18 août 1868 : Janssen entrevoit l’hélium dans le Soleil

Par la rédaction scientifique de Pirots 2 — publié le 18 août 2026

Le 18 août 1868, pendant une éclipse totale observée à Guntur, en Inde, l’astronome français Jules Janssen distingue une raie jaune dans la lumière des protubérances solaires. Cette observation, complétée indépendamment par Norman Lockyer, ouvre une piste remarquable : un élément chimique est détecté dans le Soleil avant d’être isolé sur Terre.

À Guntur, l’éclipse rend visibles les protubérances solaires

Lors d’une éclipse totale, la Lune masque la surface éblouissante du Soleil. Pendant quelques minutes, la couronne et les protubérances qui s’élèvent au-dessus du bord solaire deviennent beaucoup plus faciles à observer. En 1868, ce bref assombrissement offre aux astronomes une occasion rare d’analyser leur lumière.

Jules Janssen a fait le voyage jusqu’à Guntur, dans le sud de l’Inde, avec des instruments adaptés à la spectroscopie. Son objectif ne consiste pas seulement à regarder la forme des protubérances : il veut décomposer leur lumière afin de déterminer la nature des gaz qui les produisent.

L’éclipse du 18 août 1868 lui permet d’obtenir le spectre lumineux de ces immenses structures. Il y remarque notamment une raie jaune très brillante, proche des célèbres raies du sodium, mais qui ne coïncide pas correctement avec elles. Cette différence minuscule porte une information physique décisive.

L’observation ne signifie pas encore que Janssen possède un échantillon d’un nouvel élément. Elle établit d’abord l’existence d’un signal lumineux particulier dans l’atmosphère solaire. L’interprétation de ce signal et son rattachement à une substance inconnue demanderont d’autres travaux.

Comment une raie jaune révèle la matière du Soleil

La spectroscopie repose sur un principe simple : lorsqu’une lumière traverse un prisme ou un réseau optique, elle se décompose en différentes longueurs d’onde. Le spectre obtenu peut ressembler à un arc-en-ciel, traversé de lignes sombres ou ponctué de lignes brillantes.

Une raie d’émission apparaît lorsqu’un gaz chaud et peu dense émet fortement à une longueur d’onde déterminée. Chaque élément possède un ensemble caractéristique de raies, comparable à une empreinte lumineuse. L’hydrogène, le sodium ou le fer peuvent ainsi être reconnus sans qu’il soit nécessaire de prélever directement la matière observée.

La raie jaune associée à cette histoire se situe autour de 587,6 nanomètres. Elle est traditionnellement désignée comme la raie D3, car elle se trouve près des deux raies jaunes D1 et D2 du sodium. Sa position différente indique cependant qu’elle ne peut pas être attribuée simplement à ce métal.

Cette nuance permet de distinguer trois étapes souvent confondues :

• Janssen observe un signal spectral inhabituel dans la lumière solaire.
• Lockyer l’étudie indépendamment et défend l’hypothèse d’un élément inconnu.
• Des chimistes isolent ensuite cet élément sur Terre et confirment sa nature.

La découverte n’est donc pas un éclair unique attribuable à une seule personne. Elle résulte d’une chaîne reliant une observation astronomique, une interprétation spectroscopique et, plusieurs décennies plus tard, une identification chimique expérimentale.

Norman Lockyer arrive indépendamment à la même énigme

En Angleterre, l’astronome Norman Lockyer travaille lui aussi sur le spectre des protubérances solaires. Indépendamment de Janssen, il met au point une méthode permettant de suivre leurs raies lumineuses sans attendre une éclipse totale. Le spectroscope peut isoler leur émission malgré l’éclat du ciel environnant.

Lockyer observe à son tour la raie jaune qui ne correspond pas exactement au sodium. Il envisage qu’elle soit produite par un élément encore inconnu sur Terre. Janssen, de son côté, a surtout fourni l’observation déterminante réalisée pendant l’éclipse et montré la puissance de la spectroscopie appliquée au Soleil.

Les communications scientifiques des deux astronomes parviennent dans un calendrier si rapproché que l’histoire les associe habituellement. L’Encyclopaedia Britannica relie ainsi Janssen, l’éclipse de 1868 et l’observation spectroscopique qui contribuera à la découverte de l’hélium. La Royal Society of Chemistry retient également les contributions de Janssen et de Lockyer.

Pourquoi l’élément reçoit le nom d’hélium

Lockyer et le chimiste britannique Edward Frankland proposent un nom tiré du grec hêlios, qui signifie « Soleil ». Le mot « hélium » conserve donc la mémoire de son premier lieu de détection : non pas un laboratoire terrestre, mais l’atmosphère de notre étoile.

Cette origine explique aussi une ancienne particularité de nomenclature. Le suffixe choisi pouvait laisser penser à un métal, alors que l’hélium sera finalement classé parmi les gaz nobles. Au moment de la première interprétation spectrale, ses propriétés chimiques restent encore inconnues.

L’hélium n’est isolé sur Terre qu’en 1895

Pendant plus d’un quart de siècle, la raie solaire constitue la principale signature du nouvel élément. La confirmation terrestre intervient en 1895, lorsque le chimiste écossais William Ramsay libère un gaz contenu dans la clévéite, un minerai riche en uranium, puis reconnaît dans son spectre la raie caractéristique de l’hélium.

Les chimistes suédois Per Teodor Cleve et Nils Abraham Langlet obtiennent indépendamment le même gaz à partir de clévéite et contribuent à en préciser les propriétés. L’élément peut alors être étudié comme une substance terrestre, et non plus seulement comme une signature observée à distance.

Une chronologie courte permet de saisir le partage des rôles :

• 18 août 1868 : Janssen observe le spectre des protubérances pendant l’éclipse de Guntur.
• 1868 : Lockyer retrouve indépendamment la raie jaune et l’associe à un élément inconnu.
• Le nom « hélium », formé à partir du Soleil, entre dans le vocabulaire scientifique.
• 1895 : Ramsay isole le gaz sur Terre ; Cleve et Langlet le font également de manière indépendante.

Parler de « découverte de l’hélium » exige donc de préciser l’étape considérée. Janssen et Lockyer participent à sa détection et à son interprétation astronomiques. Ramsay, Cleve et Langlet interviennent dans sa reconnaissance expérimentale sur Terre.

La lumière devient un outil pour analyser les étoiles

L’épisode de 1868 dépasse l’histoire d’un seul élément. Il montre que la composition d’un astre inaccessible peut être étudiée à partir de la lumière reçue sur Terre. Cette possibilité transforme progressivement l’astronomie descriptive en astrophysique, une discipline qui cherche à expliquer la matière, la température et les mouvements des objets célestes.

Les raies spectrales servent aujourd’hui à reconnaître des éléments, mais aussi à mesurer la vitesse d’une étoile, à estimer sa température ou à étudier son atmosphère. Le principe exploité par Janssen et Lockyer demeure ainsi au cœur de l’observation astronomique moderne.

L’hélium occupe une place singulière dans cette histoire : sa signature a été lue dans le Soleil avant que le gaz soit isolé dans un laboratoire. Ce renversement a démontré que le ciel pouvait révéler des constituants de la matière encore difficiles à identifier sur Terre.

Source: Encyclopaedia Britannica