Sciences, Philosophie, Histoire – UMR 7219, laboratoire SPHERE

The seminar of history and philosophy of chemistry organized and led by Dr. Jean-Pierre LLORED since September 2016 opens its perspectives and fields of exploration, in this academic year 2018-2019, and becomes the seminar PHASE-Chemistry (Philosophy, History, Anthropology, Sociology and Epistemology of Chemistry).

The investigation of chemistry will concern, among other topics, its history, methods and instruments, laboratory types, reasoning, modeling, theories and explanations, its relationship with other sciences and techniques or with the forms of power and societies, the places where chemists work, the ethical questions posed by this science-industry. This seminar will be, in particular, a place of exchanges between historians, philosophers, sociologists, anthropologists, epistemologists, chemists, scientists from diverse backgrounds, students and any citizen interested in the subject. It intends to promote dialogue between these different approaches, respecting their singularities and welcoming them with the same consideration.

It will address certain questions posed by chemistry: reduction of chemical science to quantum physics or emergence of an irreducible level of organization, absolute or relational traits of chemical elements, categorical or dispositional properties, metaphysics of substances, insertion of chemistry in a socio-historical network extended to industry, study of chemistry along the axis of science-technique-society-environment, participation of chemistry in our ways of conceiving humanity and living this humanity, analysis health and environmental controversies related to chemical bodies, etc.

• Dr. Guillermo Restrepo (Max Planck Institute for Mathematics in the Sciences, Leipzig, Allemagne)
  Chemical space: Historical trends and implications for chemistry
  Chemical research unveils the structure of chemical space, spanned by all chemical species, as documented in more than 200 years of scientific literature, now available in electronic databases. Very little is known, however, about the large-scale patterns of the exploration of this space. Here we show, by analysing millions of reactions stored in the Reaxys® database, that chemists have reported new compounds in an exponential fashion from 1800 to 2015 with a stable 4.4% annual growth rate, in the long run neither affected by World Wars (WWs) nor affected by the introduction of new theories. These findings open historical and philosophical questions about the central chemistry activity of producing new substances. For example, why do chemists produce compounds at that particular rate and not at a lower or higher rate? Is this growth inherent to the physical constraints atoms undergo to build up compounds? Or is it the growth socially determined, or both? If it is physically determined, do the reaction conditions to obtain new substances play a major role? Can we go out of the traditional reaction conditions to expand our knowledge of the chemical space? If the growth is socially determined, how do institutions, countries, researchers, publication traditions and some other factors, influence the growth?
  Our study allowed as quantifying the temporal local effects of WWs upon chemical production and we found that WW1 sent chemistry back by 37 years and WW2 by 16 years. WW1 also caused a drop in the rate of chemical production three times more dramatic than the rate in WW2. We argue that the effect of WW1 was so devastating because chemical industry and research had been concentrated around Germany in pre-WW1 times. In fact, WW1 led to the rapid strengthening of chemistry in the United States and other non-German countries,4 which is possibly the reason that the decay of production during WW2 was not as dramatic. By exploring the details of WWs after production of chemicals, we found periods of rapid recovery followed by others of slow surge until production was back to prewar rates. Although some mechanisms behind these postwar stages have been suggested,3 delving into the details of war recovery is worth exploring from the historical and sociological perspectives.
  We also found, contrary to general belief, that chemical synthesis has been the means to provide new compounds since the early 19th century, well before Wöhler’s synthesis of urea. This makes reconsider the question on the motivation for passing from an extraction-exploration approach to the chemical space to a synthetic one and make wonder about the underlying reasons for this methodological shift in chemistry.
  We observed that the exploration of chemical space has followed three statistically distinguishable regimes, detected by analysing the variability of the annual production of new substances. This kind of approach introduces a novel data analysis method to study historical records, traditionally based on analysis of growth trends, disregarding the fluctuations in the data. The first regime included uncertain year-to-year output of organic and inorganic compounds and ended about 1860, when, we argue, valence and structural theories gave way to a century of more regular and guided production, the organic regime. The question arising is why those theories were so influential for chemistry production? How much time was needed to attain dominance of those theories in chemistry? The current organometallic regime is the most regular one. It can be split into two sub-regimes, where the role of bio-organic compounds played a major role by about 1995. What happened in chemistry at that time? Was the bio-organic trend motivated by an underlying chemical theory?
  Analysing the details of the chemical synthesis process, we found that chemists have had preferences in the selection of substrates and we identified the workings of such a selection. We called this chemical tradition the fix-substrate approach. Which are the roots of this approach? Is it a disciplinary tradition or is it related to the nature of the chemical space? Can we model the effect of this approach for the future production of chemistry? Regarding reaction products, the discovery of new compounds has been dominated by very few elemental combinations of organogenic elements.
  We believe that this computational driven approach to chemical information will serve as a starting point for more sophisticated and detailed studies of the history, philosophy and sociology of chemistry.
  • Principales références :
    Llanos, E. J.; Leal, W.; Luu, D. H.; Jost, J.; Stadler, P. F.; Restrepo, G. Exploration of the chemical space and its three historical regimes. P. Natl. Acad. Sci. USA 2019, 116, 12660-12665.
    Schummer, J. Scientometric studies on chemistry I: The exponential growth of chemical substances, 1800–1995. Scientometrics 1997, 39, 107–123.
    Friedman, R. M. The Politics of Excellence (Times Books, 2001).
    Partington, J. R. A History of Chemistry (Macmillan, 1964).
    Nicolaou, K. C. The emergence of the structure of the molecule and the art of its synthesis. Angew. Chem. Int. Ed. Eng. 2013, 52, 131–146.
    Rocke, A. J. Chemical Atomism in the Nineteenth Century: From Dalton to Cannizzaro (Ohio State University Press, 1984).

• Cynthia Colmellere (Lecturer in sociology, IDHES, ENS Paris-Saclay, Centrale Supelec)
  Le travail d’analyse des matériaux anciens : l’échantillon et la trace

• Virginie Fonteneau (Lecturer in History of science, HDR, GHDSO, University Paris-Saclay)
  Des acteurs et des lieux de la chimie en France au XIXe siècle : Création, devenir et ancrage territorial des cours publics de chimie
  
  Abstracts

• Cynthia Colmellere (Lecturer in sociology, IDHES, ENS Paris-Saclay, Centrale Supelec)
  Le travail d’analyse des matériaux anciens : l’échantillon et la trace
  Les objets du patrimoine – objets archéologiques, peintures, sculptures, poteries - sont étudiés par différents spécialistes pour retracer leur parcours, de leur fabrication à leur état actuel, voire leur disparition, en considérant les transformations et les altérations qu’ils ont subies. Depuis le début du 19ème siècle, sur le terrain ou dans des laboratoires dédiés, ces recherches mettent au premier plan leur matérialité. Désignés comme des « matériaux anciens » par les différents spécialistes du patrimoine, ces objets sont appréhendés comme des cas particuliers du fait de leurs spécificités. Parce qu’ils fédèrent des scientifiques et des spécialistes de différentes disciplines dont des chimistes, ils sont également présentés comme des « objets frontières ».
  Dans une perspective sociologique, attentive aux pratiques et à l’organisation du travail mais également à la matérialité, nous nous intéressons à l’analyse de ces objets grâce au rayonnement synchrotron – en particulier des pigments de peintures dans le cadre de projets de recherche sur la conservation des tableaux du début du 20ème siècle –. Les scientifiques sont aux prises avec des matériaux mixtes dont ils appréhendent la chimie, c’est-à-dire les propriétés des constituants, les relations entre eux et leurs transformations. Ils utilisent la lumière synchrotron pour rechercher des éléments-traces associés aux processus d’altération étudiés ou une signature qui atteste de leur présence.
  Nous proposons de discuter le statut de ces « matériaux anciens », et de caractériser le travail par lequel, ils deviennent des objets scientifiques pour être analysés dans les laboratoires et les lignes de lumière d’un synchrotron. Pour cela, nous nous arrêtons sur deux étapes du travail expérimental.
  Tout d’abord, la préparation, à partir de ces objets, des échantillons qui seront soumis au rayonnement synchrotron. Les scientifiques constituent des collections d’échantillons qui sont en quelque sorte des réductions du matériau étudié. Nous montrons que la constitution de ces échantillons relève d’un travail d’exploration et d’improvisation au contact de la matière. Il s’articule à un travail de préparation et d’ajustement des équipements de la ligne de lumière en collaboration avec les scientifiques de ligne.
  Ensuite, nous montrons que le travail expérimental consiste à transformer les propriétés matérielles des échantillons soumis à la lumière synchrotron en représentations – images, graphes, spectres – pour rendre visible et quantifiable une signature de la présence des éléments-traces recherchés.
  Nous concluons sur le caractère heuristique de la notion d’agencement pour appréhender le travail d’analyse de ces matériaux anciens.
  • Étienne Anheim, Mathieu Thoury, Loïc Bertrand, « Micro-imagerie de matériaux anciens complexes », Revue de Synthèse, 6e série, 2014
  • Bernadette Bensaude-Vincent, Eloge du mixte, Matériaux nouveaux et philosophie ancienne, Paris, Hachette Editions, 2014
  • Nicolas Dodier, Anthony Stavrianakis, éds., Les objets composés. Agencements, dispositifs, assemblages, Paris, Editions de l’EHESS, 2018.
  • Susan Leigh Star, Jim Griesemer « Institutionnal ecology, Translations and boundary objects : amateurs and professionals on Berkely’s museums vertrabate zoology », Social Studies of Science, vol.19, n°3, 1989, p.387-420.
  • Michel Menu, « La trace et l’empreinte, la mémoire des matériaux, pour une tracéologie générale », Les Cahiers du Musée des Confluences. Revue thématique Sciences et Sociétés du Musée des Confluences, tome 4, 2009. Les Traces. p. 11-19.
  • Jean-Claude Passeron, Jacques Revel, « Penser par cas. Raisonner à partir de singularités », in Passeron (J.-C.), Revel (J.), dir, Penser par cas, Paris, Presses de l’EHESS, 2005
  • Dominique Vinck, « De l’objet intermédiaire à l’objet-frontière. Vers la prise en compte du travail d’équipement », Revue d’Anthropologie des connaissances, vol.3, n°1, 2009, p. 51-72.

• Virginie Fonteneau (Lecturer in History of science, HDR, GHDSO, University Paris-Saclay)
  Des acteurs et des lieux de la chimie en France au XIXe siècle : Création, devenir et ancrage territorial des cours publics de chimie
  L’enjeu de cette séance est de montrer en quoi l’étude des cours de chimie dans leur diversité, institutionnelle et thématique, à l’échelle d’un territoire pour l’ensemble du XIXe siècle met en lumière des processus de transformation et de pérennisation des cours complexes et différents des processus relatifs à l’implantation et au développement des facultés des sciences qui ont été étudiées de façon privilégiée jusqu’à présent. Nous verrons en quoi la longévité de ces cours témoigne de besoins et d’un intérêt fort pour la chimie en province dans cette période.

• Jean Trouchaud (ingénieur ; docteur en histoire des idées ; membre de l’Académie Alphonse Allais ; membre du Comité Moissan 2006 ; co-réalisateur du film qui a été consacré à Henri Moissan en 2013 et financé par le CNRS et la Maison Internationale de la Chimie)
  Histoire de la chimie : Henri Moissan (1852-1907) premier français Prix Nobel de chimie et l’un des pionniers de l’électrométallurgie
  Voilà plus de cent ans que ce grand savant pharmacien et chimiste honora son pays par ses travaux qui furent reconnus par la communauté scientifique internationale et couronnée par l’Académie Royale des Sciences Suédoise. En plus de son exploit à isoler pour la première fois le fluor, Moissan parvint, grâce aux perfectionnements qu’il apporta à ses fours à arc électrique, à obtenir des températures jusqu’à environ 3500°C. On ne compte plus les composés minéraux (dont le carbure de silicium qui reçut le nom de Moissanite) et les métaux que ce pionnier de l’électrométallurgie fabriqua ou purifia. A quoi il faut ajouter ses expériences pour synthétiser le diamant pour lesquelles il imagina les moyens pour reproduire en laboratoire les hautes températures et les hautes pressions nécessaires. Ses travaux connaissent encore aujourd’hui une nouvelle vie avec nombre de découvertes et d’applications dans les sciences de la santé et de la chimie.
  Cette séance, organisée autour d’extraits du documentaire dédié à Moisson, retrace la vie de ce chimiste et ses travaux, présente leurs applications actuelles et futures, et rassemble des témoignages de professionnels de l’industrie et de l’université. Sur la base de ces extraits, Jean Trouchaud abordera l’histoire de l’électrométallurgie et des questions méthodologiques sur le travail d’historien de la chimie.

VENUE

Metro : lignes 14 and RER C, arrêt : Bibliothèque François Mitterrand ou ligne 6, arrêt : Quai de la gare. Bus: 62 and 89 (arrêt : Bibliothèque rue Mann), 325 (arrêt : Watt), 64 (arrêt : Tolbiac-Bibliothèque François Mitterrand)