Le microscope électronique

05 octobre 1950
01m 41s
Réf. 01404

Notice

Résumé :

En 1950, à l'occasion de l'ouverture du Congrès de microscopie électronique, les Actualités Françaises reviennent sur quatre siècles de microscopie optique à usage scientifique. Le nouveau microscope électronique accroît la résolution des images.

Date de diffusion :
05 octobre 1950

Contexte historique

Au début du XXe siècle, la microscopie optique, qui a connu trois siècles de progrès immenses, se trouve limitée dans les résolutions qu'elle peut atteindre, et ce, pour des raisons théoriques. Après l'invention des opticiens hollandais Hans et Zacharias Janssen, d'une double focale à la fin du XVIe siècle, qui associe deux loupes, ce qui en multiplie la capacité. Très vite, les savants s'emparent de ce nouvel outil pour étudier toutes sortes d'objets à très grande échelle : c'est le cas en particulier du Hollandais Leeuwenhoek.

Les premiers instruments sont des objets de très haute technicité : leur valeur est très importante. C'est pourquoi leur clientèle est issue de la riche noblesse ou d'hommes de sciences protégés par le pouvoir royal. Au cours du XVIIIe siècle, avec l'amélioration des résolutions, le problème d' " aberration chromatique " apparaît : une lentille optique ne dévie pas de la même manière les différentes longueurs d'onde en lumière blanche, ce qui empêche la netteté de l'image. Ce problème est résolu d'un point de vue technique, en combinant deux lentilles de forme et de matière différente. Grâce à l'électricité, l'éclairage, essentiel pour la qualité de l'image, est également amélioré. L'ensemble de ces progrès technologiques permettent des avancées dans différentes disciplines. C'est ainsi que l'usage systématique du microscope explique une grande partie des idées développées en biologie, comme la théorie cellulaire ou encore la notion de microbes, ou en chimie, avec des perfectionnements de la métallurgie. Vers 1840, les scientifiques qui utilisent la technique de la microscopie peuvent coupler leur instrument avec un appareil photographique, et ainsi conserver la trace de leurs observations, jusque là dessinées. Plus tard, les scientifiques s'emparent du nouvel outil cinématographique, pour conserver les images animées de la vie microscopique : dès 1908, Jean Comandon (1877-1970) réalise de petits films de l'activité des cellules. A la fin du XIXe siècle, la puissance sans cesse croissante des appareils microscopiques se trouve de nouveau limitée, en raison du spectre large de la lumière blanche. Se développe alors la microscopie qui utilise des longueurs d'onde proches de l'ultraviolet, et utilisent des colorants fluorescents pour mettre en évidence des structures des micro-organismes : c'est le début de la microscopie par fluorescence. Cette technique utilise des filtres d'excitation qui permettent de choisir la longueur d'onde incidente et des filtres d'émission (ou d'arrêt) permettent de sélectionner les radiations émises par l'objet excité. L'image gagne encore en précision.

Sans aucun doute, c'est la personnalité de Louis de Broglie (1892-1987) qui confère une importance particulière au Congrès : physicien couronné par le prix Nobel en 1929 pour sa " découverte de la nature ondulatoire des électrons ", il est à la fin de la guerre secrétaire de l'Académie des sciences et membre de l'Académie française. En 1924, alors que la théorie quantique a connu des développements décisifs, Louis de Broglie établit la relation entre la longueur d'onde d'une particule et sa quantité de mouvement. Cette formule est très importante : elle permet de comprendre comment des particules différentes, comme les particules de lumière (ou photons) et d'autres particules élémentaires, comme les électrons, sont comparables dans leurs longueurs d'onde. Dès lors, il est possible de concevoir, sur le modèle d'un microscope optique, un microscope fonctionnant avec des électrons. En 1932, Ernst Ruska, physicien allemand, dépose un brevet pour une " lentille " électronique, pièce qui utilise un champ magnétique pour focaliser le faisceau d'électrons. Le microscope électronique est alors loin d'avoir les mêmes propriétés qu'un microscope optique, car le faisceau électronique modifie considérablement les tissus biologiques qui lui sont soumis : ils font l'objet d'une préparation spécifique, mise au point à la fin des années 1930 ; il est par ailleurs difficile d'interpréter les clichés très différents de la microscopie optique. C'est d'abord en physique que la microscopie électronique est utilisée, permettant d'observer des structures moléculaires, voire atomiques.

Christelle Rabier

Éclairage média

Le reportage prend prétexte de la couverture d'un Congrès scientifique sur le microscope électronique : il se propose d'illustrer un texte imprimé, sans prétendre avoir un propos journalistique autonome. La présentation du microscope électronique fait appel au modèle de l'optique, mieux connu, pour exposer les principes du microscope, qui " repousse les limites de l'infiniment petit ". Le reportage utilise les ressources du musée, selon une exposition linéaire des évolutions techniques : celle des inventeurs et des objets, quelquefois identifiés à leurs célèbres possesseurs. Le reportage présente aussi la récente création du cinéma scientifique de " ciné-microscopie " de Jean Comandon, avec des images particulièrement frappantes de la vie bactérienne tirées de Trypanosoma Brucei (1940). Sur le modèle optique, une animation présente les caractéristiques du microscope électronique.

C'est par des clichés d'objets ou de matériaux de la vie quotidienne que le reportage conclut, pour faire appréhender les progrès de la microscopie électronique. La mention " d'après A. Labarthe de Constellation " dans le générique reste mystérieuse : André Labarthe, directeur de la revue Constellation a peut-être utilisé les services du co-producteur " free lance " Joseph Leclerc, et fait réaliser un petit document audiovisuel, mis à disposition des Actualités Françaises, afin de faire la promotion de sa revue.

Christelle Rabier

Transcription

(Musique)
Commentateur
A Paris, le prince de Broglie a ouvert le congrès du microscope électronique devant un auditoire de savants venus du monde entier. On ne peut parler du microscope électronique sans évoquer le Hollandais Jansen qui en 1590 inventa la loupe superposée, ébauche du premier microscope optique. De modifications en perfectionnements, on aboutit à ce véritable microscope dont se servait, qui l'eut cru, Madame De Pompadour pour ses études de biologie. On voit ici le professeur Comandon, travaillant à la scie des microscopiques. Voici les actualités de l'infiniment petit, la guerre entre un trypanosome et les globules de notre sang, c'est ce qui se passe quand nous avons la fièvre. Mais à cause de la luminosité et de la diffraction, les grossissements du microscope optique sont limités. Au lieu de faisceaux de lumière, le microscope électronique, lui, émet des faisceaux d'électrons dont la longueur d'onde, plusieurs centaines de fois plus courte, permet de dessiner les contours de l'infiniment petit. Une cathode émet des faisceaux d'électrons qui se propagent dans le vide. Une première lentille magnétique les dévie et les pince. L'objet placé sur le trajet a son image électrique projetée à travers une deuxième lentille magnétique sur un écran fluorescent grossissant 15 000 fois. Cette image, enfin, peut être agrandie jusqu'à 200 000 fois et nous pouvons voir, grâce à ce prodige de l'âge atomique, l'une des 5000 bactéries que vous avalez, monsieur, à chacune de vos inspirations. La pointe de votre aiguille à coudre, madame, ressemble au pic du midi. Et la surface apparemment si unie de votre miroir devient pour le microscope électronique une sorte de mer de glace. Le microscope électronique a reculé les limites de l'infiniment petit.

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