Eunice Newton Foote, découvreuse oubliée de l'effet de serre
L’américaine Eunice Newton Foote, scientifique et climatologue découvrit les gaz à effet de serre et leurs conséquences sur les variations climatiques.
Mais la primauté est bien souvent attribuée au physicien irlandais John Tyndall, considéré comme la première personne à avoir démontré, dès 1859, l'absorption des rayonnements infrarouges par le CO2. Elle a ainsi été longtemps oblitérée de l’histoire des sciences.
Elle est l'une des signataires de la convention de Seneca Falls, une des premières conventions américaines de droit des femmes.
Eunice Newton Foote. Crédits : Ida Hinman, The Washington Sketch Book, Wikimedia commons
En 1859, le physicien irlandais John Tyndall est le premier à découvrir que des molécules de gaz comme le dioxyde de carbone, le méthane et la vapeur d’eau (que l’on appelle aujourd’hui gaz à effet de serre ou GES) bloquent la radiation infrarouge. Il est considéré comme le premier scientifique à avoir prédit les impacts que provoqueraient sur le climat de petits changements dans la composition atmosphérique. C’est du moins ce que l’on enseigne dans les facultés de sciences du monde entier.
Sans rien enlever aux recherches de Tyndall ni à celles, postérieures, du prix Nobel suédois Steven Arrhenius, auquel est attribuée la découverte de l’effet de serre, les chercheurs contemporains négligent le travail d’Eunice Newton Foote (1819-1888). Cette scientifique réalisa ses expériences en 1856, trois ans avant que Tyndall ne présente ses résultats et quarante avant qu’Arrhenius ne dévoile les siens.
Née dans le Connecticut aux Etats-Unis, fille d’un père entrepreneur (et lointain cousin d’Isaac Newton), Eunice Newton, en 1836, intègre Emma Willard school, à Troy (New York), le premier établissement d'enseignement supérieur pour femmes aux Etats-Unis, où elle a la chance de suivre des enseignements scientifiques, cas rare pour les femmes à l’époque. Son éducation et sa formation sont cependant mal connues, même si ses expériences témoignent d'une formation scientifique avancée. Au cours de son adolescence, Foote assista en effet au Troy Female Seminary, auquel les élèves étaient invitées à assister à des conférences sur les sciences. Une école qui devint ensuite le Rensselaer Polytechnic Institute. Eaton, un de ses anciens présidents, était convaincu que les hommes et les femmes devaient avoir le même accès à l’éducation scientifique : une idée farfelue au début du 19e. Pour atteindre son objectif, il s’appuya sur Emma Hart Willard, l’enseignante fondatrice du Troy Female Seminary, une éducatrice et activiste qui élabora le premier programme d’études scientifiques pour femmes, aussi bon voire meilleur que n’importe quel autre dédié aux hommes. Eaton conçut aussi la construction de laboratoires de chimie dans les deux institutions, qui furent dans le monde les premières construites exclusivement pour les étudiantes. C’est là qu’Eunice développa ses compétences en sciences expérimentales.
Elle se marie le 12 août 1841 à Elisha Foote, juge, statisticien et inventeur.
Ses recherches
En 1856, Foote étudie l'effet du rayonnement solaire sur le réchauffement de l'air, et l'influence de la concentration de certains gaz, dont le dioxyde de carbone (CO2), sur ce phénomène. Elle réalise des expériences à l'aide d'un dispositif expérimental qui comprend deux cylindres en verre, dans chacun desquels elle place deux thermomètres, avant de faire un vide partiel dans l'un des cylindres à l'aide d'une pompe à air, et en transférant l'air vers le second cylindre où l'air est condensé. Elle place alors les deux cylindres, dont la température initiale est identique, au soleil et suit l'évolution de leur température et de leur taux humidité. Elle constate que la température augmente davantage dans le cylindre où l'air est condensé. Elle répète ensuite ces expériences en modifiant la nature du gaz, testant l'air sec et l'air humide, puis le dioxyde de carbone. Avant même que l’expression « effet de serre » ne soit inventé, pionnière dans la compréhension du climat terrestre, elle montre que le phénomène est plus important dans l'air humide et dans le dioxyde de carbone, et décrit ses résultats dans un article intitulé Circumstances affecting the heat of the sun’s rays.
Des centaines d’hommes de sciences, inventeurs et dilettantes se réunirent le 23 août 1856 à Albany, dans l’État de New York, pour la 8e réunion annuelle de l’Association américaine pour l’avancement des sciences (AAAS). Ces conférences rassemblaient les scientifiques étasuniens pour partager de nouvelles découvertes, discuter d’avancées dans leurs domaines respectifs et explorer de nouveaux champs de recherche. Jamais le rendez-vous n’avait rassemblé autant de participants que ce jour-là.
Parce qu'elle est une femme, elle n'est pas autorisée à présenter ses travaux. Ceux-ci sont donc présentés par le collègue professeur de la Smithsonian Institution, Joseph Henry. L'article est précédé d'une préface rédigée par celui-ci, dans laquelle il ne manque pas de rappeler en préambule que “la science n’a pas de pays, ni de sexe ; la sphère de la femme englobe non seulement le beau et l'utile, mais aussi le vrai“. Pour autant, ni l’article de Foote, ni la présentation de son homologue masculin ne seront inclus dans les actes de la conférence de la revue Proceedings de l'association, qui rassemble normalement toutes les publications présentées lors de sa réunion annuelle sans autre exception. L'unique copie de l'article de Foote est publiée dans The American Journal of Science and Art, revue de l’AAAS, qui se contenta de publier une brève page et demie sur le sujet.
L’article d’Eunice Newton Foote, Circonstances qui affectent les rayons du soleil, publié en 1857 par l’American Journal of Science. (Image : American Journal of Science and Arts)
Effet Matilda ?
Le travail de Foote est antérieur de trois ans à celui de John Tyndall, généralement crédité pour la découverte de l'effet de serre. Tyndall établit que les gaz en question ne réagissaient pas tant aux effets du soleil qu’à des rayonnements infrarouges et ses travaux font l'objet d'une série de publications en 1859. Des expériences similaires sont utilisées dans les écoles contemporaines pour enseigner ce phénomène. John Perlin, biographe d’Eunice Newton Foote, explique que Tyndall, misogyne et ambitieux, s’est très certainement inspiré des travaux de Foote sans la mentionner.
Difficile, pourtant, de ne pas se demander si la chercheuse aurait pu être victime de l’effet Matilda. John Tyndall, auquel on attribue la découverte des gaz à effets de serre a, de fait, mené des expériences bien plus poussées et a établi que les gaz en question ne réagissaient pas tant aux effets du soleil qu’à des rayonnements infrarouges.
Dans un article publié en 2019 par la Royal Society, l’historien américain Roland Jackson se pose la question de savoir si John Tyndall avait ou non eu connaissance des travaux d’Eunice Newton Foote. D’après lui, plusieurs arguments viennent contrebalancer l’idée que Tyndall ait pu s’inspirer de Foote sans la mentionner, et en premier lieu le fait que la circulation des idées, au milieu du XIXe siècle, n’était pas très efficace entre les Etats-Unis et l’Europe, où se déroulaient encore la majeure partie des recherches dans ce domaine des sciences : "Eunice Foote a été désavantagée non seulement par le manque de communauté universitaire en Amérique et une mauvaise communication avec l'Europe, mais par deux autres facteurs : son sexe et son statut d'amateur", précise Roland Jackson. Deux faits qui, à cette période, amoindrissent malheureusement la portée de ses découvertes. Comme toutes les femmes à l’époque, Eunice Newton Foot fut contrainte de faire ses recherches en amateur.
Peu de chances aussi qu’une scientifique étasunienne passionnée, vivant dans les environs d’Albany au milieu du XIXe siècle, ait eu des liens avec de prestigieux chercheurs étrangers. Et ce en dépit de l’éducation de Foote, excentrique pour son époque.
Un avis que ne partage pas John Perlin, chercheur à l’université de Santa Barbara en Californie et auteur d’une biographie d’Eunice Newton Foote. Selon lui, Tyndall s’est très certainement inspiré des travaux de Foote sans la mentionner. Le chercheur en veut pour preuve que John Tyndall a été l'un des éditeurs du British Philosophical Magazine, qui a republié de nombreux articles déjà parus dans le American Journal of Science and Arts. Or, dans la revue américaine, l’article d’Eunice Newton Foote avait été publié aux côtés d’un article rédigé par son mari, Elisha Foote. La revue britannique a quant à elle imprimé l’article d’Elisha… mais pas celui d’Eunice.
Tyndall, comme beaucoup d'autres hommes à l'époque, pensait que les femmes étaient inférieures aux hommes et manquaient d’originalité scientifique, il aurait donc pu ignorer une découverte revendiquée par une femme. Il était également ambitieux, et Irlandais cherchant à être accepté par les scientifiques britanniques. Il n'a pas non plus crédité les découvertes d'hommes comme Colladon et s'est disputé la priorité de découvertes avec d'autres scientifiques éminents de son temps.
Plus d’un siècle plus tard, il est certainement impossible de prouver si oui ou non John Tyndall a bien plagié le travail d’Eunice Foote. En tant que chercheur reconnu, ce dernier avait de fait accès à un matériel bien plus efficace, ce qui lui a permis de présenter des résultats plus avancés que ceux déjà obtenus par Eunice Newton Foote.
Militante
Elle est l’une des signataires, avec son mari Elisha Foote, de la Déclaration de Sentiments lors de la première Convention des Droits de la Femme, à Seneca Falls (New York), des 19 et 20 juillet 1848. Première assemblée où ont été débattus les droits des femmes, demandant l’égalité entre hommes et femmes en termes de statut social et de droits légaux. Construit sur le modèle de la Déclaration d'indépendance, le texte final de la convention, la "Déclaration de sentiments de Seneca Fallas" affirmait le droit pour les femmes d'accéder au statut plein et entier de citoyenne des États-Unis d'Amérique. Au delà de sa signature, Foote a activement participé à sa rédaction puisqu'elle fut désignée aux côtés de la militante féministe et abolitionniste Elizabeth Cady Stanton comme membre du comité de rédaction de la convention, pour éditer les actes de la Convention destinés à sa publication.
Hommages
Elle décédera en 1888 à Lenox, Massachusetts,
Dans l’édition de septembre 1956 de Scientific American, intitulée Scientific Ladies, une chronique fait l’éloge de Foote pour avoir traduit ses convictions en actes : « Certains ont non seulement conservé, mais aussi exprimé, l’idée funeste selon laquelle les femmes ne posséderaient pas la force mentale nécessaire à la recherche scientifique. […] Les expériences de Mme Foote prouvent largement la capacité des femmes à étudier n’importe quel sujet avec originalité et précision. »
Les travaux d’Eunice Newton Foote resteront dans les recoins de l’histoire scientifique, jusqu’à ce qu’un géologue américain retraité, Ray Sorenson, les redécouvre en 2011 et décide de les révéler au grand jour. Eunice Newton Foote est alors mise en avant et est peu à peu remise à sa juste place dans les annales de la recherche scientifique.
Il aura donc fallu à Eunice Newton Foote 155 ans pour qu’elle commence à obtenir un début de reconnaissance pour ses découvertes. En 2020, ses recherches ont, enfin, été publiquement présentées et reconnues par l’American Association for the Advancement of Science (AAAS).
Le 17 juillet 2023, un Google Doodle lui est consacré à l'occasion du 204e anniversaire de sa naissance. L'astéroïde (331298) Eunice Foote est nommé en son honneur.
Une amorce qui semble encore bien loin des hommages déjà adressés au physicien irlandais : deux centres de recherche, un astéroïde, une montagne du Nevada et un cratère d’impact sur Mars ont été nommés d’après Tyndall …
D’après : Wikipedia / Sciences et Avenir - Matéo Da Ponte, 17 jul 2023 / France Culture - Pierre Ropert, 30 janr 2022 / The Conversation France - Manuel Peinado Lorca, 21 déc 2022