Jan Czochralski, scientifique et inventeur - naukowiec i wynalazca

Opracowanie: dr Paweł Tomaszewski

Auteur : dr Paweł Tomaszewski

Métallographe, chimiste, cristallographe, pharmacien, droguiste, poète et mécène, professeur, ce ne sont là que quelques-uns des termes utilisés pour décrire Jan Czochralski, un Polonais dont le nom est connu du monde entier, même si tout le monde ne sait pas qui était cet homme. En raison de l’ampleur de ses réalisations, plus d’une douzaine d’autres ont été créées, comme par exemple : « Copernic de l’électronique », « père de la civilisation électronique moderne », plaçant Czochralski parmi les plus éminents scientifiques polonais, en compagnie du susdit Nicolas Copernic ou de Marea Skłodowska-Curie. Il suffit de mentionner que son nom est celui de notre compatriote le plus fréquemment cité dans la littérature scientifique.

Alors qui était-il et qu’a-t-il accompli pour qu’il se retrouve au panthéon des personnalités éminentes ?

La biographie de Jan Czochralski pourrait constituer la trame d’un film à suspense, et pourtant, pendant plus d’un demi-siècle, il est resté officiellement oublié, voire maudit. Czochralski est l’exemple d’un homme qui a su tirer parti non seulement de ses propres capacités, mais aussi des circonstances, voire de coïncidences inattendues. En tant qu’observateur attentif de la nature, il a vu ce qui était caché aux autres, a été capable d’associer des faits provenant de différents domaines et a soutenu l’intuition du chercheur par un travail méticuleux. Il n’a pas été épargné par des incidents qui, pourrait-on même dire, ont constitué une certaine régularité dans sa vie.

L’histoire de Jan Czochralski commence à Kcynia, dans la région de Pałuki, en Grande-Pologne, pendant les partages de la Pologne. Il est né le 23 octobre 1885 dans une grande famille d’artisans dont la tradition remonte à plusieurs générations. Les histoires de sa mère sur la Pologne et les devoirs des citoyens envers leur patrie ont façonné le caractère du jeune Janek et ont constitué un contrepoids efficace aux efforts de germanisation à l’école allemande. À l’adolescence, il a quitté sa ville natale pour approfondir les connaissances qu’il avait jusqu’alors acquises par des observations de la nature ou des expériences chimiques. Il a promis à ses parents qu’il reviendrait quand il se serait fait un nom, et il a tenu parole.

Il est parti en direction de Berlin. Fidèle à son intérêt pour la chimie et la pharmacie, il travaille pendant un an dans la pharmacie-droguerie du docteur August Herbrand à Altglienicke, puis dans le laboratoire de l’usine chimique Kanne à Niederschöneweide, appartenant au docteur Hugon Kunheim. Au cours de l’été 1907, il est employé à l’usine de câbles Kabelwerk Oberspree, appartenant à la Allgemeine Elektricitäts Gesellschaft (AEG) à Oberschöneweide, où il travaille avec du caoutchouc pour l’isolation des câbles électriques. La mort soudaine de son patron l’a fait passer sous l’aile du métallographe Wichard von Moellendorff et il a commencé des recherches en métallurgie, qui ont finalement abouti en 1916 à la mise au point de la méthode dite de Czochralski, la production de monocristaux de métaux. Un an plus tard, il quitte AEG et s’installe dans un nouveau laboratoire de métallographie à Francfort-sur-le-Main, où il met pleinement à profit ses compétences scientifiques et organisationnelles. Sous sa direction, l’établissement est devenu l’un des plus grands laboratoires industriels d’Allemagne.

Les détails des activités de Czochralski à l’époque sont encore inconnus, la plupart étant gardés secrets en raison de leur importance militaire. Sa plus grande découverte à l’époque concerne le métal dit « ferroviaire » (alias « métal B »), obtenu en 1924 après plusieurs années d’essais et d’analyses minutieux d’un alliage pour coussinets de paliers lisses. Le succès est d’autant plus remarquable que la substance recherchée devait avoir des propriétés contradictoires : être souple pour bien lubrifier les essieux, et en même temps dure pour ne pas s’user trop vite. Pour plaisanter, la substance devrait être un peu comme du chocolat avec des noix. Le brevet de cet alliage, acheté par de nombreux pays, a apporté à Czochralski une fortune et la reconnaissance du monde scientifique durant l’entre-deux-guerres. Le développement du brevet a révolutionné le transport ferroviaire et a conduit à une offre d’emploi alléchante dans les usines américaines de Ford. Les chaires des plus grandes universités techniques de Pologne se sont ouvertes à Czochralski : l’Académie des mines de Cracovie, l’École polytechnique de Lviv et l’École polytechnique de Varsovie. Évacué d’Allemagne par les services secrets polonais, il choisit Varsovie à l’automne 1928. Il a utilisé des fonds militaires pour construire l’Institut de la métallurgie et métallographie, qui faisait auparavant partie de l’École polytechnique de Varsovie, et l’université lui a décerné un doctorat honorifique. Malheureusement, la jalousie d’un collègue rancunier, le travail pour l’armée, cette fois l’armée polonaise, et une question de citoyenneté qui n’a pas été entièrement clarifiée sont devenus le déclencheur d’un conflit aigu avec le professeur Witold Broniewski, qui était également métallurgiste. Czochralski a gagné une série de procès, qui n’ont pas changé sa situation, car une partie de la communauté universitaire ne s’est pas rangée de son côté.

Dans la nouvelle situation de l’après-guerre, Czochralski, privé de la protection de l’armée, accusé à tort de collaboration avec les Allemands, mis en état d’arrestation par les autorités communistes, rejeté par le Sénat de l’École polytechnique de Varsovie, a été contraint de retourner dans sa ville natale de Kcynia. L’impossibilité de révéler sa collaboration avec l’Armée de l’Intérieur (Armia Krajowa) empêche d’évaluer correctement son attitude pendant la guerre, alors qu’il dirigeait le Centre de recherche sur les matériaux (Zakład Badań Materiałów), un établissement de service créé sur la base de l’Institut de métallurgie. Le passage du temps a montré à quel point les conséquences d’observations superficielles ou de l’ignorance des motivations d’une personne peuvent être tragiques. Par exemple, ce n’est que récemment que l’on a appris que deux femmes juives étaient cachées dans la maison des Czochralski, rue Nabielaka à Varsovie.

Cependant, Jan Czochralski n’a pas abandonné ses activités et a créé un petit laboratoire chimique à Kcynia sous le couvert de l’usine chimique BION. Il y fabriquait des produits d’usage courant, des produits chimiques ménagers et des produits parapharmaceutiques, dont la fameuse « poudre à éternuer à la Colombe », à base d’une douzaine d’ingrédients, essentiellement végétaux. Malheureusement, un entrepreneur local ayant un passé obscur en temps de guerre est mal vu par les nouvelles autorités. Les dénonciations et les recherches ont abouti à une fin tragique, la crise cardiaque et la mort de Czochralski dans un hôpital de Poznań le 22 avril 1953.

L’infamie à laquelle il a été condamné par la communauté scientifique n’a pas pris fin. Seules les actions indépendantes de nombreuses personnes ont permis de rétablir la réputation de Czochralski. Les faits ont également dû être reconnus par l’École polytechnique de Varsovie, qui a réhabilité son ancien professeur, bien que cela ne se soit produit qu’en 2011. Aujourd’hui encore, plus d’un demi-siècle d’oubli officiel entraîne un manque de connaissances fiables et complètes sur cet homme intéressant, ce scientifique hors pair et ses réalisations.

Jan Czochralski est l’exemple même d’un spécialiste hors pair, aux horizons et aux intérêts très larges, combinant habilement recherche scientifique et applications industrielles. Il était un représentant typique de la génération du début du siècle, participant activement au développement turbulent de la science et de la technologie, créant les fondements de la modernité. Ses réalisations ont ouvert de nouvelles voies à tous les stades de l’activité de recherche, de la mise au point de méthodes à la construction d’appareils, en passant par la théorie et les méthodes d’exploitation des résultats. Czochralski a mis au point, entre autres, des diagrammes de recristallisation, des réactifs pour la gravure de l’or ou encore le radiomicroscope, ancêtre des microscopes à sonde à balayage (MSA) actuels, dont les constructeurs ont reçu le prix Nobel en 1986. Il convient de noter que Czochralski est l’auteur de la première publication polonaise sur la cristallographie aux rayons X

Cependant, sa méthode d’obtention de monocristaux de métal est largement considérée comme sa plus grande réussite. Extrêmement simple par nature, elle consiste à extraire lentement le cristal de la matière en fusion. C’est Czochralski qui en est le père, mais ce n’est que lorsque les Américains l’ont appliquée aux semi-conducteurs en 1954, dans la culture de cristaux de germanium et de silicium, qu’une vague de découvertes et d’applications a été déclenchée. Aujourd’hui, les cristaux de silicium sont à la base de pratiquement toute l’électronique à semi-conducteurs. Il est difficile d’imaginer le monde moderne sans ordinateurs, smartphones, médias sociaux et toutes sortes d’appareils électroniques grand public, donc toutes choses qui ont été créées par un inventeur polonais.

Malgré son intense activité scientifique en Allemagne et à l’étranger et son engagement dans des organisations professionnelles (il a notamment été cofondateur et président de la Société allemande des sciences du métal), Czochralski a su trouver le temps d’écrire. Il a écrit des poèmes (dont le poème déchirant Requiem après la mort de son frère Kornel, assassiné par les Allemands au début de la guerre) et des nouvelles remontant à son enfance et à son adolescence. Il a pu partager sa richesse ; il a financé des bourses pour les étudiants polonais en Allemagne et a soutenu les artistes polonais pendant la guerre. C’était un homme à l’âme sensible, bien qu’à la tête dure, conscient de sa propre valeur et engagé envers sa patrie même dans les moments les plus difficiles. La figure de Czochralski est un grand modèle pour la jeune génération de Polonais, qui – comme l’a écrit Stefan Bratkowski – « a été privée de 50 ans de développement civilisationnel, les connaissances, les compétences et le souvenir des véritables succès polonais ont été supprimés de son cerveau ». Après tout, la contribution de la Pologne à la science mondiale est vraiment importante.

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