L’histoire d’un objet : le spectroscope de Kirchhoff
L’année dernière, la salle de cours du laboratoire de chimie du Muséum national d’histoire naturelle a été restaurée. Son équipe a fait appel à l’atelier de restauration des bibliothèque centrale pour « prendre soin » des milliers de bocaux présentés dans les vitrines. Ce projet avait aussi pour but la restauration et le nettoyage des nombreux instruments scientifiques conservés en son sein.
Après un catalogage minutieux, ces objets ont été confiés à l’atelier pour bénéficier d’un traitement. Porteurs d’une histoire tout aussi passionnante que celle du lieu dont ils proviennent, ils ouvrent de nombreuses questions sur les personnes les ayant imaginés, créés et utilisés.
Le travail de l’atelier de restauration a notamment porté sur le nettoyage du spectroscope de Kirchhoff1, un objet important dans le corpus d’instruments scientifiques du Laboratoire de Chimie.
La spectrométrie a des racines anciennes et la description de la dispersion de la lumière par Thierry de Freiberg2 au début du XIVe siècle marque un tournant important dans le domaine. Ce sujet suscite une curiosité qui s’amplifie durant les siècles suivants de la part de la communauté scientifique. Dans son traité Optiks3, publié en 1704, Isaac Newton décrit la lumière comme étant constituée de plusieurs couleurs. Il démontre qu’à l’aide d’un prisme, on peut décomposer cette lumière selon un spectre de rayons lumineux allant du violet au rouge.
Au XIXe siècle, Gustav Kirchhoff établit qu’une substance est composée d’éléments chimiques observables selon les mêmes principes de décomposition de la lumière. Chaque élément produit donc un spectre lumineux qui lui est propre et qui permet de l’identifier.
L’instrument de cette étude est le spectroscope : il a été conçu par Gustav Kirchhoff et Robert Bunsen4 pour observer ces spectres lumineux. Il est accompagné d’une lampe à brûleur, sur laquelle est déposée la substance à étudier.
1873,
reliure toile,
Muséum national d’histoire naturelle, Bibliothèque centrale, 212 738
Le spectroscope est composé de trois bras répartis autour d’un prisme. Le premier – le collimateur – reçoit la lumière émise par la substance, éclairée par la lampe. La lumière traverse ensuite le prisme puis entre dans le second bras – la lunette – qui permet d’observer la lumière décomposée. Un troisième bras – le micromètre – sert à mesurer le spectre coloré des éléments chimiques observés.
Le spectroscope du laboratoire de Chimie est signé Jules Duboscq5, fabricant d’instruments scientifiques établi à Paris. On peut dater cet objet entre les années 1860 et 1883 grâce à deux éléments :
- Sa première description dans un article6 fondateur par Kirchhoff et Bunsen annonçant sa production.
- La période d’activité de Jules Dubosc en tant que constructeur d’instruments scientifiques, à la suite de Jean-Baptiste Soleil, et avant son association avec Félix Pellin.
L’instrument est composé de différents alliages métallique. A l’exception du trépied qui est en fonte, l’ensemble des composants est principalement constitué de métaux cuivreux (colonne, couvercle, bras), avec quelques éléments en fer (vis, ressorts). Sans oublier les prismes, probablement en flint7.
Le travail de nettoyage et de restauration du spectroscope des collections du Laboratoire de Chimie commence par un constat d’état.
Deux altérations principales ont été observées : une importante oxydation produisant le noircissement des éléments métalliques et un encrassement dû à la poussière. Néanmoins ses mécanismes restent fonctionnels.
Lors de son traitement, le spectroscope a été divisé en quatre ensembles : le socle, son pied, les bras et le plateau composé des prismes et d’un double couvercle. Les éléments ont été traités séparément puis réassemblés.
Le nettoyage a commencé par un dépoussiérage.
Les composants de l’instrument ont ensuite été désoxydés au moyen d’un un gel appliqué en couches grasses au pinceau. On laisse agir le gel jusqu’à ce qu’il brunisse en éliminant les oxydes afin que le métal soit à nu. Il a été ensuite retiré et le métal rincé à l’eau. L’opération a été répétée plusieurs fois, permettant d’ôter progressivement les différentes couches d’oxydation qui recouvraient l’objet.
Un nettoyant a ensuite été appliqué sur le métal de sorte à restituer son éclat et à éliminer les micro-rayures. Afin de protéger le spectroscope d’une future oxydation, une pâte à lustrer a été appliquée sur son ensemble, y compris sur les éléments internes.
Une fois remonté, le spectroscope a été photographié par l’atelier de numérisation.
L’histoire de cet instrument est un exemple représentatif du patrimoine scientifique et des collections du Laboratoire de Chimie, dans lequel il est de retour.
notes
1 Gustav Kirchhoff né en 1824 en Prusse orientale décédé à Berlin en 1887 est un physicien du 19e siècle.
2 Né en Saxe, vers 1250,Thierry de Freiberg est un théologien, philosophe et savant du Moyen Âge.
3 Opticks: or a Treatise of the Reflexions, Refractions Inflexions and Colours of Light. Also, Two Treatises of the Species and magnitude of Curvilinear Figures, Londres, 1704.
4 Robert Wilhelm Bunsen est un chimiste allemand. Né en 1811 à Göttingen, il décède en 1899 à Heidelberg.
5 La Maison Soleil fondée en 1819 par Jean Baptiste Soleil (1798-1878, est divisée en deux branches) lors de sa succession en 1849. L’une confiée à Henri Soleil son fils, l’autre à son gendre Jules Duboscq (1817-1886). En 1883, Philippe Pellin (1847-1923) s’associe à Jules Duboscq jusqu’au décès de ce dernier. Il en prend seul la direction jusqu’en 1900 ; il s’associera à son fils Félix Pellin (1877-1940).
Cette maison considérée comme l’un des plus grands constructeurs d’instruments scientifiques publiait un catalogue détaillé qui fait mention du spectroscope. (http://cnum.cnam.fr)
6 « Analyse chimique fondée sur les observations du spectre », Annales de Chimie et de Physique, 3ème série, Tome LXII, 1860. Le spectroscope y est décrit.
7 Verre d’optique très dispersif, il est utilisé pour fabriquer les lentilles des microscopes ; il est composé de plomb et de potasse.
