Jean Orcel (1937-1968), professeur au Muséum National d'Histoire Naturelle.

Jean Orcel

Quand Jean Orcel (3 mai 1896 - 27 mars 1978) succède à Alfred Lacroix, son maître et ami à la Chaîre de Minéralogie, début 1937, il est déjà un personnage important du laboratoire de Minéralogie dont il occupe la fonction de sous-directeur en remplacement de Paul Gaubert, parti en retraite en 1932 après avoir fidèlement secondé le professeur Lacroix pendant plus de 30 ans. Sa renommée est déjà bien établie, en France comme à l'étranger, notamment grâce à ses travaux de pionnier sur les propriétés optiques des minéraux métalliques.

Né en 1896 d'une mère institutrice et d'un père ingénieur des Travaux Publics de l'Etat ; Jean Orcel effectue toute sa scolarité au Lycée Henri IV à Paris. Il se passionne très tôt pour les sciences physiques. Bachelier à 16 ans, il effectue deux ans de classe préparatoire en mathématique avant d'entrer à la faculté des Sciences de la Sorbonne où il obtient sa licence ès Sciences Physiques en 1917. D'abord orienté vers la chimie minérale, il découvre la minéralogie au Laboratoire de Minéralogie de la Sorbonne avec Frédéric Wallerant, Henri Le Châtelier, et la spectrochimie avec Arnaud de Gramont. Entre 1916 et 1920, il est préparateur suppléant de minéralogie dans ce même laboratoire où il commence la préparation de sa thèse sur la composition chimique des chlorites, soutenue en 1927

Succéder au Professeur Lacroix, dans le domaine scientifique et dans les fonctions officielles à la tête du laboratoire de minéralogie aurait sans doute posé bien des problèmes à un nouveau venu au Muséum tant l'aura du Maître était grande, son savoir incontesté et son œuvre magistrale. Pour Jean Orcel, l'histoire a commencé 20 ans auparavant, quand Alfred Lacroix l'a remarqué dans son cours au Muséum. Des courriers témoignent des relations qui unissent les deux hommes dès 1917. A l'époque, le premier conflit mondial a causé une hécatombe parmi les scientifiques. Alfred Lacroix a perdu deux jeunes minéralogistes de talent: Alfred de Romeu (1914) et René Tronquoy (1915). La paix revenue, il appelle Jean Orcel en 1920 pour le seconder dans ses recherches et l'aider à développer la collection de Minéralogie. Ce dernier est nommé préparateur, puis assistant de minéralogie en 1927.

Jean Orcel mène ses recherches en parfaite continuité avec l'esprit naturaliste imprimé par Alfred Lacroix, cherchant avant tout à replacer l'objet minéralogique dans son milieu de formation : la roche, ou le minerai s'agissant des minéraux métalliques. Il place dans l'étude des minéraux la rigueur et la méthode de sa formation physicochimique et son goût pour l'analyse. Une de ses premières publications en 1918 a pour objet un nouvel appareil de dosage de l'ammoniaque. Pour déterminer les teneurs en eau et la façon dont cette dernière est liée dans les chlorites, phyllosilicates communs, il perfectionne l'analyse thermique différentielle et utilise la thermobalance. Mais à l'époque, les minéralogistes français ne sont pas encore convaincus que la diffraction des rayons X puisse réellement révéler les motifs atomiques des minéraux. Ce n'est qu'après sa thèse, soutenue en 1927, qu'un appareillage de diffraction des rayons X par la matière minérale (dit de «Roentgen ») est acquis par le laboratoire de Minéralogie du Muséum au titre des dommages de guerre dus par l'Allemagne à la France (1930)! La qualité des analyses chimiques d'Orcel permettra un peu plus tard à d'autres de montrer que la maille élémentaire des chlorites comprend 18 atomes d'oxygène, dont l'arrangement géométrique caractérise toutes les chlorites. Par la suite, Jean Orcel reprend, à l'aide des rayons X et la spectroscopie infrarouge, l'étude systématique des chlorites du point de vue classification et structure atomique (motif cristallin), leurs conditions d'altération, ainsi que d'autres minéraux contenant de l'eau liée au réseau cristallin sous forme d'ions hydroxyles (mica, aerinite, amphiboles sodiques). Ses recherches sur les phyllosilicates auront une nombreuse descendance et applications grâce aux très nombreuses études de Melle Simone Caillère (1905-1999) sur les argiles qui ajouteront à la renommée internationale du Laboratoire.

Sur les conseil d'Alfred Lacroix qui a noté la carence dans laquelle se trouve la minéralogie Française en 1917-1918 (comparé aux travaux menés aux Etats-Unis et en Allemagne) quant à l'étude des minéraux métalliques, Jean Orcel se lance dans cette voie qui, peut-être plus que l'étude des chlorites, restera attachée à son nom (c'est sa deuxième thèse). A l'époque, ne pouvant pas être caractérisés à l'aide du microscope polarisant à lumière transmise, les minéraux opaques ne sont qu'imparfaitement définis, en dépit de leur intérêt industriel en tant que source des métaux. Les phénomènes d'interaction de la lumière polarisée avec les corps opaques sont compliqués par les constantes d'absorption. Pour en permettre l'étude quantitative, Jean Orcel développe de 1925 à 1930, la mesure de la grandeur physique directement accessible à l'observation : le pouvoir réflecteur. Il adapte sur un microscope équipé d'un dispositif de lumière réfléchie une cellule photoélectrique couplée à un galvanomètre transformant l'intensité lumineuse renvoyée par la préparation polie en impulsion électrique mesurable. Son installation demeure longtemps unique en France. Avec, il calcule, à l'aide d'étalons, les pouvoirs réflecteurs d'une quarantaine des principales espèces minérales métalliques entrant dans la constitution des minerais. A cet égard son travail complète directement celui qu'a effectué, une quarantaine d'années auparavant, Alfred Lacroix sur les minéraux transparents des roches.

L'étude des associations minérales des minerais permet de comprendre la formation des gisements métallifères, mais aussi d'améliorer le traitement mécanique des minerais et la récupération des métaux intéressants. Les minéraux mineurs sont souvent les porteurs des métaux rares valorisant le minerai (Au, Ag, Ni) et seul le microscope est capable de les détecter. Entre 1925 et 1950, Jean Orcel enchaine les études de gisements métallifères plomb et argent à Trémusson (Côtes d'Armor), dans le Cantal, les Hautes-Pyrénées, l'Hérault, cuivre à Charrier (Allier), étain à Vaulry (Haute Vienne) ou dans des gisements étrangers (Tonkin, Laos, Pérou) le manganèse, le nickel ou le cobalt au Maroc. Avec Louis Barrabé (1895-1961) titulaire de la chaire de géologie structurale et géologie appliquée de la Faculté des sciences de Paris, Jean Orcel est chargé durant les années d'occupation (1940-1944) de réaliser un inventaire des gisements métallifères d'origine magmatique français. Il réalise plusieurs campagnes dans le sud-ouest de la France ainsi que dans le midi Languedocien pour le compte du CNRS. Il est également collaborateur au Service de la Carte Géologique de France. Il procède aux levers et aux révisions de la carte au 80 000ème de plusieurs régions de France (Corse, Belledone, Morvan).

A la Libération, un événement d'importance mondiale bouleverse quelque peu le cours des recherches de Jean Orcel  comme celle de nombreux scientifiques Français: l'explosion des premières bombes atomiques sur le Japon en Août 1945. Les deux sources principales d'uranium connues à l'époque sont le Katanga (Congo Belge), étroitement lié aux Etats-Unis et la Tchécoslovaquie, tombée dans la sphère d'influence de l'URSS. Dès cette date, le Général de Gaulle veut faire de la France une puissance nucléaire indépendante. Frédéric Joliot-Curie, nommé Haut Commissaire à l'Energie Atomique (octobre 1945), charge Jean Orcel d'établir le premier inventaire des gisements possibles d'uranium en France et dans les territoires de l'Empire Colonial Français (rebaptisé Union Française). Jean Orcel connaît bien le problème puisqu'il a secondé Alfred Lacroix dans le recensement des indices uranifères en France (dans le Morvan et le Nord du massif Central). De même il avait commencé avec lui les mesures de radioactivité sur les niobo-tantalates et titanates d'uranium de Madagascar, très nombreux dans la collection de minéraux. du Muséum.
Jean Orcel est nommé Chef de la Division Minéralogie et Conseiller au CEA entre 1946 et 1950. Il est perçu comme un homme remarquable doublé d'un politique redoutable très influent dans les services géologiques du CEA. Prospecter les gisements d'uranium « dans l'urgence » nécessite une main d'œuvre abondante et qualifiée disposant de connaissances précises en pétrographie et minéralogie. Dès le 5 décembre 1945, un premier stage de prospecteurs spécialisés est organisé au Laboratoire de Minéralogie du Muséum, avec l'aide de collègues de l'Institut du Radium et du Conservatoire National des Arts et Métiers. Les indices déjà recensés sont prospectés en priorité. La pechblende, le minerai le plus riche en uranium, est alors identifiée en Saône-et-Loire (Grury) et surtout en Haute-Vienne (La Crouzile) en décembre 1948, au Nord de Limoges. Lorsqu'elle cesse son activité au Laboratoire de Minéralogie en 1950, l'école des prospecteurs du CEA a formé plus de 120 personnes. Jean Orcel poursuit ses recherches dans le domaine des minéraux radioactifs avec la minéralogie des minéraux métamictes, dont le réseau cristallin a été détruit par les radiations émises par les atomes lourds radioactifs. Il s'intéresse spécialement au retour à l'état cristallin par chauffage, tandis que Paul Pellas (1924-1997), chercheur CNRS au laboratoire de Minéralogie qui deviendra par la suite le grand spécialiste des météorites étudie le phénomène de métamictisation et son influence sur les datations radio métriques.

A la différence d'Alfred Lacroix, Jean Orcel n'a (faute de temps ou d'appareillage ?) que peu œuvré dans la recherche systématique de nouveaux minéraux. Dans le domaine des minerais, les découvertes massives d'espèces nouvelles, de tailles souvent infimes et difficiles à caractériser, ne viendront que dans les années 1960 avec l'emploi de la microsonde électronique (dite « de Castaing ») et le microscope électronique à balayage. La seule espèce nouvelle de sa main est l'hibonite, oxyde d'aluminium riche en calcium, titane et terres rares, décrite en 1956 dans une roche de Madagascar en collaboration avec Hubert Curien. Mais c'est un minéral métallique, arséniure de nickel qui est baptisée du nom d'orcèlite. Découverte en 1959 par Simone Caillère dans les veinules de serpentine de certaines péridotites de Nouvelle-Calédonie elle est publiée en 1960, mais sa composition chimique exacte n'est précisée que 25 ans plus tard.

Dans les 20 dernières années de sa vie, tandis qu'il suit attentivement le développement de l'aventure spatiale, notamment les expéditions vers la Lune et l'étude des matériaux lunaires, Jean Orcel se passionne pour les météorites. Les « pierres messagères du cosmos » : c'est le titre de l'exposition qu'il organise en 1968 dans la Galerie de Minéralogie. Il a parfaitement compris que ces échantillons contenaient les clés de l'histoire du système solaire, des astéroïdes et des planètes. Il regrette de ne pas avoir les moyens matériels (spectromètres de masse, analyses de gaz) qui lui permettraient de mener à bien des recherches sur l'origine des météorites ; aussi il se limite à la caractérisation pétrographique classique. Avec Elisabeth Jérémine (1879-1964), chercheur CNRS en poste au Muséum de 1939 à 1964, ils décrivent une douzaine de chutes entre 1948 et 1960. Tous deux sont membres dès 1948, (pour la France et l'Union Française) de la Commission Internationale sur les Météorites.

Ses recherches valent à Jean Orcel de nombreux honneurs. Nommé chevalier de la Légion d'honneur dès 1935, dans la promotion du tricentenaire du Muséum, il est élevé au grade d'officier en 1947. Il est membre du conseil de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes (EPHE ; 3° section), du Comité National du CNRS (Minéralogie et chimie des hautes températures) dès 1945 du comité International de l'Etude des Argiles (1951), et du conseil de l'Association Internationale de Minéralogie (IMA). Il préside la Société Française de Minéralogie par deux fois (1929-1948), et la commission du Groupe Français des Argiles de 1947 à 1954. Il est délégué à tous les Congrès Géologiques Internationaux de 1940 à 1970. Parvenu presque au terme de sa longue carrière au Muséum (58 ans de fonction officielles, le record absolu au Laboratoire de Minéralogie), il est élu membre de l'Institut, à l'Académie des sciences, le 17 juin 1963 (section de géologie) et en 1976, dans la section des sciences de l'Univers.

Jean Orcel est aussi un enseignant charismatique, estimé de ses étudiants. Il enseigne dès 1934 les méthodes d'étude des minéraux métalliques à Nancy (future ENSG), en 4ème année de l'Ecole des Mines de Paris ; et à la Sorbonne. Au Muséum National, il maintient la tradition du Cours de Minéralogie et le Cahier des Elèves du Laboratoire montre qu'il a gardé jusqu'à la fin de sa vie le contact avec les étudiants. D'abord consacré aux méthodes d'étude des minerais et aux gisements métallifères, son enseignement évolue vers la géochimie, les isotopes puis la cosmochimie, en s'appuyant sur ses études des météorites. Il se passionne aussi pour l'histoire des sciences minéralogiques. Il est l'auteur d'une histoire du microscope optique, de nombreuses notices nécrologiques de personnages aussi divers qu'Armand Dufrénoy, Daubenton, Alfred Lacroix, Albert Michel-Levy. Il écrit également la préface d'un livre sur Pierre Teillard de Chardin et divers ouvrages (hommage à Frédéric Joliot-Curie).

L'époque de Jean Orcel correspond à de profondes mutations au laboratoire de Minéralogie. Lorsqu'il arrive en 1920, il n'existe que quatre postes « appointés ». Les annuaires publiés annuellement par le Muséum National en recensent 7 en 1939 (dont 1 attaché -Melle Jérémine- de la Caisse Nationale de la Recherche Scientifique, ancêtre du CNRS) et 27 en 1965, dont la moitié de personnels du CNRS. A cela s'ajoutent de nombreux bénévoles ou « travailleurs libres » et des étudiants. Sous sa direction et avec l'aide de Simone Caillère qui le seconde efficacement comme sous-directeur de 1937 à 1963, puis comme professeur sans chaire, l'activité scientifique s'organise autour d'équipes de recherches (minéraux métamictes, minéralogie des argiles et des phyllites, minéraux métalliques, pétrographie des roches et des météorites). François Kraut (1907-1983), d'abord étudiant de Jean Orcel, puis un temps Chargé de Recherche au CNRS devient sous-directeur à partir de 1963 ; il développe les études du métamorphisme de choc causés par les impacts météoritiques sur la surface terrestre. Le laboratoire de Minéralogie est toujours reconnu par l'Ecole Pratique des Hautes Etudes, ce qui fournit des subsides supplémentaires à des crédits toujours trop faibles. Le CNRS y subventionne en 1946 un centre d'analyse des Roches et Minéraux, ancêtre de l'actuel SARM de Nancy, et qui fonctionne jusqu'en 1969.
Dans la continuité de son maître Alfred Lacroix qui doubla le nombre de minéraux, Jean Orcel s'intéresse particulièrement à la collection de minéraux du Muséum. Au début de la Seconde guerre mondiale, la Défense Passive décide de mettre à l'abri des destructions les plus précieuses des collections du Muséum. Il a donc la charge d'envoyer sept tonnes de minéraux, inventoriés, emballés, mis en caisses au Château de l'Académie des Sciences de Ris, près de Poitiers. Ils seront de retour en 1945. Après la guerre, la collection de minéralogie continue d'être enrichie par de nombreux envois de prospecteurs et des dépôts d'échantillons de travail. Mais Jean Orcel obtient que le plus grand collectionneur de minéraux du monde alors vivant en France, le colonel Vésignié, lègue les cinq mille plus beaux minéraux de sa collection au Muséum. Ce dernier en rachète quinze mille autres à ses héritiers en 1955. De 1965 à 1972, la Salle Vésignié expose quelques centaines des plus beaux spécimens. C'est aussi l'époque où Jean Orcel et Simone Caillère lancent les premiers grands travaux de restauration de la Grande Galerie de Minéralogie. Le Service de la Galerie est créé grâce à des subventions de la DGRST et placé sous la responsabilité d'un ancien de l'école des prospecteurs de l'uranium, devenu assistant au laboratoire de Minéralogie. Soucieux de faire connaître et apprécier la minéralogie à un large public, il note dans un projet de 1953 son désir de rajeunir les présentations des vitrines, trop chargées et trop peu attrayantes. Quelques mois après son départ en retraite (1968), Jean Orcel a le plaisir d'inaugurer la présentation des minéraux rénovée, dont il est le principal artisan. Toujours avec Simone Caillère, il rassemble une collection unique de minerais des principaux gisements métallifères français et étrangers, comprenant 8500 échantillons et plus de 4000 sections polies. La collection de météorite, la 3ème du monde retient également son attention. Mais, tout en ayant conscience de sa valeur scientifique, il laisse la collection lithologique d'Alfred Lacroix (actuelle collection de Roches Endogènes) aux soins attentifs d'Elisabeth Jérémine, qui en assure la gestion jusqu'à sa mort en 1964.

D'après lui « une science doit être définie par les buts qu'elle poursuit et les problèmes qu'elle traite, non par ses uniques méthodes ». Pour lui, les lois de la géochimie, la distribution des éléments chimiques dans les grandes unités terrestres sont du ressort de la minéralogie. De ses travaux scientifiques, on retiendra que certaines des directions qu'il avait abordées -minéraux opaques- où qu'il avait pressenties -la cosmochimie- font encore au XXIème siècle la renommée internationale des équipes de recherches héritières de la Chaire de Minéralogie du Muséum National d'Histoire Naturelle.
En plus de son engagement dans la Science, Jean Orcel milite très tôt dans les mouvements socialistes. A partir de 1942, il participe activement à la Résistance parisienne, où il fait la connaissance de Frédéric Joliot-Curie. A la Libération, celui-ci le convie aux premières réunions sur la réorganisation du CNRS dès septembre 1944. Jean Orcel est aussi un humaniste engagé dans les grands débats de son époque tels que l'arme atomique, l'avenir du nucléaire civil, les défis énergétiques. Sa mémoire est honorée par une rue dans la commune d'Aulnay-sous-Bois (93).

Par Jean-Pierre Lorand Directeur de Recherche au CNRS / 2010

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