Histoire de la photochimie, de la photophysique et de l’optique moléculaire à Bordeaux
Résumés
Cet article décrit les circonstances de la naissance puis du développement rapide de ce qui devint le « Laboratoire de photophysique et photochimie moléculaire » (LPPM) dans le bâtiment de chimie. Depuis 2007 la photochimie fait partie d’un ensemble pluridisciplinaire, l’Institut des sciences moléculaires (ISM). On rapporte aussi, en parallèle, la création du laboratoire d’optique moléculaire en 1945, qui devint, en 1996, le Centre de physique moléculaire optique et hertzienne (CPMOH) et, en 2011, le Laboratoire d’optique moléculaire et atomique (LOMA). Des collaborations se sont nouées entre chimistes et physiciens au cours du temps.
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Mots-clés :
photochimie et photophysique en milieux fluides, solides et gazeux ; absorption électronique, luminescence, photolyse éclair, spectrométrie ultra rapide.Keywords:
photochemistry and photophysics in fluid, solid and gaseous media ; electronic absorption, luminescence, flash photolysis, ultra fast spectrometry.Plan
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Nous sommes vivement reconnaissants aux docteurs Robert Lesclaux et Roland Bonneau pour la lecture attentive du texte et leurs suggestions précieuses.
L’arrivée de jeunes titulaires, à partir de 1937, dans les chaires de physique générale, chimie organique et chimie physique a permis la naissance puis le développement rapide de l’optique moléculaire et de la photochimie à l’université de Bordeaux.
Préambule :
1La faculté des sciences de Bordeaux, située « cours Pasteur », au centre de la ville, a connu un renouveau à partir de 1937. À cette date, Auguste Rousset (1905-1997) [figure 1], venant de Montpellier, fut nommé professeur de physique générale. Il collabora avec Alfred Kastler sur l’effet Raman et la luminescence moléculaire. Après le départ d’Alfred Kastler pour Paris en 1942, il lui succéda à la chaire de physique générale et fonda le laboratoire d’optique moléculaire en 1945. Peu de temps après, en 1949, le montpelliérain Raymond Calas (1914-1996) [figure 2] obtint la chaire de chimie organique et entreprit des recherches en série organosilicique et en série aromatique. Il fut suivi en 1950 par Adolphe Pacault (1918-2008) [figure 3], originaire de Paris, qui devint titulaire de la chaire de chimie physique. C’est dans les vieux locaux du cours Pasteur que débutèrent les travaux de spectrométrie, de photochimie organique puis de photophysique avant le déménagement dans les nouveaux bâtiments à Talence, en 1961 [figure 4].
BÂtiment de CHIMIE (chimie organique et chimie physique)
Les débuts dans les laboratoires de chimie organique et de chimie physique
2En chimie organique, Raymond Calas et son doctorant Robert Lalande furent amenés, au cours de la thèse de ce dernier en 1950, à photodimériser le 9-cyanoanthracène. Comme cette réaction était peu connue, ils étendirent la photodimérisation à de nombreux dérivés de la série anthracénique (1950-1965).

Figure 4 Vue aérienne du campus de Talence en 1991 avec les grands bâtiments de recherche de physique (P) et de chimie (C)
- 1 « A tribute to Jacques Joussot-Dubien », EPA NL, 1998, n°62, p.23-32
- 2 « Hommage », L’actualité chimique, 2009, n°336, p.62-63.
3Indépendamment, Jacques Joussot-Dubien (1928-2009) [Figure 5], qui avait soutenu une thèse sous la direction d’Adolphe Pacault sur « l’étude des susceptibilités diamagnétiques en haute fréquence » en 1957, fit un stage postdoctoral (1957-1958) dans le laboratoire de photochimie de Gerald Oster au Brooklyn Polytechnic Institute de New York. Il fut tout de suite passionné par la photochimie et, par la suite, la développa1,2 à son retour à Bordeaux. Il fonda le laboratoire de photophysique et photochimie moléculaire (LPPM) (encadré A).
(a) Travaux pionniers de photolyse par éclair nanoseconde du groupe de Jacques Joussot-Dubien
4Dès 1959, avant de déménager au troisième étage du bâtiment de chimie à Talence en 1961, Jacques Joussot-Dubien recruta son premier doctorant, Jean Faure, avec lequel il étudia le mécanisme de décoloration par la lumière de colorants thiaziniques en solution aqueuse. Jean Faure et Roland Bonneau, entrés au laboratoire en 1964, montèrent le premier appareillage de photolyse éclair microseconde installé à Bordeaux. Ils réétudièrent la photoréduction des colorants thiaziniques avec cette nouvelle technique qui permit d’observer les espèces intermédiaires mises en jeu dans le mécanisme du transfert d’électron photoinduit (état triplet T1, radical semi-réduit) et de déterminer, entre autres, les pKa de l’état triplet. Par la suite, Bonneau utilisa aussi ces colorants pour montrer l’influence du pH sur la production d’oxygène singulet en milieu aqueux.
5En juin 1968, Jean Faure, Roland Bonneau et Jacques Joussot-Dubien, conseillés par Lars Lindqvist, chercheur CNRS du laboratoire de chimie physique à Orsay et Claude Barthélemy, ingénieur de la Compagnie générale d’électricité (CGE), montèrent le premier appareil de photolyse par éclair laser nanoseconde émettant à 264,5 nm après quadruplement de la fréquence initiale à 1 058 nm. Grâce à cet appareil, ils purent observer le spectre d’absorption du premier état excité singulet du naphtalène et mesurer sa durée de vie (≈ 100 ns). Le laser utilisé était alors un des lasers les plus puissants au monde, un laser à verre dopé au néodyme construit par le centre de recherches de la CGE à Marcoussis. Ce travail princeps fut à l’origine, quelques mois plus tard, d’un article du groupe de Joussot-Dubien auquel s’étaient joints Lindqvist et Barthélemy et qui décrivait les détails de cet appareil de la CGE. Ces travaux pionniers de spectroscopie nanoseconde sur le naphtalène furent complétés et poursuivis sur le benzène et le mésitylène en collaboration avec René Bensasson du laboratoire de chimie physique à Paris et Orsay, secondé par Egidio Festa, ingénieur de l’institut de physique nucléaire d’Orsay. Ces travaux furent présentés avec un grand succès par Joussot-Dubien en mai 1969 à l’occasion de la vingtième réunion de la Société de chimie-physique consacrée aux « Transitions non-radiatives dans les molécules ». Cette présentation, dans l’amphithéâtre Jean Perrin du laboratoire de chimie-physique rue Pierre Curie à Paris, y fut discutée en particulier par J. Jortner de l’université de Jérusalem, D. J. Morantz du Woolwich Polytechnic de Londres, W. A. Noyes Jr. président de l’American Chemical Society, J. B. Birks de l’université de Manchester.
6Ces travaux pionniers « nanoseconde » bénéficièrent du soutien des professeurs Yvette Cauchois, successeur d’Edmond Bauer à la direction du laboratoire de chimie-physique et du professeur Jacques-Émile Dubois du laboratoire de chimie organique physique à Paris. Ils furent aussi l’occasion de fructueuses discussions avec Sydney Leach et Eva Migirdicyan du laboratoire de photophysique d’Orsay et avec J. Kerry Thomas de l’Argonne National Laboratory (USA). En 1969, Jean Faure partit pour Mulhouse afin de fonder un groupe de photolyse éclair pour l’étude des polymères à la demande du directeur de l’ENSCMu (Mulhouse), Jean Meybeck.
(b) Photolyse par éclair des alcènes, des énones et des carbènes
7Bonneau soutint sa thèse en 1971 et utilisa la photolyse éclair pour découvrir et caractériser l’isomère transoïde i) de dérivés du cyclohexène, qui est un état fondamental très instable et réactif (avec Lionel Salem et William G. Dauben) et ii) du cycloheptène (plus stable et moins réactif). Il mit ensuite en évidence l’état triplet orthogonal de nombreux composés du type cycloénones (cyclohexénone en particulier, avec David Schuster - USA) et du type aryléthylènes (styrène, naphtyléthylène et de nombreux autres aryléthylènes synthétisés par René Lapouyade) dans lesquels une double liaison a subi une torsion de 90° sur le chemin d’une isomérisation cis-trans. Il étudia plus tard, toujours par photolyse éclair nanoseconde, les mécanismes de photocyclisations, en particulier une cyclisation adiabatique entre états triplets avec Sylvain Lazare. Par la suite avec Michael T. H. Liu du Canada il étudia les réactions de carbènes formés par photolyse de diazirines. Il fut président du groupe de photochimie français de 1985 à 1993 (encadré B).
(c) Spectroscopie des Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) en matrices solides
8Jacques Joussot-Dubien orienta ses recherches en matrices solides vers l’étude des spectres électroniques à basse température (77 K) découverts par E. V. Shpolskii. Il constitua une équipe avec Michel Lamotte puis Anne-Marie Merle venant de Nancy, pour caractériser divers hydrocarbures aromatiques polynucléaires (HAP) et leurs dérivés dans des monocristaux d’alcanes (en 1989, ils publieront un atlas qui constitue une importante référence ; voir encadré D).
(d) Travaux sur la fluorescence des acides humiques
9Marc Ewald rejoignit le laboratoire de Joussot-Dubien en 1972. Il venait du groupe de Bernard Muel à Orsay, pour examiner la fluorescence des acides humiques contenus dans les eaux fluviales et océaniques. Philippe Garrigues fit à son tour ses premiers pas comme doctorant et fut rapidement amené à appliquer cette technique à la détection de pétrole dans divers océans. Garrigues fondera le LPTC en 1994 et deviendra directeur de l’ISM en 2007 (encadré A).

Figure 6 Laboratoire de photophysique et photochimie moléculaire (1985) de gauche à droite : premier rang : (2) J. Joussot-Dubien, (3) Mme Joussot-Dubien, (4) R. Lesclaux, (5) A.-M. Merle, (6) Josette Pereyre (7) M. Ewald ; deuxième rang : (2) M. Costes, (4) M. Lamotte ; troisième rang : (1) C. Naulin, (2) A. Castellan, (3) F. Caralp, (4) G. Dorthe, (5) H. Bouas-Laurent, (6) R. Bonneau, (7) R. Lapouyade ; quatrième rang : (2) B. Veyret, (3) P. Fornier de Violet, (5) J.-P. Desvergne ; dernier rang : (6) Jean-Pierre Morand (7) P. Garrigues.
(e) Effet laser et application des lasers
10Claude Rullière qui avait étudié au Canada dans le laboratoire de Pierre C. Roberge, est venu renforcer le groupe de Jacques Joussot-Dubien dans la recherche de nouvelles substances donnant l’effet laser. Il a ensuite rejoint le CPMOH (cf. bâtiment de physique), créé en 1990 et nettement axé vers les lasers, dont il deviendra le directeur de 1997 à 2003.
11Par ailleurs, Sylvain Lazare (thèse avec Marcel Fétizon, post doctorat avec Paul de Mayo) est entré comme chercheur CNRS pour étoffer le groupe de photolyse éclair. Après un second stage postdoctoral chez IBM avec Rangaswamy Srinivasan, il créa avec succès son propre groupe consacré à l’ablation laser de polymères et de tissus biologiques. Il est co-auteur d’un livre (encadré D).
(f) Photophysique en phase solide, gazeuse et réactions photochimiques dans l’atmosphère
12Robert Lesclaux a rejoint Jacques Joussot-Dubien en 1961. Il fit sa thèse sur des chromophores inclus dans des matrices solides transparentes. Il démontra grâce à la mesure du paramagnétisme que l’état phosphorescent de la fluorescéine est un état triplet. Par la suite, il mit en évidence l’excitation biphotonique d’hydrocarbures aromatiques polycycliques conduisant à leur photoionisation à température ordinaire dans des verres d’acide borique (1965). Il partit ensuite en stage post-doctoral aux USA où il fut sensibilisé à l’importance des réactions photochimiques dans l’atmosphère. Aussi, dès son retour en France, en 1966, Robert Lesclaux entreprit l’étude de la réactivité des radicaux libres (NH2, peroxydes, aromatiques) utiles à la modélisation atmosphérique et troposphérique, avec Françoise Caralp, Bernard Veyret et Eric Villenave. Avec l’aide des théoriciens (Jean-Claude et Marie-Thérèse Rayez) Veyret et Lesclaux ont déterminé le mécanisme de la photooxydation du formaldéhyde (1982). En 1980, il fonda le Groupe français de cinétique et photochimie (GFCP) (encadré B) et contribua largement à donner à la photochimie française en phase gazeuse un niveau international. En 1985, R. Lesclaux succéda à J. Joussot-Dubien comme directeur du LPPM et, en 1997, en regroupant trois laboratoires, il créa le Centre de recherche en chimie moléculaire (CRCM) qui se transforma, en 2007, en l’Institut des sciences moléculaires (ISM), dirigé par Philippe Garrigues (encadré A).
(g) Collisions réactives induites par laser (chimie d’état à état)
13Dans les années quatre-vingt, avant que le prix Nobel ne fut attribué à D. R. Herschbach, Y. T. Lee et J. C. Polanyi en 1986, Jacques Joussot-Dubien réunit une équipe autour de Gérard Dorthe et Michel Costes puis Christian Naulin pour étudier la dynamique réactionnelle en faisceaux croisés permettant l’étude de la réactivité d’espèces atomiques ou diatomiques à très basse température, relevant du milieu interstellaire. Guy Nouchi et Claude Vaucamps (optique moléculaire en physique) ont collaboré au montage de l’appareil. Les résultats les plus récents (2013-2015) de cette équipe de dynamique réactionnelle et astrochimie (aujourd’hui appelée COMEX (encadré A), dirigée alors par Costes, et en collaboration avec Rayez, mettent en évidence le comportement quantique de collisions inélastiques entre des molécules de CO et des atomes d’hélium.
(h) Photophysique et photochimie organique et supramoléculaire
14En 1974, le groupe d’Henri Bouas-Laurent (thèse avec Raymond Calas en 1964) et ses collaborateurs (René Lapouyade, Alain Castellan et Jean-Pierre Desvergne) qui faisait partie du laboratoire de chimie des composés organiques du silicium et de l’étain, a été rattaché au LPPM. Il s’y intégra complètement en utilisant les outils et méthodes de la spectrométrie, collaborant avec les photophysiciens, notamment avec Robert Lesclaux, Roland Bonneau et Michel Lamotte. Leurs travaux ont concerné principalement la photodimérisation des hydrocarbures aromatiques polynucléaires (anthracènes, phénanthrènes, acénaphtylènes…) en mettant l’accent sur la stéréochimie des produits et le rôle des excimères comme intermédiaires, notamment dans les bichromophores non conjugués. Ils ont été les premiers à réaliser la synthèse photochimique d’un éther-couronne (1978) puis à développer la photochimie supramoléculaire et à démontrer le rôle directeur d’un cation métallique sur la photoréactivité. Desvergne et Bouas-Laurent (avec Frédéric Fages) ont préparé des systèmes fluorescents modulés par les cations (certains en collaboration avec Jean-Marie Lehn). Desvergne a découvert des « gels moléculaires » fluorescents sièges de transfert d’énergie efficace (1991-2006). Au début de sa carrière, il avait expliqué la photoréactivité « non topochimique » dans les cristaux organiques (1972-1974) avec John M. Thomas. Il a co-organisé un congrès international sur le photochromisme (encadré C) et organisé un atelier OTAN (encadré D). Bouas-Laurent, a été co-rédacteur avec Heinz Dürr, d’un ouvrage sur le photochromisme (1990 et 2003, encadré D). Lapouyade s’est illustré dans la photocyclisation de systèmes insaturés (1978 avec Bonneau, Philippe Fornier de Violet et Lazare), dans la synthèse et l’étude spectrométrique de dérivés des HAP (hydrocarbures aromatiques polynucleaires) (avec Joussot-Dubien, Lamotte, Garrigues) puis dans la conception et l’étude de nombreux systèmes aromatiques à transfert de charge intramoléculaires (collaboration avec Claude Rullière, Wolfgang Rettig) ainsi que la reconnaissance par fluorescence de cations et molécules (1985-2000). Il a aussi, après avoir rejoint avec Jean-François Létard, le groupe d’Olivier Kahn à l’ICMCB (vide infra), préparé des systèmes photochromiques à commutation magnétique (1999).
15Alain Castellan, après avoir étudié avec Bouas-Laurent le mécanisme de jaunissement du papier sur des molécules modèles de lignine, a créé son propre groupe en 1990 puis, en 1994 (avec Stéphane Grelier), le « laboratoire de chimie des substances végétales » dans le bâtiment de l’institut du Pin. Il est devenu un expert international dans la photochimie des substances lignocellulosiques dans le papier et le bois.
(i) Colloques nationaux et internationaux
16Jacques Joussot-Dubien créa et anima plusieurs groupes et associations (encadré B) ; il organisa deux congrès internationaux (encadré C). Soulignons la participation active de son groupe aux réunions de photochimistes organisées par Jean Rigaudy et Pierre Courtot à l’École de physique et chimie rue Vauquelin (groupe de photochimie français, encadré B) et par Michel Magat au laboratoire de chimie physique à Paris et à Orsay, occasions d’interactions fructueuses avec des chercheurs de Paris, Saclay, Orsay, Cachan, Lille, Strasbourg, Nancy, Clermont-Ferrand, Toulouse, Marseille...

Figure 7 À l’occasion du quatre-vingtième anniversaire de Jacques Joussot-Dubien (2008) ; de gauche à droite : premier rang : (1) S. Lazare, (5) Mme Joussot-Dubien, (6) J. Joussot-Dubien, (7) Josette Pereyre (8) A.-M. Merle-Dorthe, (9) R. Lesclaux ; deuxième rang : (2) R. Bonneau, (3) P. Fornier de Violet, (4) J.-C. Rayez, (5) G. Dorthe, (7) M. Ewald ; troisième rang : (1) J.-P. Desvergne, (2) Jean-Pierre Morand (3) P. Garrigues, (4) M. Lamotte, (6) H. Bouas-Laurent ; quatrième rang : (3) B. Veyret, (4) J. Faure.
Les jeunes équipes de photochimie à l’ISM
17Après la retraite des principaux acteurs précédents, la photochimie est représentée par trois groupes en 2014 :
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COMEX : (collisions moléculaires en milieux extrêmes) qui étudie la dynamique réactionnelle et l’astrochimie (vide supra) ; il est maintenant dirigé par Jean-Christophe Loison et comprend notamment Christian Naulin, Astrid Bergeat, Kevin Hickson ;
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NEO : (nanostructures organiques) dirigé par Dario Bassani. Le groupe comprend Jean-Luc Pozzo (arrivé en 1994), Dario Bassani (arrivé en 1997), André Del Guerzo (arrivé en 2002) et Nathan McClenaghan (arrivé en 2002), venant tous de laboratoires extérieurs. Pozzo (thèse avec Robert Guglielmetti à Marseille en 1993) conçoit, synthétise et étudie des systèmes photochromiques originaux à commutation multiple, certains d’entre eux à l’état de gel. Bassani (thèse en 1993 avec Fred Lewis, USA) développe la photochimie supramoléculaire de cinnamates et de fullerènes, orientée vers les nanosciences (dispositifs optoélectroniques). Il est rédacteur en chef du journal « Photochemical and Photobiological Sciences » (PPS) des Sociétés européennes de photochimie et photobiologie (encadré B) et a été l’organisateur du XXVème congrès IUPAC (encadré C). Del Guerzo (thèse avec Andrée Kirsch-De-Messmarker, Bruxelles) prépare des gels moléculaires fluorescents à transfert d’énergie ou semi-conducteurs qu’il étudie par microscopie AFM et fluorescence confocale. McClenaghan (thèse à Belfast avec A. Prasanna de Silva) synthétise des systèmes supramoléculaires photomodulables (notamment rotaxane-caténane) dont il étudie le mécanisme par spectrométrie nanoseconde et dans le domaine pico-femtoseconde avec Gediminas Jonusauskas (laboratoire LOMA, Bât. Physique) ;
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PHOENICS : (Photonics and Omics Enabled by Innovations in Chemical Synthesis) dirigé par Mireille Blanchard-Desce, venant de Rennes où elle s’est illustrée en optique non linéaire. Elle a rejoint l’ISM en 2011 et poursuit des travaux en fluorescence induite à 2 photons et en thérapie photodynamique. Elle a récemment réussi à mettre au point des nanoparticules organiques très stables et ultrabrillantes. L’équipe comprend Isabelle Gosse, Guillaume Clermont, Jean-Baptiste Verlhac, Michel Vaultier et de très nombreux doctorants et post doctorants.
18Autres laboratoires de chimie
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Chimie moléculaire et matériaux : Thierry Toupance réalise des nanostructures d’oxydes métalliques semi-conductrices et de nanoparticules (pérovskites hybrides) en vue d’applications en optoélectronique et de photocatalyse dans des structures nanoporeuses.
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Laboratoire des polymères organiques (LCPO) : Georges Hadziioannou a rejoint le LCPO en 2008 pour créer des dispositifs photoniques à base de polymères et d’oligomères en liaison avec l’industrie.
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Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB) : Claude Fouassier a développé des matériaux dopés avec des cations luminescents (lanthanides) pour leurs applications comme luminophores. Gilles Le Flem a élaboré des verres luminescents. Jean-François Létard (thèse en 1994 avec Lapouyade) a préparé des complexes de coordination photomagnétiques (à 80 K). Il a fondé en 2009 une société (olikrom) qui fabrique des « pigments intelligents ». Corinne Mathonière (en collaboration avec Rodolphe Clérac) prépare des complexes organométalliques jouant le rôle d’interrupteur photochimique-thermique.
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Intégration du matériau au système (IMS) : Lionel Hirsch et Guillaume Wantz créent des dispositifs photovoltaïques ainsi que des OLEDs (diodes électroluminescentes organiques), en relation avec les chimistes bordelais.
Encadré A : Constitution des laboratoires 1960-2014
Liste des directeurs des unités du CNRS de chimie où s’est exercée la majorité des recherches en photochimie-photophysique. (d) L’ISM est l’Institut des Sciences Moléculaires, créé en 2007.
En 1998, les URA (unités de recherche associées) et les LA (laboratoires associés) deviennent des UMR (unité mixtes de recherche associant université et CNRS).
Le LPPM (laboratoire de photophysique et photochimie) fut associé au CNRS en 1968. En 1974 le groupe de photochimie organique venu du laboratoire de chimie organique du silicium et de l’étain (laboratoire associé au CNRS) rejoignit le LPPM.
En 1994-1997 les chercheurs se sont répartis en différents laboratoires : LPCM (laboratoire de physique chimie moléculaire) directeur : J.-C. Rayez ; LCOO (chimie organique et organométallique) directeur : J.-P. Desvergne ; LPCT (laboratoire de physico-toxicochimie) directeur : P. Garrigues ; le LCSV (laboratoire de chimie des substances végétales) directeur : A. Castellan. En 1997, ils se sont groupés pour former le Centre de recherche de chimie moléculaire (CRCM) dirigé par Robert Lesclaux.
L’Institut des sciences moléculaires (ISM) fut créé en 2007. Les groupes de photochimie sont : Nanostructures organiques (NEO), Collisions moléculaires en milieux extrêmes (COMEX), Photonix and Omix Enabled by Innovations in Chemical Synthesis (PHOENICS).
Encadré B : Groupes et associations de photochimie, en France et en Europe,
GPF (Groupe de photochimie français) fondé en 1968 par Pierre Courtot et Jean Rigaudy. Roland Bonneau en fut président de 1985 à 1993. En 2008, sous la présidence d’Edmond Amouyal, il est devenu « Groupe français de photochimie de photophysique et de photosciences » (GFP2P).
GFCP (Groupe français de cinétique et photochimie) fondé en 1980 par Robert Lesclaux réunissant des spécialistes de la combustion, de la cinétique en phase gazeuse, de la photochimie et de la chimie théorique.
Club EDF de photochimie et électrochimie créé par la direction des recherches EDF en 1975 pour rapprocher les chercheurs industriels et universitaires. J. Joussot-Dubien en fut le premier président.
EPA (European Photochemistry Association) créée en 1970. J. Joussot-Dubien en fut président (1976-1980) et H. Bouas-Laurent secrétaire (1984-1986). L’EPA partage avec la Société européenne de photobiologie (ESP) et d’autres sociétés savantes la rédaction du Journal Photochemical and Photobiological Sciences (PPS), publié par la Royal Society of Chemistry. Dario Bassani en est le rédacteur en chef.
Encadré C : Principaux congrès internationaux de photochimie
IUPAC Symposium on Photochemistry. Créé à Strasbourg par George Hammond et Jacques Levisalles en 1964 ; il a lieu tous les deux ans en alternance avec l’ICP (vide infra). Le IXeSymposium (1982) a été organisé à Pau par J. Joussot-Dubien (avec H. Bouas-Laurent et Élisabeth Poquet). Le XXVe Symposium (2014) a été organisé à Bordeaux par D. Bassani (avec A. Del Guerzo et N. McClenaghan).
ICP (International Conference on Photochemistry).Créé par George Wyman à Durham (Caroline du Nord) en 1968. Le Ve (1971) s’est tenu à Bordeaux, co-organisé par Joussot-Dubien.
ISOP (International Symposium on Photochromism) créé en 1993 par Guglielmetti (Marseille).
J.-P. Desvergne et J.-L. Pozzo ont été les organisateurs de « ISOP 04 » à Arcachon en 2004.
Encadré D : livres et ouvrages collectifs
Handbook of low temperature electronic spectra of polycyclic aromatic hydrocarbons, Nakhimosky L., Lamotte M., Joussot-Dubien J., Elsevier, 1989.
Photochromism : molecules and systems, Dürr H., Bouas-Laurent H. (eds), Elsevier, Amsterdam, 1st ed. 1990, 2nd ed. 2003.
Laser ablation of electronic materials/ basic mechanisms and applications, Fougarassy E., Lazare S. (eds), North Holland, Amsterdam, 1992.
« Chemosensors of ion and molecule recognition », Proceedings of the NATO advanced research workshop Bonas, Aug. 31-Sept. 4, 1996, Desvergne J.-P., Czarnik A. W. (eds), Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, 1997.
Bâtiment de PHYSIQUE (laboratoire de physique générale)
Optique moléculaire
19Auguste Rousset [figure 1], comme indiqué dans le préambule, a fondé le laboratoire d’optique moléculaire en 1945. Il s’entoura progressivement de collaborateurs au rang desquels il faut signaler Élisabeth Lafitte, André Massoulier, Robert Lochet, François Valentin qui étudieront les phénomènes de diffusion moléculaire de la lumière dans les liquides et les gaz (effet Rayleigh, effet Raman) et de luminescence de molécules polyatomiques. Ils construisirent leurs propres appareils, notamment des fluoroscopes et phosphoroscopes pour enregistrer les spectres à basses températures, caractériser les agrégats, déterminer les durées de vie des états triplets excités. Puis Guy Nouchi (1958), Pierre Loustauneau, François Dupuy, Jean-Pierre Chabrat, Jacques Mégel, Ross Brown, Jacques Rouch, Guy Goumet et Claudie Cazeau-Dubroca vinrent grossir l’effectif d’un laboratoire dynamique et ouvert à la collaboration avec les chimistes (dont ils étudiaient plusieurs dérivés substitués d’hydrocarbures aromatiques polynucléaires). Jean-René Lalanne qui développa les lasers solides à Bordeaux, collabora à l’étude de la diffusion Rayleigh (1975-1978).

Figure 10 Bâtiment de physique hébergeant le laboratoire d’optique moléculaire (devenu CPMOH puis LOMA)
20En 1970, pour des raisons familiales, Rousset alla enseigner à l’université de Pau ; il confia alors la direction du groupe à Guy Nouchi qui contribua au recrutement de Philémon Kottis (1971), formé dans le laboratoire parisien de Raymond Daudel. Kottis et Nouchi dirigèrent alors le laboratoire jusqu’en 1990. Les recherches de Kottis ont concerné essentiellement l’application de la mécanique quantique à la photophysique dans les monocristaux moléculaires et les matrices dans une grande gamme de températures. Il eut comme doctorant Michel Orrit [figure 11] qui soutint sa thèse en 1984, fit un stage post doctoral à Göttingen puis revint à Bordeaux pour s’intéresser au creusement des trous spectraux (hole burning). C’est ainsi qu’il mit en évidence avec Jacky Bernard, pour la première fois, la fluorescence d’une molécule unique (du pentacène) en 1990. En 2001, Orrit accepta un poste de professeur à l’université de Leiden (Pays-Bas) où il développe ce nouveau domaine dans plusieurs directions, notamment la création d’ordinateurs plus rapides dotés de super-mémoires.
21En 1990, une réorganisation des recherches en physique a engendré un nouveau laboratoire le « CPMOH » (vide infra) issu de la fusion de plusieurs groupes.
Centre de physique moléculaire optique et hertzienne (CPMOH)
22Le premier directeur fut André Ducasse (1990-1997) (figure 12) qui avait une bonne connaissance des lasers. Il créa un « pôle laser » en lien avec le Centre laser intense et applications (CELIA), témoignant de l’importance de la recherche fondamentale et appliquée des lasers en Aquitaine (Laser Mégajoule au Barp, à 30 km au sud de Bordeaux). Ducasse, qui a été directeur général de l’École Supérieure d’Optique (1999-2003) a récemment joué un rôle majeur dans la création du bâtiment de l’Institut d’optique d’Aquitaine (IOA) sur le campus de Bordeaux, qui est à la fois une partie de l’École supérieure d’optique et un laboratoire de recherche (vide infra). Ducasse est actuellement président de l’association Aquitaine lasers photonique et applications (Alpha) qui regroupe les acteurs de la filière optique et lasers en Aquitaine. Le laboratoire CPMOH a rassemblé une quarantaine de chercheurs permanents parmi lesquels, en plus des membres du laboratoire d’Optique Moléculaire cités plus haut, il convient de citer Jean-Pierre Aimé, Ross Brown (maintenant à Pau), Willy Claeys, Jean-Pierre Delville, Eric Freysz, Gédiminas Jonusauskas, Brahim Lounis, Jean Oberlé, Claude Rullière, Yves Servant, Jean-Marie Turlet.
23Claude Rullière a construit avec Gédiminas Jonusauskas un appareil laser picoseconde puis un laser femtoseconde qui a permis d’appliquer la photolyse éclair ultrarapide à de nombreux problèmes de photochimie, en relation avec les chimistes, en particulier René Lapouyade à Bordeaux.Cette collaboration continue avec Nathan McClenaghan (ISM). Pour sa part, Éric Freysz, expert en lasers, a étudié entre autres les phénomènes non linéaires (ONL) dans des matériaux solides en collaboration avec les chimistes de l’Institut de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB).
24Claudie Cazeau-Dubroca a découvert une forme originale de transfert de charge interne twisté (TICT) dans des polymères irradiés dans des alcools.
Les successeurs de Ducasse à la direction du CPMOH
25De 1997 à 2003, Claude Rullière a pris la direction du laboratoire, puis Fabrice Vallée en 2003-2006, Jean-Marie Turlet assurant l’intermède 2006-2007 avant la direction d’Éric Freysz (2007-2011).
Laboratoire ondes et matières d’Aquitaine (LOMA)
26En janvier 2011, le CPMOH subit une réorganisation pour devenir le Laboratoire ondes et matières d’Aquitaine (LOMA). l’activité de photophysique précédente fut maintenue. Jean-Pierre Delville en devint le directeur. Les travaux de Delville portent, entre autres, sur les interactions laser/matière comme la non linéarité dans les mélanges liquides, l’optofluidique et la microfluidique laser, ainsi que la modification des propriétés optiques des polymères induite par laser.
Institut d’optique d’Aquitaine (IOA)
27L’imposant bâtiment blanc de l’Institut d’optique d’Aquitaine (IOA) abrite, entre autres, le « Bordeaux Photonics Group » dont une des composantes est le Laboratoire de photonique numérique et nanosciences (LP2N) créé en 2011 et dirigé par Philippe Bouyer (70 personnes en 2016). Brahim Lounis, directeur adjoint et responsable du groupe « photons et nanosystèmes » est un spécialiste reconnu des nanoobjets uniques, ce qui rappelle les premiers travaux de Michel Orrit au CPMOH (vide supra).
Conclusion
28La faculté des sciences de Bordeaux a connu un regain d’activité, pendant le décanat de Georges Brus (1945-1963). Ce dernier a recruté dans les chaires de physique et chimie des personnalités qui ont développé leurs disciplines et sont restées à Bordeaux. C’est grâce à eux que l’optique moléculaire, la photochimie et la photophysique se sont implantées pour donner naissance à des centres de recherche reconnus et toujours très actifs, attirant des chercheurs des autres universités de France et du monde. La proximité des bâtiments de physique et de chimie a favorisé les échanges et les collaborations. Les progrès continus et spectaculaires de l’appareillage (sources laser, ordinateurs, spectromètres, microscopes…) ont été et sont décisifs dans le succès des recherches qui évoluent maintenant vers les nanosciences. Cet essor n’aurait pas eu lieu sans le soutien de l’université de Bordeaux et du CNRS et de la région Aquitaine, cette dernière étant fortement impliquée dans la recherche scientifique et technique.
Notes
1 « A tribute to Jacques Joussot-Dubien », EPA NL, 1998, n°62, p.23-32
2 « Hommage », L’actualité chimique, 2009, n°336, p.62-63.
Haut de pageTable des illustrations
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Légende | Figure 1 Professeur Auguste Rousset physique générale (1960) |
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Légende | Figure 2 Professeur Raymond Calas chimie organique (1970) |
URL | http://journals.openedition.org/hrc/docannexe/image/2956/img-4.png |
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Légende | Figure 3 Professeur Adolphe Pacault chimie physique (1965) |
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Légende | Figure 4 Vue aérienne du campus de Talence en 1991 avec les grands bâtiments de recherche de physique (P) et de chimie (C) |
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Légende | Figure 5 Professeur Jacques Joussot-Dubien (2008) chimie physique |
URL | http://journals.openedition.org/hrc/docannexe/image/2956/img-8.png |
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Légende | Figure 6 Laboratoire de photophysique et photochimie moléculaire (1985) de gauche à droite : premier rang : (2) J. Joussot-Dubien, (3) Mme Joussot-Dubien, (4) R. Lesclaux, (5) A.-M. Merle, (6) Josette Pereyre (7) M. Ewald ; deuxième rang : (2) M. Costes, (4) M. Lamotte ; troisième rang : (1) C. Naulin, (2) A. Castellan, (3) F. Caralp, (4) G. Dorthe, (5) H. Bouas-Laurent, (6) R. Bonneau, (7) R. Lapouyade ; quatrième rang : (2) B. Veyret, (3) P. Fornier de Violet, (5) J.-P. Desvergne ; dernier rang : (6) Jean-Pierre Morand (7) P. Garrigues. |
URL | http://journals.openedition.org/hrc/docannexe/image/2956/img-9.png |
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Légende | Figure 7 À l’occasion du quatre-vingtième anniversaire de Jacques Joussot-Dubien (2008) ; de gauche à droite : premier rang : (1) S. Lazare, (5) Mme Joussot-Dubien, (6) J. Joussot-Dubien, (7) Josette Pereyre (8) A.-M. Merle-Dorthe, (9) R. Lesclaux ; deuxième rang : (2) R. Bonneau, (3) P. Fornier de Violet, (4) J.-C. Rayez, (5) G. Dorthe, (7) M. Ewald ; troisième rang : (1) J.-P. Desvergne, (2) Jean-Pierre Morand (3) P. Garrigues, (4) M. Lamotte, (6) H. Bouas-Laurent ; quatrième rang : (3) B. Veyret, (4) J. Faure. |
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Légende | Figure 8 Bâtiment de chimie (ISM) en rénovation décembre 2015, façade sud |
URL | http://journals.openedition.org/hrc/docannexe/image/2956/img-11.png |
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Légende | Figure 9 Bâtiment ISM en rénovation décembre 2015, façade ouest |
URL | http://journals.openedition.org/hrc/docannexe/image/2956/img-12.png |
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Légende | Figure 10 Bâtiment de physique hébergeant le laboratoire d’optique moléculaire (devenu CPMOH puis LOMA) |
URL | http://journals.openedition.org/hrc/docannexe/image/2956/img-13.png |
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Légende | Figure 11 Dr Michel Orrit (1990) |
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Légende | Figure 12 Professeur André Ducasse (CPMOH) et Aquitaine lasers |
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Pour citer cet article
Référence électronique
Henri Bouas-Laurent et Jean-Pierre Desvergne, « Histoire de la photochimie, de la photophysique et de l’optique moléculaire à Bordeaux », Histoire de la recherche contemporaine [En ligne], Tome VI N°1 | 2017, mis en ligne le 19 août 2019, consulté le 08 décembre 2023. URL : http://journals.openedition.org/hrc/2956 ; DOI : https://doi.org/10.4000/hrc.2956
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