Robert Tournier (1934-2024), grand physicien du magnétisme

14 septembre 2025 7 14 /09 /septembre /2025 04:27

Robert Tournier (1934-2024), grand physicien du magnétisme

« Robert Tournier était visionnaire, moteur et avec une très grande culture scientifique, ouverte sur les applications. » (Klaus Hasselbach et Jean-Louis Tholence, le 20 septembre 2024).

Émotion, stupeur, tristesse (et nostalgie) lorsque j'ai appris, il y a un an, un samedi soir (21 septembre), la mort, le 16 septembre 2024, de Robert Tournier à l'âge de 90 ans. Déjà 90 ans ! Je me souviens d'avoir échangé avec lui il y a trente ans, à la mort du cardinal Albert Decourtray (archevêque de Lyon, donc un voisin de Grenoble), le 16 septembre 1994, à seulement 71 ans, et lui me disait : je n'en ai peut-être plus que pour dix ans à vivre (il n'en avait que 60 ans à l'époque). Par chance, il en avait encore pour trente ans, exactement trente ans au jour près !, qu'il a utilisés à fond puisqu'il n'a jamais arrêté de travailler. Un chercheur passionné, ça ne prend pas de retraite !

Étrange conversation si on en juge par des relations professionnelles, mais il faut bien le dire, loin d'être la seule conversation assez atypique. J'ai eu ce que j'appellerais aujourd'hui le privilège (c'est toujours un privilège d'avoir côtoyé une personne exceptionnelle) de voir pratiquement tous les jours Robert Tournier pendant quatre à cinq ans au début des années 1990. Il a fait partie des personnes, peu nombreuses, qu'on peut compter sur les doigts des deux mains, qui ont marqué mon existence. J'ai connu ses humeurs, son enthousiasme, ses défaitismes, mais avant tout, sa passion et sa curiosité, son exigence et sa rigueur. Il fallait le ménager avec les mauvaises nouvelles et ne surtout pas donner en même temps les bonnes nouvelles, en garder toujours en réserve pour les mauvais jours !

Alors, précisons, même si c'est déjà indiqué dans mon titre, à dessein : Robert Tournier était un grand physicien, mais à la différence des grands historiens, des grands philosophes et des grands médecins, les grands physiciens français sont souvent inconnus des Français, pas intéressants pour les médias, les équations sont peu sexy ! et seul, le Prix Nobel peut, éventuellement !, donner un peu de curiosité aux journalistes. Et encore, quel journaliste saurait énumérer, sans oublier un seul nom, nos derniers Prix Nobel de Physique, nos, je veux dire, les derniers Prix Nobel de Physique français ?

Citons-les tous dans l'ordre décroissant, il y en a eu seize : Anne L'Huillier et Pierre Agostini (2023), Alain Aspect (2022), Gérard Mourou (2018), Serge Haroche (2012), Albert Fert (2007), Claude Cohen-Tannoudji (1997), Georges Charpak (1992), Pierre-Gilles de Gennes (1991), Louis Néel (1970), Alfred Kastler (1966), Louis de Broglie (1929), Jean Perrin (1926), Pierre et Marie Curie (1903) et Henri Becquerel (1903).

On s'aperçoit que depuis une vingtaine d'années, il y en a au moins un par quinquennat (et ça s'accélère ces dernières années), mais avant 1990, c'était le vide complet pendant vingt ans. Pourquoi est-ce que je l'évoque ? Pour bien montrer l'importance de Louis Néel, Prix Nobel français très rare (deux seuls Français entre 1930 et 1990 !).

Or, Louis Néel (1904-2000) est un fondateur des recherches sur le magnétisme en particulier à Grenoble, il a travaillé sur le ferrimagnétisme et l'antiferromagnétisme (on a même baptisé une propriété magnétique d'un matériaux "température de Néel"). Il a été le directeur de thèse d'un autre grand physicien grenoblois Louis Weil (1914-1968), spécialisé dans le magnétisme, la cryogénie (les très basses températures) et la supraconductivité. Louis Weil, qui a soutenu sa thèse de doctorat en 1941, est mort trop jeune pour voir son mentor récompensé par le Nobel. Après la guerre (après une tentative de retour à Strasbourg), Louis Néel et Louis Weil ont tous les deux fait de Grenoble un centre de recherche scientifique d'excellence internationale qui a permis d'essaimer de nombreuses autres recherches en physique expérimentale.

Louis Néel fut notamment à l'origine du Centre d'études nucléaires de Grenoble (CENG, filiale du CEA), du premier laboratoire européen, l'Institut Laue-Langevin (ILL), et du Service national des champs magnétiques intenses (SNCI), tous les trois installés dans le Polygone scientifique (la presqu'île grenobloise entre l'Isère et le Drac, une zone de 250 hectares consacrée à la recherche scientifique de très haut niveau).

Robert Tournier, qui a eu pour directeur de thèse Louis Weil, a donc été à très bonne école, une école d'exigence, de rigueur mais aussi de passion et d'enthousiasme. Robert Tournier a soutenu sa thèse de doctorat en 1965 et il a publié ses travaux avec Louis Weil notamment en 1959 sur la « construction et installation d'une bobine sans fer pour mesures magnétiques en-dessous de 1 K par la désaimantation adiabatique ».

Certes, l'enthousiasme a toujours son revers psychologique, et Robert Tournier marchait beaucoup à l'affection. Ce n'est pas pour rien que dans leur court hommage, publié le 20 septembre 2024 dans le Journal du CNRS, Klaus Hasselbach et Jean-Louis Tholence ont écrit qu'il « entretenait des relations humaines fortes » avec ses collaborateurs.

Certains directeurs de thèse ne viennent voir leurs doctorants qu'une fois par trimestre. Avantage : liberté pour organiser leurs travaux ; inconvénient : absence d'encadrement, risque de suivre de mauvaises pistes. Ce n'était pas du tout la philosophie de Robert Tournier qui était un directeur de thèse "pressant", c'est-à-dire qui venait voir ses doctorants trois fois par jour (il pouvait suivre une dizaine de doctorants ou stagiaires de fin de cycle), en leur donnant mille idées nouvelles (dont certaines inexploitables), et gare à celui qui avait une panne (c'était de la physique expérimentale, donc il y avait beaucoup d'équipements de haute technologie, très évolués mais qui pouvaient tomber en panne rapidement et pour longtemps par manque de pièces).

J'ai fait ma première rencontre avec Robert Tournier dans un cadre très particulier. C'était en plein été 1990 et il m'avait invité chez lui, dans une maison neuve, dans un quartier neuf près d'un lac. Les voies n'étaient pas encore achevées. Il était en arrêt maladie car il s'était cassé le dos à vouloir réparer son toit et il était donc immobilisé chez lui. Ses collaborateurs avaient ainsi un peu de répit même si le téléphone sonnait très souvent (pas de télétravail car pas de visioconférence à l'époque).

Toute son équipe était prête à travailler la nuit, les 15 août, les dimanches, s'il le fallait. Le CNRS pouvait être une collectivité de non-droit que seule la passion du chercheur équilibre. Oui, répétons-le, un physicien, qui a fait de très nombreuses années d'études, et qui n'est pas rémunéré en conséquence, s'il est là, c'est parce qu'il a passion de ce qu'il fait. Et il faut bien le dire : au CNRS régnait une extrême liberté, et il était de coutume que les chercheurs pouvaient se permettre de prendre 10% de leur temps (ou quelques chose comme ça) pour des recherches hors programmation, pas budgétisées, juste pour vérifier un truc et voir si la piste était bonne, dans le secret de la manipe du samedi après-midi.

Quand je l'ai connu, Robert Tournier était déjà un directeur de recherche du CNRS en classe exceptionnelle. On a inventé la classe exceptionnelle pour lui et quelques autres, parce que les grilles de la fonction publique ne tenaient pas la route avec son talent de chercheur. L'exception qui confirme la règle, ou plutôt, la grille.

Il n'était pas forcément un grand communicant ni un grand pédagogue, mais était assurément un grand créateur de connaissances. Il n'était pas un universitaire, pas un professeur des universités pour se consacrer à 100% (plutôt 200% !) à ses travaux de recherche. L'avantage, c'est d'avoir du temps, ce que nous envient les chercheurs du monde entier qui sont toujours enseignants pour une part, mais l'inconvénient, c'est qu'il n'est pas au contact avec des étudiants et c'est donc plus difficile pour lui de trouver des collaborateurs, des doctorants et post-doctorants.

À l'époque, j'avais une activité politique assez fébrile (il faut imaginer le maire de Grenoble en prison, par exemple !), et j'avais toujours une cravate dans une poche de ma veste au cas où j'aurais une réunion imprévue le soir. Un jour, Robert, qui me connaissait assez bien, j'étais le seul à disposer d'une cravate de tout le labo !, m'a demandé paniqué si j'avais une cravate pour qu'il puisse la mettre dans l'heure qui suivait. En effet, un conseiller régional venait visiter son labo et il voulait le recevoir avec dignité. J'avais eu un petit sourire amer car je me disais qu'il était encore dans la sacralisation des personnalités politiques. Il se trouvait que je connaissais ce conseiller régional et que je ne le considérais pas comme le plus percutant d'intelligence, et je me désolais que Robert Tournier, d'une si grande intelligence, ait pu se soumettre psychologiquement devant un tel personnage. Mais il est vrai qu'il attendait des subventions du conseil régional de Rhône-Alpes.

D'ailleurs, il ne faisait que cela. Chercher des financements. À un moment, il me confiait qu'il était très frustré de ses activités concrètes car il ne faisait plus de science mais surtout des démarches administratives ou de la communication, ilétait devenu un VRP de l'élaboration par magnétisme. Il faut dire qu'il a créé une nouvelle activité.

Au départ (et j'étais arrivé à ce moment), il l'avait fait au sein d'un grand laboratoire du CNRS de Grenoble, le Centre de recherches sur les très basses températures (CRTBT), créé en 1962. Un laboratoire de 200 chercheurs, ce qui est important, physique fondamentale, comportement de l'hélium proche du zéro absolu (superfluide), phénomènes quantiques, etc. Ce laboratoire bénéficiait d'une très grand réputation internationale et d'une excellente infrastructure, en particulier d'un liquéfacteur et d'un réseau d'azote et d'hélium très rare même dans l'industrie.

Il avait dirigé pendant longtemps ce laboratoire et il était devenu un électron libre, car son nouveau job, c'était de travailler dans la synthèse de matériaux sous champ magnétique intense (5 Tesla). Une petite parenthèse : il faut imaginer l'énergie que cela suppose. Un champ magnétique de 5 Tesla est produit par une bobine supraconductrice de Niobium-Titane plongée dans l'hélium liquide (en-dessous de –269°C). De nos jours, on peut produire jusqu'à 35 voire 37 Tesla et l'objectif bientôt est de 43 Tesla ! Pour donner une idée, le coureur automobile Ayrton Senna venait de s'écraser contre un mur de béton à la vitesse de 212 kilomètres par heure à l'impact, le 1^er mai 1994, et d'après les calculs, cela correspondait à peu près à l'énergie utilisée à chaque expérience de champ intense (5 Tesla). On comprend que les chercheurs doivent éviter d'être fatigués ou en état d'ébriété quand il font leurs expériences (même s'il n'y a pas de radar).

Les très basses températures étaient donc devenues plus un moyen (produire du champ magnétique intense) qu'une fin, qu'un objet d'étude, puisqu'il voulait synthétiser toute sorte de matériaux, en particulier des supraconducteurs, mais aussi des alliages industriels pour l'aéronautique et le nucléaire au point de faire "bouillir" la "marmite" jusqu'à +1600°C !

Et au-delà des sujets d'études, c'était son organisation qui posait un problème de fond : les expérimentations de Robert Tournier coûtaient très cher. Là encore, il faut s'arrêter sur le financement de la recherche publique en France (principalement le CNRS) : l'État paie bien sûr les salaires (la masse salariale), à l'époque, au début des années 1990, la moyenne d'âge était de 45 ans (donc salaires assez élevés), et les gros équipements (synchrotron, dont ceux de Grenoble et de Saclay, et quelques autres infrastructures ou participations, comme au CERN). Mais il manquait des moyens matériels pour les équipes de recherche, les équipements étant très coûteux car ajustés pour des objectifs très spécifiques.

Robert Tournier n'avait alors pas hésité : il a fait appel à des partenariats avec de grandes entreprises françaises, intéressées par la technologie ou par l'effet vitrine (c'est bien vu de faire des partenariats avec des laboratoires publics prestigieux). L'argent venait donc assez bien, mais certains collègues voyaient cela d'un mauvais œil, considérant qu'il s'était vendu au grand capital, ce qui ne manquait pas de stupidité quand on savait que parmi ces entreprises, il y avait par exemple Framatome, entreprise publique. Il faut reconnaître que chez certains physiciens, il y a un grand fond d'extrême gauche peu compatible avec la grande intelligence des personnes (cela m'a toujours étonné), c'était l'époque aussi de "Ras l'front" très implanté au CNRS de Grenoble (tiens, que deviennent-ils, avec un RN à 35% ?).

Ces considérations l'importaient peu, mais l'architecture administrative faisait que lorsqu'il avait un contrat avec un partenaire, l'argent devait transiter par le CRTBT avant de revenir à ses projets de recherche... amputé d'environ 20% du montant. Alors, il s'est mis dans l'objectif de créer son propre laboratoire. D'abord, un laboratoire autonome (Matformag), mais qui n'avait pas la taille critique pour subsister, puis en partenariat avec un grand laboratoire universitaire (de l'INPG, Institut national polytechnique de Grenoble) spécialisé dans la magnétohydrodynamique (le Madylam), puis finalement en créant le CRETA (Consortium de recherches pour l'émergence des technologies avancées). Pendant ces années-là, il s'est débattu pour obtenir des fonds pour construire un nouveau bâtiment de plusieurs millions de francs, etc.

Créé en 1978, le Madylam n'a pu, lui aussi, se développer qu'avec des contrats de partenariat avec des groupes industriels. Il est devenu le SIMAP-EPM (science et ingénierie des matériaux et procédé, élaboration par procédés magnétiques) et l'une de ses spécialisations est la coulée continue par creuset froid. La collaboration avec l'équipe de Robert Tournier était donc logique. À l'entrée du Madylam (SIMAP-EPM), sur le campus de Saint-Martin-d'Hères, trônent encore trois énormes mains métalliques, fabriquées en inox thermoformé avec des câbles en nickel-titane, un matériau à mémoire de forme, qui devaient bouger avec le projecteur vertical placé sous les trois mains : elles chauffent, s'ouvrent et sortent du cône du projecteur et refroidissent, se referment et reviennent dans le cône, se réchauffent, et ainsi de suite (œuvre d'Olivier Descamps, en 1990, mais une erreur de calcul empêche le mouvement réel des mains).

La passion, c'était aussi l'obsession, et j'imagine que la famille de Robert Tournier en était aussi une victime collatérale. Bien entendu, il arrivait tôt à son bureau, il repartait chez lui pour dîner mais souvent revenait dans la soirée. Il s'était installé dans une maison neuve et avait eu la mauvaise idée (selon lui) d'y mettre une piscine. Résultat, tous ses enfants y venaient avec les petits-enfants. Ce qui l'empêcher de réfléchir, alors il prenait son petit-déjeuner très tôt et partait à son laboratoire pour être dans le calme. Enfin, c'était une confidence, je ne sais pas si c'était surjoué mais je l'imaginais bien ainsi. Il faut imaginer un chercheur avec de l'hyperactivité mentale : l'idée trotte dans la tête, une autre arrive, une troisième arrive, etc. et tant qu'elles ne sont pas invalidées ou validées, ça continue de trotter, d'obséder le propriétaire du cerveau...

Revenons très brièvement au cœur de ses travaux pendant les années 1990. Robert Tournier a eu l'intuition qu'on pouvait mieux fabriquer des matériaux de haute technologie en appliquant un champ magnétique intense. Ainsi, on pouvait orienter l'axe cristallographique d'un cristal selon le champ magnétique (en profitant de son anisotropie magnétique), et aussi obtenir des monocristaux, ce qui réduisait les joints de grain, notamment pour des supraconducteurs à haute température critique (c'est-à-dire au-dessus de l'azote liquide, à savoir –196°C).

Les supraconducteurs à haute température critique étaient très en vogue à partir de 1986 (Prix Nobel attribué en 1987 à Johannes Bednorz et Karl Müller, physiciens d'IBM à Zurich) et pouvaient être l'option pour transmettre l'information et l'énergie rapidement (finalement, la fibre optique a gagné le combat). Le champ magnétique permettait de réduire les joints de grain et d'améliorer la qualité du matériau. Il était aussi possible de réduire ou d'augmenter la convection au sein d'un matériau liquide, avant solidification, grâce à la différence de susceptibilité magnétique en fonction de la température (selon le même principe que la convection thermique qui provient de la différence de densité en fonction de la température : on parle alors de convection magnétique).

Robert Tournier avait tellement d'applications de son procédé général en tête (aérospatial, télécommunications, nucléaire, etc.) qu'il est allé jusqu'à recruter un (très sympathique) biologiste (écossais) pour explorer la synthèse de plaquettes sanguines sous champ magnétique. Robert Tournier, qui était curieux de tout et s'intéressait à l'actualité scientifique, a aussi travaillé sur des alliages à mémoire de forme (nickel-titane) et des quasi-cristaux (de symétrie 5), des alliages à base d'aluminium-cuivre-fer, aux propriétés un peu bizarres.

Comme on le voit, Robert Tournier a travaillé au croisement de nombreuses disciplines scientifiques : magnétisme, cristallographie, cryogénie, chimie des matériaux, métallurgie, supraconduction, magnétohydrodynamique, ingénierie et procédé d'élaboration de matériaux, magnétorésistance, biologie, etc. Il a déterminé la variation de la susceptibilité magnétique en fonction de la température de nombreux matériaux, a révélé certaines phases particulières de matériaux, et dans les années 1990, ses deux principaux matériaux furent la céramique supraconductrice YBaCuO (oxyde d'yttrium, baryum, cuivre) et l'aimant NdFeB (néodyme, fer, bore) qu'il pouvait synthétiser avec une orientation cristallographique privilégiée.

L'un des points amusants, c'est que Robert Tournier ou ses collaborateurs étaient parfois contactés par des fantaisistes qui se renseignaient sur la possibilité de produire du champ magnétique intense dans des optiques totalement parascientifiques ou parapsychologiques (et loufoques) qui faisaient généralement bien rire. Le mot magnétisme, comme le mot quantique, est souvent couvert d'un mystère chez les profanes un peu charlatans ou hurluberlus sur les bords !

Plus sérieusement, il faut évoquer une publication intéressante, validée le 16 avril 1991, que Robert Tournier a sortie avec son doctorant Éric Beaugnon sur la lévitation de substances organiques par un champ magnétique intense (jusqu'à 27 Tesla). La matière organique (qui est un composé à base de carbone) est généralement diamagnétique, ce qui permet de stabiliser la lévitation à l'intérieur d'une bobine supraconductrice (au contraire de la sustentation fondée sur le ferromagnétisme). Cette publication a valu un petit article plus sensationnel dans le numéro 885 de "Science & Vie", celui de juin 91 (page 101), sur la lévitation d'une souris, mais l'article précisait surtout que l'intérêt était d'éviter les contacts pour synthétiser des cristaux organiques parfaitement purs, utiles dans l'étude des virus. Quant à faire léviter un humain, c'était peu possible car il faudrait un champ beaucoup plus élevé pour compenser la gravité.

Pour rendre hommage à Robert Tournier, je propose ici deux hommages. L'un écrit par Klaus Hasselbach et Jean-LouisTholence, le 20 septembre 2024, pour le CNRS, et l'autre en novembre 1985, où il était à l'époque le directeur du CRTBT, quand il a reçu le Prix Jaffé, un prix décerné par l'Institut de France sur proposition de l'Académie des sciences ("couronnant des travaux ou des expériences destinés au progrès et au bien-être de l'humanité" ; Yves Coppens en a été lauréat en 1974). Parmi les autres prix, Robert Tournier a reçu également le Prix Louis-Ancel en 1970, attribué par la Société française de Physique à un physicien français pour ses travaux en physique de la matière condensée (ses prédécesseurs lauréats, entre autres, étaient Pierre Auger en 1926, Francis Perrin en 1930, Pierre Aigrain en 1951, Jacques Friedel en 1956, et Pierre-Gilles de Gennes en 1959).

Hommage de délégation Alpes du CNRS (20 septembre 2024) :

« [Robert Tournier] avait été le premier à faire des mesures magnétiques en déplaçant la source froide (sel paramagnétique), et l'échantillon en même temps. À la suite de Louis Weil, il avait travaillé sur les alliages dilués, l'effet Kondo, les verres de spins, le magnétisme nucléaire, la supraconductivité à haute température critique et son lien avec le magnétisme, et créé le CRETA en interaction avec les entreprises. Directeur du CRTBT, il avait généralisé les réunions de laboratoire, à partir des réunions de groupe à Rencurel... Il avait eu des idées et de l'enthousiasme à partager avec tous ses doctorants (…). Il avait des interactions fructueuses autour des mesures magnétiques en champs fort avec les autres laboratoires du site, mais aussi des collaborations avec le Laboratoire de Physique des Solides et l’international. Il a travaillé jusqu'au bout (ses 90 ans) sur les transitions vitreuses, la croissance cristalline au-dessus de la température de fusion, réunissant une vaste bibliographie. ».