Monsieur le Président, Monsieur le Secrétaire Perpétuel, Mesdames
et Messieurs les Membres de l'Académie, Mesdames et Messieurs,
Le 17 décembre 1912 Charles François-Franck prononçait devant
l'Académie de Médecine l'éloge de Marey, qui débute ainsi :
« Marey (Etienne-Jules), né à Beaune (Côte d'Or) le 5 mars
1830, est mort à Paris le 15 mai 1904, après une carrière
scientifique de cinquante ans. Professeur au Collège de France,
membre et ancien Président de l'Académie des Sciences, de la
Société de Biologie, il présida en 1900 l'Académie de Médecine à
laquelle il appartenait depuis 1872. C'est de cet homme, si
considérable par les hautes fonctions qu'il remplit, mais plus
encore par la place qu'il occupe dans la Physiologie française,
disons dans la Physiologie mondiale, que j'ai mission de vous
parler aujourd'hui : difficile mission, à laquelle je n'ai
pas cru cependant devoir me soustraire, par respect pour la mémoire
de celui qui fut mon maître et par déférence envers l'Académie
qui m'a fait l'honneur de me la confier ». Cent ans
après la mort de Marey, son œuvre, dont François-Franck décrivait
avec précision les aspects les plus techniques, apparaît comme celle
d'un exceptionnel réalisateur et d'un extraordinaire pionnier
sur tous les sujets qu'il a abordés. Il est malheureusement
impossible d'évoquer en quelques minutes l'ensemble d'une
œuvre si ample et diverse. Je me contenterai donc d'en présenter
certains aspects liés à la médecine, puis de commenter
l'inspiration singulière de cette œuvre qui relie médecine,
sciences, techniques et art.
Marey, formé à l'école de la médecine, en a subi l'empreinte.
Reçu premier au concours de l'internat en 1854, il est affecté au
service du professeur Joseph-Simon Beau à l'hôpital Cochin. Il
publie sept articles, dont trois dans les Comptes rendus de
l'Académie des Sciences et un dans les Comptes rendus de la
Société de Biologie, avant de soutenir sa thèse de doctorat en
médecine le 4 mars 1859. Cette thèse, Recherches sur la
circulation du sang à l'état physiologique et dans les maladies
, est un ouvrage classique rédigé dans une langue admirable, dont
la clarté et la maîtrise conceptuelles frappent immédiatement le
lecteur. Le candidat de 29 ans est, comme l'a écrit son Président
Jules Gavarret, déjà un maître. Il prend possession de son sujet avec
une magistrale assurance. Il a décidé de prendre la route de la
Physiologie : « la physiologie n'a pris son rôle important
en médecine, écrit-il, que depuis qu'elle a entrevu les fonctions
intimes de la vie organique... Les bienfaits de la physiologie
doivent aujourd'hui s'étendre à toutes les parties de la
médecine ». Le jeune savant ne perdra jamais de vue la pratique
médicale, qu'il s'agit d'aider dans la conception
d'instruments bien adaptés. Pour cela, il se consacre à la
recherche physiologique. Le jeune médecin a un jugement sévère et
sûr, et un esprit aussi philosophique qu'expérimental.
« Toute science, à son début, est nécessairement encombrée
d'hypothèses : pour chacun des faits qu'elle découvre elle
crée une cause spéciale, une force ou une propriété. Bichat nous a
donné l'exemple de cette extrême facilité à se payer de mots qui,
pour un esprit sévère, ne sont pas des explications ». Esprit
sévère en effet, et profondément original comme inventeur d'une
nouvelle instrumentation physiologique apte à saisir toutes les
subtilités de la physiologie comme science du mouvement. Marey, dont
certains aspects de l'oeuvre ne manquent pas d'évoquer
Léonard de Vinci pour l'analyse du mouvement animal, ou Harvey
qu'il confirme pour les mouvements du cœur, illustre fort bien
une remarque de l'historien de la médecine Henry Sigerist : le
médecin de l'âge baroque « ne voit pas le muscle, mais sa
contraction et l'effet qu'elle produit. Voilà comment naît
l'anatomia animata, la physiologie. L'objet de cette
dernière science est le mouvement. Elle ouvre les portes à
l'illimité. Chaque problème physiologique conduit aux sources de
la vie et permet des échappées sur l'infini ». La passion de
comprendre les conditions, mécanismes et allures des mouvements
vitaux a saisi Marey. Sa thèse expose des recherches originales sur
l'élasticité et la contractilité des vaisseaux. Le raisonnement
du physicien s'exerce sur des modèles artificiels, des tubes
élastiques dans lesquels il injecte un liquide d'une manière
intermittente, imitant ainsi l'intermittence de l'afflux du
sang dans la circulation. Il adjoint à ce système deux appareils de
mesure, un manomètre qu'il construit lui-même pour donner les
tensions moyennes et un sphygmographe, version améliorée de
l'appareil construit par Karl Vierordt à Tübingen en Allemagne
pour enregistrer le pouls. Le sphygmographe mesure la forme de
l'ondée sanguine en des points plus ou moins éloignés. Trois
manomètres et trois sphygmographes sont situés à des distances
différentes sur le tube élastique, en vue, comme l'explique
Marey, de « recueillir les indications graphiques du mouvement
dans plusieurs points à la fois, et de manière à voir, du premier
coup d'oeil, ce qui pour chaque tracé correspond à un même
instant ». Le jeune Marey est dans la course, et même en tête de
la course de la médecine européenne sur la circulation du sang, où
des physiologistes comme Karl Ludwig, Alfred Wilhelm Volkmann, Karl
Vierordt déjà nommé s'activent. Marey s'impose par son
ingéniosité. Son problème, il l'a bien vu, n'est pas
seulement de mesurer ou d'enregistrer, il est d'enregistrer
sans troubler le phénomène. Il est donc de saisir les moindres
pulsations de la vie, par le dialogue novateur et exemplairement mené
de la physique et de la clinique. Marey comprend mieux le rôle actif
de l'élasticité, propriété physique, dans la circulation. Il va
encore mieux comprendre celui de la contractilité, propriété vitale
qui aide à régler la circulation des vaisseaux - problème pour lequel
il se prend lui-même comme sujet d'expériences diverses. La
contractilité modifie l'élasticité sans lui faire perdre son rôle
dans l'écoulement. Comment ces deux conditions se mêlent,
c'est ce qu'il s'agit d'expliquer. Les découvertes de
Claude Bernard sur l'action vasomotrice du système sympathique
sont naturellement mises à profit. Marey ne cessera par la suite
d'explorer par la mesure les divers phénomènes de la pression
artérielle et d'identifier les procédés de mesure les plus
pertinents. En 1878, il en fixera les règles, montrant la nécessité
d'établir aussi bien le minimum que le maximum et laissant à ses
collègues le soin de construire les appareils correspondants.
Marey produit bientôt une explication à la fois physique et
anatomique du pouls dicrote, qui frappe deux fois, pouls observé à
l'hôpital Cochin dans le service de son maître Joseph-Simon Beau,
qui a découvert que le dicrotisme ne s'observe pas dans les
membres inférieurs. Esprit assuré et indépendant, au raisonnement le
plus souvent impeccable, Marey dans sa thèse ne se montre pas
toujours en plein accord avec les vues de Beau. Il n'est pas non
plus d'accord avec celles du Chef des travaux d'anatomie et
de physiologie à l'Ecole impériale vétérinaire de Lyon,
Jean-Baptiste Auguste Chauveau, qui étudie le pouls artériel des
chevaux. Face à d'autres critiques, vitalistes, Marey fait preuve
d'une logique sans faille et d'une ironie mordante qui
rappelle Louis Pasteur. En 1860, Marey présente à la Société de
Biologie ses Recherches sur le pouls au moyen d'un appareil
enregistreur, le sphygmographe , le dernier né d'une série d'instruments
destinés à enregistrer le pouls. L'avant-dernier, celui de
Vierordt ne donne que le nombre des pulsations, leur régularité et
leur amplitude. Le sphygmographe de Marey, beaucoup plus léger et
portable, établi sur un brassard à l'avant-bras, sensible et
réglable quant à la pression exercée sur l'artère, ne donne pas
seulement la forme variable du pouls, mais contient également des
indications sur la tension artérielle, par la forme des pulsations
comparée à la forme des pulsations révélées par le sphygmographe
appliqué à un système artificiel de tube élastique soumis à des
tensions données. La forme du pouls, conclut Marey, « est donc,
en général, un moyen suffisant pour apprécier l'état de la
tensions artérielle » Marey reviendra plus tard sur
l'utilisation directe du sphygmographe pour mesurer la pression
artérielle, utilisation erronée dans son principe. Pourtant le
sphygmographe illustre à quel point le modèle physique et la
recherche physiologique se répondent et s'éclairent mutuellement.
La physiologie est une physique pénétrée de propriétés vitales dont,
selon la philosophie positiviste qui est celle de Marey, on doit
rechercher les conditions sans pénétrer les causes inaccessibles.
Comment saisir les mouvements vitaux si l'on n'en construit
pas des équivalents mécaniques? Tuyaux élastiques et sphygmographes
le permettent.
Marey ne s'arrête pas en si bon chemin. Grâce à Chauveau, il
passe de la circulation vasculaire à la motricité cardiaque. Les
critiques faites à Chauveau dans la thèse de Marey ne vont pas
empêcher que s'établisse entre les deux hommes, qui ont à peu
près le même âge, une sympathie manifeste et une collaboration
remarquable. Leur rencontre est favorisée par le physiologiste
hollandais Frans Cornelius Donders qui voue une grande admiration au
jeune Marey. La rencontre a lieu en 1859 à l'Ecole vétérinaire
d'Alfort. Entre 1855 et 1857, Chauveau avait étudié les
mouvements et bruits du cœur des chevaux. La méthode graphique de
Marey va apporter à Chauveau de nouveaux instruments pour l'étude
des mouvements du cœur. Les deux chercheurs se lancent donc dans une
collaboration intense en cardiographie, dont témoignent une série de
remarquables publications échelonnées entre 1861 et 1864, parmi
lesquelles un important travail publié dans les Mémoires de
l'Académie de Médecine en 1863 : Appareils et expériences
cardiographiques. Démonstration nouvelle du mécanisme des mouvements
du cœur par l'emploi des instruments enregistreurs à indications
continues . Chauveau et Marey décrivent le cardiographe, formé
du couplage de sphygmographes enregistreurs des mouvements de
l'oreillette, du ventricule et du choc du cœur. Ces trois
sphygmographes sont réunis à un appareil enregistreur. Une innovation
particulièrement importante est le cathétérisme, l'introduction
dans l'oreillette et le ventricule droits, par la veine
jugulaire, de sondes représentées par des ampoules de sphygmographes
destinées à transmettre le mouvement, la troisième ampoule étant
insérée dans la poitrine à l'endroit où le choc du cœur est le
plus apparent. Cet appareillage est utilisé sur le cheval.
L'enregistrement simultané des trois ordres de mouvements sous la
forme de tracés permet de résoudre d'importantes questions sur le
cours temporel des mouvements cardiaques. La pulsation cardiaque
correspond à la contraction ventriculaire, et non à la dilatation,
comme le pensait Beau, pour qui le cœur bat quand il se relâche. La
controverse qui s'ensuivit entre l'ancien maître et
l'ancien élève occupa l'Académie de Médecine pendant environ
une année, de 1863 à 1864. Chauveau et Marey se tenaient à
l'écart des discussions, qui mettaient aux prises en particulier
Beau et Bouillaud. Ces orateurs passionnés n'hésitaient pas à se
lancer dans de violentes diatribes, aujourd'hui passées de mode
dans les Académies. Jules Gavarret, qui avait présenté avec beaucoup
d'enthousiasme le mémoire de Chauveau et Marey dans la séance du
21 avril 1863, concluait la controverse le 12 juillet 1864. La
cardiographie physiologique de Chauveau et Marey illustrait et
complétait la théorie de Harvey des mouvements du cœur.
A partir de 1863, Marey, encouragé par le triomphe reçu avec son ami
Chauveau, se met à construire des cœurs artificiels et des appareils
circulatoires. Son ouvrage Physiologie médicale de la circulation
du sang basée sur l'étude graphique des mouvements du cœur et du
pouls artériel avec application aux maladies de l'appareil
circulatoire , publié en 1863, se donne précisément pour but
« l'étude des diverses formes du mouvement dans les
fonctions de la vie » (p. 11). Ce serait, déclare Marey,
« pour la médecine un infériorité réelle de ne pas profiter de
ces découvertes », celles qui portent sur les appareils
enregistreurs à indications continues (p. 13). Le mouvement
« n'a plus de mystères pour le physicien » qui
l'enregistre et l'analyse. Mais l'analyse ne suffit pas à
établir la réalité des mécanismes physiologiques recherchés. Pour
cela, la « contre-épreuve synthétique » est nécessaire, par
la construction non plus d'appareils enregistreurs, mais
producteurs. Marey construit donc un appareil imitant la disposition
du cœur gauche, la contraction ventriculaire étant produite par un
système pneumatique actionné à la main (p. 42). Cette
« reproduction synthétique » de l'action du cœur est
destinée à « nous faire comprendre la cause des signes
extérieurs qui sur l'homme sain ou malade révèlent la circulation
cardiaque ». De la sorte, on peut coupler la connaissance des
phénomènes qui se passent dans le cœur avec celle de leurs signes
extérieurs, et donc, par l'étude des signes, inférer
l'accomplissement des fonctions à l'état normal et
pathologique. Dans la construction de ces appareils, dans les
variations et raffinements qu'il ne cesse d'y introduire,
Marey déploie une extraordinaire virtuosité. Il maîtrise la
physiologie comme en se jouant. Comme le cœur gauche, la circulation
artérielle est l'objet d'un superbe schéma (p. 164). Les
bruits, souffles, rétrécissements n'ont plus de secrets. La
physiologie et la pathologie sont expliquées par la simulation.
Impliqué dans bien d'autres recherches sur la motricité en
général, dans le développement de la méthode graphique, plus tard de
la chronophotographie appliquée à toutes sortes de problèmes, Marey
ne cessera pourtant pas de compléter ses premières études. La
Méthode graphique dans les sciences expérimentales et principalement
en physiologie et en médecine , somme inégalée de méthodes, de découvertes et
d'applications publiée en 1878, expose également les travaux sur
la circulation, le cœur et la pression artérielle. Son grand ouvrage,
La circulation du sang à l'état physiologique et dans les
maladies , publié en 1881, reprend et amplifie sa Physiologie
médicale de la circulation du sang de 1863. Des modifications des appareils existants
sont introduites, pour mieux reproduire la pulsation et les bruits du
cœur. Le plus remarquable est sans doute l'invention d'un
système artificiel de double circulation, destiné à « reproduire
la forme de la pulsation du cour et les variétés qu'elle
présente, suivant l'état de la tension artérielle ou veineuse,
suivant la force du cœur, l'amplitude de ses mouvements,
l'état de ses orifices ou de ses valvules » (p. 710). En
construisant cet appareil après des tâtonnements sans nombre, je
n'ai pas cédé à la puérile préoccupation de faire une sorte
d'automate; j'ai pensé que la connaissance de la circulation
gagnerait en clarté par ce contrôle expérimental... Mon attente
n'a pas été trompée » (p. 712). Ce n'est pourtant pas
tout. Dans son ouvrage Le mouvement, publié en 1894, Marey
applique la chronophotographie aux mouvements du cœur, utilisant pour
cela un cœur de tortue détaché de l'animal et placé en
circulation artificielle; « il s'établit une circulation
énergique dont la durée varie de six à dix heures, et même davantage,
suivant la saison » (p. 279). Les images ainsi obtenues, à la
fréquence de dix par seconde, permettent de décrire chaque phase et
de déduire sa durée. La méthode cardiographique était indirecte. La
méthode chronophotographique est directe, mais malheureusement
intermittente. Pour mieux voir, et selon un procédé déjà utilisé pour
photographier le mouvement, Marey peint en blanc le cœur de tortue,
ce qui lui permet, par un jeu de lumière et d'ombre, de mieux
saisir les changements de forme des parties du cœur. Le dernier
chapitre de l'ouvrage est consacré à la chronophotographie
microscopique, c'est-à-dire à ce qui va devenir le microcinéma.
Physiologie, technique, art s'entremêlent. Un domaine quasiment
illimité s'est ouvert.
Marey vivait dans un époque de pionniers. Parmi les pionniers, il
était à l'avant-garde et donnait prise aux controverses. Celle
avec Beau sur les mouvements du cœur, qui eut lieu à l'Académie
de médecine en 1863-64 ne fut pas la seule. En 1878, Colin ne ménage
pas plus Marey et sa méthode graphique qu'il ne ménage Pasteur.
En 1883 et 1884, le saut de l'homme, le vol des oiseaux mettent
aux prises Marey et Marc-Antoine Giraud-Teulon. Les études sur le vol
des oiseaux mènent tout droit à l'aviation, par
l'intermédiaire de l'oiseau artificiel, testé dans le
laboratoire de Marey.
On comprend que Marey ait été comparé à Léonard de Vinci. Leur
inventivité commune, leur caractère visionnaire rapproche le
scientifique, le technicien et l'artiste. Le graphisme de Marey
n'est pas sans influence sur certaines écoles futuristes de
l'art moderne. On s'est souvent interrogé sur le mystère de
la créativité de Marey. Marey a développé au plus haut point la
capacité d'analyse visuelle, spatio-temporelle, de l'homme.
Scrutant le réel, il y a vu également le possible, et a compris leur
étrange affinité. L'analyse, le développement du réel conduisent
à la réalisation du possible. Marey fut un grand visuel. Il fut aussi
un visionnaire qui continue à nous inspirer.
Première publication : Bull. Acad. Natle. Méd., 2004, 188,
n° 8, 1413-1421. Nous remercions le Professeur Jacques Louis Binet,
Secrétaire perpétuel de l’Académie nationale de médecine, ainsi que
M. Debru, d’avoir autorisé la reproduction de cette communication sur
le site de la BIUM. Tous droits réservés.
