Jean Frédéric Joliot, dit Frédéric Joliot-Curie, né le 19 mars 1900 à Paris et mort le 14 août 1958 dans la même ville, est un physicien et chimiste français. Gendre de Pierre et Marie Curie, il a obtenu le prix Nobel de chimie en 1935 conjointement avec son épouse Irène Joliot-Curie. Il a été professeur au Collège de France, directeur de l'Institut du radium et membre de l'Académie des sciences. Il a joué un rôle majeur comme haut-commissaire dans les débuts de l'exploitation de l'énergie atomique en France dans l'immédiat après-guerre.
Famille, formation et vie privée
Né le 19 mars 1900, Frédéric Joliot est le plus jeune d'une fratrie de six enfants. Son père, Henri Joliot, commerçant, a fait la guerre de 1870 puis, après la défaite, a combattu dans les rangs de la Commune de Paris. Sa mère, Émilie Roederer, est protestante d’origine alsacienne.
Il entre au lycée Lakanal à Sceaux en 1908 où il reste neuf ans. Il prépare ensuite à l'école Lavoisier le concours d’entrée à l’École municipale de physique et de chimie industrielles. Il y est admis en 1919 (39e promotion) et se lie d'amitié avec Pierre Biquard. Il sort premier de l'école en 1923, avec le titre d'ingénieur. Il a eu comme professeur Paul Langevin.
Un stage aux acieries Arbed, au Luxembourg, en 1922, le prépare au métier d'ingénieur de l'industrie, mais, sous l'influence de son professeur Paul Langevin, il se passionne pour la recherche. En 1924, il effectue son service militaire à l'École d'artillerie de Poitiers, d'où il sort sous-lieutenant. En 1926, il épouse Irène Curie, fille aînée de Pierre et Marie Curie. Ensemble ils ont deux enfants : Hélène, en 1927, et Pierre, en 1932.
Sur les recommandations de Paul Langevin, Frédéric Joliot entre, titulaire d'une bourse Rothschild, en 1925 à l'Institut du radium comme préparateur particulier de Marie Curie. Il passe alors sa seconde partie du baccalauréat ainsi que sa licence ès-sciences. Frédéric Joliot obtient son doctorat de sciences en 1930 avec une thèse portant sur l’étude électrochimique des radioéléments. Il publie à cette occasion divers travaux sur les propriétés électriques des métaux en couches minces. Sa carrière se développe alors en parallèle à la faculté des sciences de l'université de Paris et à la Caisse nationale des sciences (puis Caisse nationale de la recherche scientifique) : assistant à l'Institut du radium et chargé de recherche en 1932, maître de recherche en 1933, maître de conférences en 1935, directeur de recherche en 1936.
Frédéric Joliot et sa femme Irène Curie, devenus Joliot-Curie, commencent à travailler ensemble à partir de 1929 à l'Institut du radium. Ils réalisent ensemble une expérience majeure sur un mystérieux rayonnement pénétrant excité par les rayons alpha dans les atomes légers. L’effet de projection de protons qu’ils mettent en évidence au début de 1932 est une étape majeure vers la découverte du neutron par James Chadwick en février 1932.
Au cours des deux années suivantes, Frédéric et Irène Joliot-Curie s'intéressent aux rayons gamma et aux neutrons produits dans plusieurs réactions nucléaires. Après la découverte de l'électron positif par Carl David Anderson, ils publient sur un nouveau processus d’absorption des rayons gamma par effet de paires d’électrons. Frédéric Joliot-Curie donne une preuve de l’annihilation des électrons positifs prévue par le théoricien Paul Dirac. Les résultats de Frédéric et Irène Joliot-Curie sur l’existence de possibles « électrons positifs de transmutation » sont contestés au conseil de physique Solvay d’octobre 1933. Reprenant leurs expériences, ils découvrent que ces électrons sont produits par un nouveau type de radioactivité, par émission d’électrons positifs. Ils donnent quinze jours plus tard une preuve chimique de l’existence du premier radioélément artificiel, le phosphore 30, ainsi que d’un second, l'azote 13.
En 1935, ils obtiennent le prix Nobel de chimie « en reconnaissance de leur synthèse de nouveaux éléments radioactifs ». En janvier 1937, une chaire de chimie nucléaire est créée pour lui au Collège de France. Frédéric Joliot-Curie se consacre à la construction du premier cyclotron français. En 1937, le site d’une ancienne propriété de la Compagnie générale d'électro-céramique à Ivry-sur-Seine est acquis par la Caisse nationale de la recherche scientifique pour la construction du Laboratoire de synthèse atomique. Dirigé par Frédéric Joliot-Curie, le laboratoire est spécialisé pour la production des nouveaux radioéléments et leurs applications biologiques et physico-chimiques. Frédéric Joliot-Curie s’implique personnellement dans des recherches biologiques utilisant des traceurs radioactifs. Un autre laboratoire lui est mis à disposition par Léon Eyrolles au sein de l'Ecole Spéciale des Travaux Publics de Cachan.
Le 6 janvier 1939, Otto Hahn et Fritz Strassmann apportent à la communauté scientifique la preuve de la fission de l'uranium par bombardement de neutrons. Cette nouvelle fait sensation et provoque une émulation auprès des scientifiques de l'atome. Frédéric Joliot-Curie publie dès le 30 janvier dans les Comptes rendus hebdomadaires de l'Académie des sciences une preuve physique de la fission, indépendamment de celle donnée par Otto Frisch et met sur pied une équipe avec Hans Halban et Lew Kowarski, pour étudier les conditions pouvant rendre possible une réaction en chaîne.
D'autres équipes de physiciens, en particulier celle de Fermi et Szilard aux États-Unis, s’engagent dans des recherches analogues. Durant le mois de février 1939 à Paris, Frédéric Joliot-Curie, Halban et Kowarski réussissent à démontrer expérimentalement que la réaction en chaîne peut se produire. En mars, Frédéric Joliot-Curie charge Halban d'aller déposer par le premier avion au départ pour Londres, un article sur leur découverte pour la revue Nature. L'article de la découverte de la réaction en chaîne parait dans le no 143 de la revue, établissant l’émission de neutrons lors de la fission, suivi de deux autres en avril et mai sur le nombre et l’énergie des neutrons libérés.
Fin avril 1939, Francis Perrin se joint à l'équipe afin de résoudre le calcul complexe de la masse critique. Perrin y parvient et conclut que la masse critique pour l'uranium doit être de 40 tonnes, voire 15 tonnes, si enfermée dans un réflecteur de neutrons.
Le calcul de criticité est déposé à l'Académie des sciences le 1er mai 1939. Le 4 mai 1939 Frédéric Joliot-Curie, Halban et Kowarski déposent via la Caisse nationale de la recherche scientifique trois brevets. Les deux premiers sont en vue de la production d'énergie nucléaire, dits « cas no 1 » et « cas no 2 » ou encore « cas A » et « cas B ». Le dernier brevet, et le plus important, « cas no 3 » ou encore « cas C », a pour titre Perfectionnement aux charges explosives. Ce brevet est le dépôt intellectuel de la bombe atomique et il est déposé sous le numéro provisoire no 445686. L'équipe de Frédéric Joliot-Curie dépose le 30 octobre un pli cacheté à l’Académie des sciences sur la possibilité de produire des réactions nucléaires en chaîne illimitée.
Daladier, alors président du Conseil et ministre de la Défense, voyant la nature de ce « cas no 3 » portant clairement sur l'armement, décide, alors que la guerre contre l'Allemagne menace d'éclater, d'apposer le sceau du secret défense sur cette invention et la réserve à l'État, mettant Frédéric Joliot-Curie et son équipe au service du ministère de l'Armement de Raoul Dautry en novembre 1939. Frédéric Joliot-Curie fait jouer ses relations pour pouvoir acquérir l'ensemble mondial du stock d'eau lourde produit par la Norsk Hydro-Elektrisk Kvaelstofaktieselskbab en Norvège, soit 185,5 kg répartis en 26 bidons. Il passe un accord avec la STR (Société des terres rares) pour acquérir le maximum de matière radioactive. Il organise pour l'État français un contrat d'approvisionnement en uranium avec l'Union minière du Haut Katanga via les actionnaires majoritairement belges. Par ces différents actes, il fait de la France le premier pays au monde à s'assurer un approvisionnement en uranium, et à comprendre l'importance de l'énergie nucléaire civile et militaire.