Transmettre le savoir-faire : les cours d'analyse chimique au 19e siècle

L'analyse chimique est sans doute la pratique la plus ancienne de la chimie 1. Sa fonction au sein des sciences de la matière est double. Cognitive, car elle constitue avec la synthèse le principal moyen d'identification (et de définition) des composés chimiques. Pratique, car elle permet de produire des substances chimiques et divers matériaux utiles à la société (alcool, médicaments, colorants, etc.). La distillation et l'analyse par voie sèche 2 restent durant des siècles les méthodes de choix. L'analyse par voie humide se systématise vers la fin du 17 e siècle et s'impose au cours des deux siècles suivants 3. Sous la Révolution , Lavoisier fixe un programme pour la chimie. L'étude des composés chimiques est fondée sur la démarche analytique, entraînant une réforme de la nomenclature. En quelques décennies, la « nouvelle chimie » se répand à travers toute l'Europe. Les nombreux échanges entre savants favorisent l'éclosion d'une « communauté d'analystes ». Paris est la capitale où convergent de nombreux savants nationaux et étrangers. La réforme de l'enseignement et la mise en place d'écoles sont les modèles à suivre 4. De nombreux laboratoires, publics et privés, servent à la fois d'espaces de recherches et d'enseignement.

L'analyse chimique se perfectionne presque imperceptiblement durant la période 1780-1830. Ces progrès aboutissent à la découverte de nombreuses espèces chimiques naturelles. Au début du 19 e siècle, le caractère heuristique de la voie humide est définitivement établi par une succession de découvertes, notamment dans la série des alcaloïdes à partir de 1817 5. C'est surtout dans le domaine de la chimie organique naissante que les progrès sont les plus sensibles. En publiant en 1824 ses Considérations sur l'analyse organique et ses applications , Michel-Eugène Chevreul (1786-1889) pose les premières pierres de la discipline. La dichotomie chimie minérale/chimie organique se substitue progressivement à l'ancien découpage en trois règnes (minéral, végétal et animal), même si ce dernier garde toute sa pertinence dans les sciences connexes comme la pharmacie.

Comme toute science expérimentale, la chimie s'enseigne aussi bien dans les amphithéâtres que dans les laboratoires. Les cours d'analyse chimique et les premiers traités spécialisés directement inspirés de ces pratiques apparaissent à cette époque et se multiplient rapidement durant tout le siècle. Rien qu'en langue française, on dénombre une centaine d'ouvrages sur la période (1789-1912), écrit pour les trois quarts par des auteurs français 6. Ces ouvrages ont été classés en 9 catégories (voir diagramme ci-dessous). Ils constituent une source importante pour préciser les modalités de transmission du savoir-faire et pour étudier les techniques littéraires mises en ouvre en fonction des publics ciblés.

La catégorie « analyse chimique » regroupe toutes les sous-branches de la discipline :

D'une manière générale, la structure des manuels et des cours est organisée autour de quelques dichotomies : voie sèche/voie humide ; analyse inorganique/analyse organique ; analyse qualitative/analyse quantitative ; analyse immédiate/analyse élémentaire. Chacune de ces catégories a son intérêt particulier. Les ouvrages de chimie minérale sont généralement organisés par la division voie sèche/voie humide. Pour la chimie organique, c'est la dichotomie élémentaire/immédiate qui est pertinente. Toutes ces catégories se recoupent et présentent des dominantes qui s'opposent avec la nature organique/inorganique des corps chimiques : l'analyse élémentaire (ou quantitative) se fait essentiellement par voie sèche en chimie organique et l'analyse immédiate ou qualitative) par la voie humide ; c'est l'inverse pour les composés minéraux. Seules les catégories qualitatif/quantitatif permettent de regrouper l'ensemble des pratiques analytiques en un volume cohérent. L'école allemande menée par Heinrich Rose (1795-1864), Carl Friedrich Mohr (1806-1879) et Carl Regimius Fresenius (1818-1897) est particulièrement active dans ce domaine 7. Les chapitres de ces ouvrages sont organisés selon les autres dichotomies. Les « verres » ou tubes à essais et la boîte à réactifs symbolisent l'analyse quantitative volumétrique (annexe 2). La burette et la pince de Mohr sont les icônes de l'analyse quantitative volumétrique qui se fait à « une seule goutte de liqueur normale » 8 (annexe 3).

Ces manuels sont issus soit de la pratique, soit, ce qui nous intéresse ici, des cours de l'auteur. Des élèves-étudiants aux professionnels-experts, il existe une gamme continue de manuels. Le public très large auquel est destiné cette littérature reflète la diversité du territoire de l'analyse et les multiples usages de ces traités. La plupart d'entre eux assurent la reproductibilité et la vérification des expériences, garantissant ainsi le contenu de leurs ouvrages. Ils constituent de ce fait un reflet des activités liées à l'enseignement de l'analyse chimique.

Les modalités de l'enseignement pratique

Comme le rappelle l'adage « le chimiste pense avec ses mains », le savoir-faire est une composante fondamentale de l'histoire de la chimie. Les travaux du physico-chimiste anglais d'origine hongroise Michael Polanyi (1891-1976) 9 ont montré que la transmission du savoir scientifique est conditionné à celui d'un savoir-faire tacite acquis par une personne au cours de sa carrière, dans un milieu et un contexte donnés. Ces savoir-faire sont tacites car « celui qui les possède ne peut les expliquer par la parole ou le discours » 10.

La question d'une (im)possibilité de transmission de la dimension expérimentale d'une science par les seuls moyens oraux et écrits est largement débattue au 19 e siècle. Deux catégories s'affrontent : ceux qui penchent pour une éducation exclusivement fondée sur le mimétisme, et ceux qui sont partisans d'une complémentarité des approches. Cette volonté de transmission de la dimension pratique à travers l'écrit est visible à travers divers documents. Dans le cas des élèves de Thenard, José Ramón Bertomeu-Sanchez et Antonio García Belmar ont montré lors de leur intervention dans ce séminaire que le cahier de Guibourt est quatre fois plus volumineux que celui de Prévost, car, quand Guibourt « décrit des instruments ou des expériences , les phrases et les paragraphes deviennent un peu plus long » 11. Cela suggère l'existence d'un langage propre à la pratique ou « langage de l'expérimentation » 12. Cette différence de styles constatée pour la prise de note se retrouve-t-elle dans les ouvrages imprimés ? Et sous quelle forme ?

Des pistes de recherches ont été proposées par Bernadette Bensaude-Vincent, José Ramón Bertomeu-Sanchez et Antonio García Belmar. Ces auteurs ont, en particulier, élaboré une grille de lecture des « récits d'expériences » qui constituent un élément essentiel du « style manuel ». Ils distinguent d'une part le « récit-recette », propre aux livres techniques destinés aux professionnels ouvrant dans le champ de la chimie (pharmaciens, manufacturiers, agriculteurs, etc.), ainsi qu'aux livres d'analyse chimique ; d'autre part, le « récit argumentatif », qui vise moins à prouver qu'à persuader le lecteur, à lui faire admettre le bien-fondé des expériences. Ces styles contribuent à définir la double identité de la chimie, à la fois science cognitive (théorie atomique, notions d'équivalent, de structure) et empirique (par son aspect productif et de contrôle de la qualité et de la quantité des substances débitées.

Je me limiterai ici à l'analyse du style « récit-recette » dont la rhétorique vise à établir un « langage-action », « orienté vers la pratique [et] qu'on trouve également dans le dessin d'architecte ou dans le dessin industriel » 13. L'étude des ouvrages consultés a permis de mettre en évidence deux types de modalités de transmission du savoir-faire : le culte du « détail » et les représentations visuelles.

Un mot revient souvent (pour ne pas dire toujours) sous la plume des analystes : les « détails ». L'importance de la place occupée par ces détails est parfaitement illustrée par le manuel de Manipulations chimiques de Mermet. Les dix manipulations décrites occupent un peu plus de 800 pages, soit environ 80 pages par manipulations de quatre heures ! Pour Mermet, la différence fondamentale entre un traité élémentaire de chimie théorique et un ouvrage pratique réside essentiellement dans l'abondance des détails :

« Écrire un traité de ce genre sous une forme didactique est déjà une difficulté ; mais, conserver le laconisme qui est une condition de clarté dans le livre de chimie théorique, serait un inconvénient. Pour être complet, un traité de manipulations doit contenir des renseignements très détaillés, permettant aux élèves de vérifier sans danger l'exactitude des assertions de l'auteur. » 14

Le simple oubli de sécher un tube à essais ou le moment d'arrêt d'une opération peuvent faire échouer l'expérience, voire la rendre dangereuse. L'éducation à la reproductibilité des expériences et à la sécurité rend nécessaire une division des enseignements : d'un côté la pédagogie des conditions matérielles de l'expérimentation ; de l'autre la transmission des concepts, comme le souligne le belge De Walque :

« Aujourd'hui, que les traités de chimie générale deviennent de plus en plus sobres de détails opératoires , ou même les excluent parfois complètement, il devient plus nécessaire que jamais de consacrer un cours ou un ouvrage spécial à ces matières, qui, depuis Lavoisier, formaient ordinairement un chapitre des ouvrages de chimie aussi bien que le sujet de traités spéciaux ». 15

Et de rappeler le double aspect cognitif/pratique de la chimie qu'un excès de formalisation semble occulter :

« Dans une expérience, il n'y a pas seulement le travail de l'intelligence, c'est-à-dire la manière de la concevoir et d'en tirer toutes les conséquences légitimes : il y a encore l'exécution, le travail manuel, dans lequel l'adresse et les soins de tous genres que l'habitude inspire, ont une importance considérable ». 16

Tel est également l'avis de Joannis, car, « à manier sans cesse des formules, à faire voyager d'un corps à l'autre des éléments ou des radicaux, l'élève se fait, en quelque sorte, une chimie fictive. Au laboratoire, tout est remis au point. » 17. Et si l'« on ne trouve pas dans les traités de Chimie les notions spéciales [c'est parce qu'elles] sont formées de détails qui seraient fastidieux, venant couper à chaque instant l'exposé des faits fondamentaux et des théories qui s'y rapportent » 18. Parmi les stratégies permettant d'éviter ce genre d'inconvénients, Chesnau préconise l'« usage de petits caractères pour la partie descriptive des modes opératoires et des caractères plus gros réservés aux développements théoriques » 19. Cela laisse le choix d'une double lecture (annexe 3).

Pour assumer le statut empirique de leur discipline, les analystes se démarquent des chimistes théoriciens en multipliant les descriptions opératoires. L'analyse chimique est une science des détails. Cet élément du « récit-recette » contient sa propre logique, guidée par un but précis : identifier et séparer les corps chimiques. Cette première approche d'un « langage du détail » a permis de mettre en évidence son caractère directif (suivre les consignes « pas à pas ») et normatif (par l'application de méthodes systématiques de recherches des substances) de l'analyse chimique.

L'usage de représentations visuelles est un complément indispensable à la rhétorique de l'expérience. La vision directe des expériences est à coup sûr le meilleur moyen pour initier les élèves à la pratique. Dans les manuels, la « connaissance des instruments [.], la description détaillée est rendue plus claire par des figures » 20. Conscients qu'une partie du savoir-faire ne peut s'acquérir que par l'observation, les auteurs de manuels utilisent abondamment le format du tableau ainsi que de nombreuses planches, reflets de la démonstration faite en cours .

« une des parties principales de l'ouvrage [de Will] ; ils sont la clef à l'aide de laquelle les jeunes gens arrivent aisément à se mettre au courant de la marche analytique. Rien ne facilite autant l'étude de la chimie que la méthode suivie dans ces tableaux. Ce n'est qu'après les avoir maniés pendant quelques temps, que l'on comprend bien les lois de la double décomposition et que les réactions caractéristiques restent profondément gravées dans la mémoire ». 21

Les tableaux de Fresenius sont peu chargés, ce qui rend leur lecture plus facile (annexe 4). Les opérations les plus élémentaires comme le pliage d'un papier filtre ou le travail du verre sont représentés (annexe 5). La planche est particulièrement utile pour indiquer la méthode de lecture des graduations de la burette lors des dosages volumétriques (annexe 6). Les dernières techniques d'imprimerie sont sollicitées. Le manuel de Mermet est particulièrement représentatif de cette tendance :

« L'intelligence du texte est facilitée par des figures qui sont toutes d'une exactitude rigoureuse, puisque les appareils ont été dessinées ou photographiés au laboratoire au moment où ils fonctionnaient. Il en a été de même pour les opérations dont le succès exige une bonne position des mains. Ces photographies, reportées sur bois et gravées ensuite, représentent donc très fidèlement la disposition des appareils et la manière d'exécuter certaines opérations générales ». 22

De très nombreuses représentations réalistes légendées de ce genre (238 figures) alternent les opérations élémentaires et les expériences plus spectaculaires (quelques exemples en annexe 7).

L'usage et la lecture des planches pour la transmission du savoir-faire ont au moins deux fonctions : illustrative et explicative. Ce second élément du « récit-recette » complète ou diminue le volume du texte en donnant à voir « d'un coup d'oil » une multitude de détails. Le caractère illustratif peut se résumer aux données difficiles à exprimer à l'écrit (spectres, vues et tableaux colorés des précipités). On voit apparaître vers la fin du siècle, en partie à cause de la réforme de l'enseignement pratique 23 et des progrès de l'imprimerie, des illustrations plus dynamiques dont le caractère explicatif souligne les détails donnés dans le texte et qui se veulent la transcription fidèle des gestes effectués (et à reproduire) au laboratoire.

Au final, les deux styles de récit-recettes apparaissent comme complémentaires, mais ne peuvent en aucun cas remplacer la pratique du laboratoire. Dérivant de cours et issus de la pratique des analystes, les manuels d'analyse chimique se présentent comme le reflet fidèle des activités de laboratoire. Ce sont, à l'image du traité de Rose, les « vade-mecum du chimiste manipulateur [qui ont] trouvé place dans tous les laboratoires de chimie » 24. Leur caractère normatif leur donne un aspect statique (on peut parler en ce sens de savoirs et de savoir-faire figés), ce qui explique leurs multiples mises à jours et éditions successives, avec souvent des notes de traducteurs et des refontes plus ou moins importantes reflétant celles des cours.

L'analyse chimique et sa diffusion

Les modalités de l'enseignement pratique