L'oeuvre scientifique

Institut Pasteur

Les découvertes de Louis Pasteur ont été parmi les plus formidables révolutions qui ont transformé les conditions de vie humaine.

Des domaines aussi variés que la biologie, l’industrie, l’agriculture, la médecine, la chirurgie et l’hygiène ont bénéficié des nombreuses applications de ses recherches.

Dessin de Charles Lebayle vers 1843 représentant Louis Pasteur étudiant à l'Ecole Normale Supérieure (ENS)., Charles Lebayle, From the collection of: Institut Pasteur
Les débuts à l'Ecole normale supérieure
A 24 ans, Louis Pasteur sort agrégé de sciences physiques de l’Ecole normale supérieure où il est nommé préparateur.
Polarimètre de Biot au Collège de France. Il l'offrit à Louis Pasteur après avoir vérifié ses découvertes., From the collection of: Institut Pasteur
1847 : travaux sur la dissymétrie moléculaire 
Après plusieurs années de recherche associant la cristallographie, la chimie et l’optique, Louis Pasteur établit un parallèle entre la forme extérieure d’un cristal, sa constitution moléculaire et son action sur la lumière polarisée : les cristaux dissymétriques font dévier la lumière polarisée tandis que les cristaux qui ont un plan de symétrie en sont incapables. Ces travaux sont à l’origine d’une nouvelle science : la stéréochimie ou chimie dans l’espace. 
Maladie des vins tournés. Ferment alcolique, filaments du parasite et cristaux de tartrate et de bitartrate de potasse. Aspect au microscope d'une goutte de vin tourné trouble. Maladie du vin. Provoqué par une bactérie lactique. Illustration, fig. 11 de "Etudes sur le vin" de Pasteur., 1866, From the collection of: Institut Pasteur

1857-1862 : début des travaux sur la fermentation

A la demande des distillateurs du Nord, inquiets des inégalités de leur production d’alcool de betterave, Louis Pasteur va s’intéresser aux fermentations lactiques et alcooliques.

Maladie des vins tournés. Ferment alcolique, filaments du parasite et cristaux de tartrate et de bitartrate de potasse. Aspect au microscope d'une goutte de vin tourné trouble. Maladie du vin. Provoqué par une bactérie lactique. Illustration, fig. 11 de "Etudes sur le vin" de Pasteur., 1866, From the collection of: Institut Pasteur

Il constate que la fermentation alcoolique est due à un microorganisme vivant, un globule rond qui se multiplie, et que dans les fermentations défectueuses apparaissent de petits bâtonnets qui produisent l’acide lactique.
Louis Pasteur démontre ainsi que toute fermentation est due à la présence d’un microorganisme, le ferment, et qu’à chaque fermentation correspond un ferment particulier.

Ce dessin figure dans l'Oeuvre de Louis Pasteur tome V, p233, fig 71. "Etudes sur la bière Chapitre VI: Théorie physiologique de la fermentation. V. - Nouvel exemple de vie sans air. - Fermentation du lactate de chaux (fig. 69-74).", From the collection of: Institut Pasteur
1857-1862 : début des travaux sur la fermentation 
L’étude de la fermentation butyrique va permettre à Louis Pasteur de comprendre comment agissent les ferments : ces microorganismes vivent à l’abri de l’air, empruntent l’oxygène dont ils ont besoin pour vivre à la matière organique et ainsi la décomposent. Louis Pasteur peut distinguer l’existence d’espèces aérobies auxquelles l’air est indispensable, et celle d’espèces anaérobies qui se développent à l’abri de l’air. En 1872, Louis Pasteur peut énoncer que « la fermentation est la conséquence de la vie sans l’air ».
Poussières de l'air - Dessins sur une page du Mémoire de Louis Pasteur sur la théorie de la génération spontanée., From the collection of: Institut Pasteur
La génération spontanée, le grand débat 
Mais d’où proviennent les ferments ? Naissent-ils de germes semblables à eux ? Ou apparaissent-ils spontanément dans les milieux fermentescibles ? A l’époque, la théorie de la génération spontanée est profondément ancrée dans les milieux scientifiques. Louis Pasteur aborde ce problème par la méthode expérimentale. Il multiplie les expériences et démontre que toutes les poussières de l’atmosphère renferment des microorganismes toujours prêts à se développer et à se multiplier, et que les liquides les plus putrescibles restent inaltérés si, après les avoir chauffés, on les laisse à l’abri de l’air.
Flacons refermant de l'eau de levure, déposés ouverts à différentes altitudes par Pasteur pour observer les variations de multiplication des germes en fonction des lieux. De gauche à droite "Observatoire caves, Observatoire cour, Mer de glace 12 septembre 1860, Poupet 3 octobre 1860." Etudes de Pasteur sur la théorie de la génération spontanée., From the collection of: Institut Pasteur
La fin de la génération spontanée
Louis Pasteur complète ses résultats par une nouvelle série d’expériences et démontre que les germes ne sont pas également répandus dans l’atmosphère. Il ouvre une vingtaine de ballons d’eau de levure stérilisée en différents endroits : • Dans la cour de l’observatoire, tous s’altèrent. • Sur le plateau du Jura, 8 s’altèrent. • À 850m d’altitude 5 s’altèrent. • Sur la mer de Glace, à 2000m, un seul est altéré. Après ces luttes mémorables contre ses détracteurs acharnées, Louis Pasteur peut conclure que « la génération spontanée est une chimère » et donc, que les êtres vivants, notamment les ferments, ne naissent pas spontanément. L’ensemble de ces travaux l’amènera à réfléchir sur les moyens de se protéger des microbes, particulièrement en chirurgie. Il conseillera la stérilisation à 130°C des linges, charpies, le flambage des instruments, la propreté des mains. Méthodes d’hygiène élémentaire appliquées dans tous les hôpitaux aujourd’hui.
Mycoderma aceti (Mycoderme du vinaigre). Planche aquarellée de Lackerbauer illustrant les travaux de Louis Pasteur sur les fermentations., From the collection of: Institut Pasteur
La pasteurisation
Trois grandes industries, celles du vinaigre, du vin et de la bière vont bénéficier particulièrement de ses conseils. Louis Pasteur met en évidence le rôle de mycoderma aceti dans la formation du vinaigre et montre aux vinaigriers comment obtenir un vinaigre de qualité constante. Il démontre que chaque maladie du vin est due à un ferment particulier. Pour lutter contre le développement de ces maladies, il chauffe les vins quelques minutes à 55°C. Louis Pasteur enseigne aux brasseurs à préserver le moûts des souillures et à chauffer la bière à 55°C. Cette méthode, appliquée à tous les liquides altérables, est connue dans le monde entier sous le nom de pasteurisation. 
Louis Pasteur observant les vers à soie dans une magnanerie, vers 1865 (gravure J. Girard, 1897). C'est à la demande de Jean-Baptiste Dumas que Louis Pasteur s'est intéressé à cette maladie. Illustration in : Pasteur par Pierrre Lemoyne, ed.1897, p. 65, From the collection of: Institut Pasteur
L'industrie de la soie en danger
En 1865, la sériciculture est sinistrée par une maladie qui ravage les vers à soie. Si en France, toute l’économie d’une région est en jeu, l’épidémie s’étend à d’autres pays producteurs de soie comme l’Italie, l’Autriche, ou l’Asie mineure. Louis Pasteur constate que les vers à soie sont touchés par deux maladies : la pébrine et la flacherie. Au microscope, Louis Pasteur s’aperçoit que les vers atteints par la pébrine développent des corpuscules brillants. Il démontre par ailleurs que la pébrine est une maladie héréditaire et contagieuse. Pour préserver l’élevage de vers à soie sains, il met au point la méthode du grainage cellulaire : il isole les femelles papillons pour leur permettre de pondre séparément. Après la ponte, il broie la femelle papillon et l’examine au microscope : s’il observe la présence de corpuscules brillants, il détruit les œufs, sinon il les conserve pour poursuivre l’élevage.  
Mise en scène d'objets utilsés par Pasteur lors de ses études sur les maladies des vers à soie. Microscope pour sériciculteurs, mortier, ciseaux, 1865-1870., From the collection of: Institut Pasteur
Le prélude à l’étude des maladies contagieuses
Quant à la flacherie, il met en évidence la notion de « terrain particulier », c’est à dire d’état physiologique de l’hôte infecté, pour que cette maladie se déclare. De simples précautions d’hygiène et une bonne aération ainsi que la mise en quarantaine des lots suspects suffiront à prévenir la contamination. Ces procédés, très simples, ont sauvé la sériciculture et présentent un intérêt considérable : pour la première fois, les problèmes de l’hérédité et de la contagion sont élucidés scientifiquement, et des règles de prophylaxie (ensemble de moyens médicaux mis en œuvre pour empêcher l'apparition, l'aggravation ou l'extension des maladies) sont établies.
La vaccination des moutons, contre la maladie du charbon. Expérience publique réalisée par Louis Pasteur à Pouilly le Fort en 1881. Gravure imprimée de Auguste Lançon (1836-1887) dans la "République illustrée" du 12 juin 1885 p. 380., Auguste Lançon, From the collection of: Institut Pasteur
Le rôle des microorganismes dans l'apparition des maladies
A partir de 1877, il entreprend l’étude de la maladie du charbon qui décime les moutons et les bovins. Il confirme que, comme vient de l’annoncer l’Allemand Robert Koch, cette maladie est causée par un microbe spécifique, Bacillus Anthracis. C’est la première démonstration qu’un microbe cause une maladie. De plus, Koch ayant montré que cette bactérie peut donner des formes déshydratées très résistantes, appelées spores, Pasteur démontre comment l’épidémie se répand si rapidement dans les troupeaux : les éleveurs ayant l’habitude d’enterrer les bêtes charbonneuses dans leur champs, la spore de la bactéridie était ramenée à la surface par les vers de terre. Les moutons en paissant, se contaminaient.  
Louis Pasteur dans l'étuve des cultures de microbes à l'Ecole Normale Supérieure. Dessin signé Poyet, publié dans le journal "La Nature", 1884., Poyet, From the collection of: Institut Pasteur
De nombreux agents pathogènes identifiés
Les années suivantes, Louis Pasteur identifie avec ses collaborateurs un certains nombres de microbes pathogènes : le staphylocoque (en amas de grains), à l’origine des furoncles et de l’ostéomyélite, le streptocoque (en chapelet de grains) responsable de l’infection puerpérale, le pneumocoque, agent de la pneumonie.
Statue élevée à la mémoire de Jenner (1749-1823) sur la place des bains à Boulogne le 11 septembre 1865. Gravure (d'aprés photo) extraite d'un livre., From the collection of: Institut Pasteur
Immuniser contre les maladies infectieuses
Mais Louis Pasteur reste obsédé par une idée : protéger contre les maladies infectieuses. Edward Jenner (1749-1823) avait découvert que l’on pouvait protéger les humains contre la variole en leur inoculant la vaccine, une maladie habituellement rencontrée chez les bovins très semblable à la variole, mais bénigne chez l’homme. 
Statue élevée à la mémoire de Jenner (1749-1823) sur la place des bains à Boulogne le 11 septembre 1865. Gravure (d'aprés photo) extraite d'un livre., From the collection of: Institut Pasteur
Immuniser contre les maladies infectieuses
La découverte de Jenner reposait sur une circonstance exceptionnelle, à savoir l’existence chez l’animal d’une maladie proche de la maladie humaine et dont l’agent provoquait une protection chez l’homme. Sur ce principe, Louis Pasteur utilise les agents infectieux eux-mêmes, en atténue la virulence pour obtenir l’immunisation et généralise ce procédé pour mettre au point des vaccins contre le choléra des poules (1879-1880) ou le charbon du mouton (1881).
Illustration montrant Louis Pasteur dans son laboratoire autour de 1880. Gravure réalisée par Wagner en 1923. Carte postale éditée pour le "Centenaire de Pasteur" (Strasbourg 1923), Wagner, 1923, From the collection of: Institut Pasteur
Les bases de l'immunologie
Par l’application de sa méthode à l’étude des maladies infectieuses (agents microbiens) et à leur prophylaxie par immunisation (vaccination), Louis Pasteur venait de fonder l’immunologie.  
Credits: All media
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