somme de 1 MF13. Le laboratoire du professeur Lépine est le premier laboratoire de biologie français à recevoir un microscope électronique14 . Lépine fait ses premières publications en 1944, mais ne réceptionne l'appareil dans les locaux de l'institut Pasteur qu'à la fin de 194515.

Prototype microscope électronique
microscope électronique 1945
Le microscope électronique de la CSF: Prototype de labo (1942) et prototype d'instrument (1943)16
Il n'est pas certain que l'instrument ait vraiment existé sous la forme montré à droite avant 1945.

En 1943, le secteur électrique devient tellement instable qu'il devient nécessaire d'alimenter la haute tension des prototypes de Levallois avec un moteur synchrone couplé à un alternateur 600 Hz. Une stabilité de la haute tension de 10-4 ne sera obtenue qu'après que l'ingénieur Jean Vastel ait introduit une boucle de contre-réaction, schéma qui sera classiquement adopté par la suite. Regenstreif qui a été recruté à la fin de 1943, joue le rôle de chef produit et définit l'instrument qui sera finalement livré aux clients. Des techniciens ont été spécialement embauchés pour s'occuper de la préparation des échantillons17. Des collaborations s'établissent pour la simulation analogique du champ électrique des lentilles: Brück bénéficie de l'accès au Laboratoire d'Analogie Rhéographique de la Sorbonne18.


Cuve rhéographique

Cuve électrolytique représentée dans le manuel d'optique électronique de 1941

Pour obtenir un relevé d'équipotentielles comme celui figurant dans le traité d'optique électronique (sur planche ci-dessus), une maquette en tôle de la lentille est réalisée à l'échelle 20 , coupée en deux dans un plan de symétrie pour y introduire un sonde de mesure.


Plus tard, dans les années 1960, ces cuves rhéographiques seront remplacées par de gros ordinateurs et dans les années 1980 par des ordinateurs de table. Avec les relevés de potentiel, Grivet et ses collègues pourront calculer toutes les aberrations attendues de chaque lentille:

Formule aberrations

Nous n'entrerons pas ici dans le détail des calculs. Ils étaient utiles pour interpréter les résultats obtenus. Lors de la recette du premier appareil par l'Institut Pasteur à la fin de 1945, un pouvoir de résolution de 10 millièmes de micron, c'est-à-dire, cinquante fois mieux que les microscopes optiques dont les biologistes français pouvaient disposer jusqu'alors. Pour ce projet de microscope électronique, la CSF avait bénéficié d'un financement externe sous la forme d'un contrat avec le CNRS, tout juste créé avant-guerre, et d'un apport personnel de la richissime mécène Raba Deutsch de la Meurthe, fondatrice du centre de transfusion sanguine de l'hôpital Saint-Antoine19.

Nous ne nous attarderons pas sur les multiples problèmes techniques et théoriques que l'équipe Grivet dut résoudre pour mettre à disposition de l'Institut Pasteur et des autres clients un appareil complètement nouveau répondant aux spécifications. La question se pose de savoir si Grivet avait eu des contacts avec des savants allemands dont nous avons vu qu'ils avaient été les précurseurs de la technique dans les années 1930. Je n'ai pas trouvé trace de tels contacts. Grivet n'aura connu Von Ardenne, Glaser et tous les représentants de l'école allemande de microscopie électronique, que de façon livresque. Pourtant, en janvier 1943, au cours d'un étrange voyage d'études à Berlin sur « la formation accélérée de la main d'œuvre », Grivet a été l'hôte de la société A.E.G. pendant une semaine et de la société Siemens pendant une autre semaine. Sans doute avait-il été désigné pour cette mission en raison de sa bonne pratique de la langue - son père n'était-il pas professeur d'allemand ? - et de son incompétence en matière de production - on ne risquait pas de lui tirer les vers du nez au sujet de la production de Levallois. Au vu des rapports de mission rédigés par Grivet, il semble d'ailleurs que le commanditaire de la mission était un groupement interprofessionnel, probablement le COCEL20. Ce rapport est d'ailleurs très intéressant21, mais sans rapport direct avec les études de la CSF.

En fait, Grivet est amené à s'occuper à toutes sortes de choses. Au sein des laboratoires de la CSF, c''est lui qui dirige les études de la CSF sur la Télévision et sur la métallurgie des poudres, non sans regret. « J'ai eu quelque peine, écrira-t-il, à me concentrer sur le problème central à mes yeux, de l'optique électronique ».22

Histoire de Cameca

Pour rattacher cette page du microscope électronique (1940-1944) à celle de l'Histoire de Cameca que j'ai fait démarrer en 1954, il faudrait retracer l'histoire du microscope électronique de la CSF et de son demi-succés entre 1945 et 1954.  Les archives que m'a communiquées Jean-Philippe Grivet me donnent en partie les moyens de le faire, mais ce qui est à faire n'est pas encore fait.

1 Notes sur les titres et travaux de Pierre Grivet, Archives Jean-Philippe Grivet.

2 Pierre Grivet, Thé French Electrostatic Electron Microscope (1941-1952), dans Advances in Electronics and Electron Physics, Suppement 16, Academic Press, 1985.

3 Entretien avec Jean-Philippe Grivet, mars 2011.

4 Manfred von Ardenne, Elecktronen-Űbermikroscopie, Springer, 1940

5 Rita Thalmann, La mise au pas, idéologie et stratégie sécuritaire dans la France occupée, Fayard, 1991, pp.101-128

6 Entretien avec Daniel Charles, 24 mars 2010

7 Pierre Grivet, The French electrostatic microscope, p.231

8 Grivet, p.231

9 Patrick Cabanel, Pétainisme et Résistance intellectuelle: L'institut catholique de Toulouse dans les Années 1940, dans Les Facs sous Vichy, étudiants, universitaires et Universités de France, dir. André Gueslin, Institut Blaise Pascal, 1993, p.264

10 Yves Durand, La captivité, histoire des prisonniers de guerre français 1939-1945, ed. Fédération Nationale des Combattants Prisonniers de Guerre, 1982, pp.289-296

11 Denis Pechanski, La France des camps, l'internement 1938-1946, Gallimard, 2002, p.424

12 Pierre Grivet, Optique électronique, Conférences de documentation CSF-SFR, Paris, 1942

13 Contrat CNRS-CSF, archives Grivet

14 Françoise Hagueneau, Electron Microscopy in France, Early Findings in the Life Sciences, dans The Growth of electron mircoscopy, ed. Tom Mulvey, Academic Press, ISBN 9780120147380, 1996, p.93-94

15 Dossier Institut Pasteur, archives Grivet.

16 Pierre Grivet, The French electrostatic microscope, pp.237 et 242.

17 Deux méthodes de préparations d'échantillons ont été publiées par les Allemands au cours de l'année 1942 : la pulvérisation oblique de poudres métalliques sur l'échantillon et le moulage dans la résine et la fabrication de répliques. (Grivet, The French microscope, p.243)

18 Grivet, The French microscope, p.234

19 Grivet, p.242, Contrat CNRS et recette de décembre 1945 (Archives Jean-Philippe Grivet)

20 Pierre Grivet, Rapport sur la formation accélérée de la main d'œuvre à la suite d'un voyage d'études en Allemagne, janvier 1943. (Archives Jean-Philippe Grivet)

21 Rapport de Pierre Grivet sur la formation accélérée de la main d'œuvre suite à un voyage d 'études en Allemagne, janvier 1943, (Archives Jean-Philippe Grivet)

22 Note sur les titres et travaux de Pierre Grivet, octobre 1967 (Notice pour l'Académie des sciences, Archives Jean-Philippe Grivet)


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Crédits Photos
Les photos de cette page proviennent des archives familiales de Jean-Philippe Grivet.