Melvin Calvin, (né le 8 avril 1911 à Saint-Paul, Minnesota, États-Unis – mort le 8 janvier 1997 à Berkeley, Californie), biochimiste américain qui a reçu le prix Nobel de chimie en 1961 pour sa découverte des voies chimiques de la photosynthèse.

Calvin était le fils de parents immigrés. Son père était originaire de Kalvaria, en Lituanie, c’est pourquoi les services d’immigration d’Ellis Island l’ont rebaptisé Calvin ; sa mère était originaire de Géorgie russe. Peu après sa naissance, la famille déménage à Detroit, dans le Michigan, où Calvin montre un intérêt précoce pour les sciences, en particulier la chimie et la physique. En 1927, il reçoit une bourse complète du Michigan College of Mining and Technology (aujourd’hui Michigan Technological University) à Houghton, où il est le premier étudiant en chimie de l’école. Peu de cours de chimie étaient proposés, il s’est donc inscrit à des cours de minéralogie, de géologie, de paléontologie et de génie civil, qui se sont tous révélés utiles dans ses recherches scientifiques interdisciplinaires ultérieures. Après sa deuxième année, il interrompt ses études pendant un an, gagnant de l’argent comme analyste dans une usine de laiton.

Calvin obtient une licence en 1931, puis il fréquente l’université du Minnesota à Minneapolis, d’où il obtient un doctorat en 1935 avec une thèse sur l’affinité électronique des atomes d’halogène. Grâce à une bourse de la Fondation Rockefeller, il effectue des recherches sur la catalyse de coordination, l’activation de l’hydrogène moléculaire et les métalloporphyrines (composés de porphyrine et de métal) à l’Université de Manchester en Angleterre avec Michael Polanyi, qui l’initie à l’approche interdisciplinaire. En 1937, Calvin rejoint la faculté de l’Université de Californie, Berkeley, en tant qu’instructeur. (Il est le premier chimiste formé ailleurs à être engagé par l’école depuis 1912). Il gravit les échelons pour devenir directeur (1946) du groupe de chimie bioorganique du Lawrence Radiation Laboratory de l’école (aujourd’hui le Lawrence Livermore National Laboratory), directeur du Laboratory of Chemical Biodynamics (1963), directeur associé du Lawrence Livermore (1967) et professeur de chimie à l’université (1971).

À Berkeley, Calvin poursuit ses travaux sur l’activation de l’hydrogène et commence à travailler sur la couleur des composés organiques, ce qui l’amène à étudier la structure électronique des molécules organiques. Au début des années 1940, il travaille sur la génétique moléculaire, proposant que la liaison hydrogène soit impliquée dans l’empilement des bases d’acide nucléique dans les chromosomes. Pendant la Seconde Guerre mondiale, il a travaillé sur des complexes de cobalt qui se lient de manière réversible à l’oxygène afin de produire un appareil générateur d’oxygène pour les sous-marins ou les destroyers. Dans le cadre du projet Manhattan, il a utilisé la chélation et l’extraction par solvant pour isoler et purifier le plutonium des autres produits de fission de l’uranium qui avait été irradié. Bien qu’elle n’ait pas été développée à temps pour être utilisée en temps de guerre, sa technique a été utilisée plus tard pour les séparations en laboratoire.

En 1942, Calvin épouse Genevieve Jemtegaard, avec comme témoin le futur prix Nobel de chimie Glenn T. Seaborg. Le couple marié a collaboré à un projet interdisciplinaire visant à étudier les facteurs chimiques du système de groupe sanguin Rh. Geneviève était agent de probation pour mineurs, mais, selon l’autobiographie de Calvin, « elle a passé beaucoup de temps au laboratoire à travailler avec le matériel antigénique. C’était sa première expérience en laboratoire de chimie, mais en aucun cas sa dernière ». Ensemble, ils ont contribué à déterminer la structure de l’un des antigènes Rh, qu’ils ont appelé elinin en l’honneur de leur fille Elin. Suite à l’embargo pétrolier après la guerre israélo-arabe de 1973, ils ont cherché des plantes appropriées, par exemple du genre Euphorbia, pour convertir l’énergie solaire en hydrocarbures pour le carburant, mais le projet n’a pas été économiquement réalisable.

En 1946, Calvin a commencé ses travaux sur la photosynthèse, qui lui ont valu le prix Nobel. Après avoir ajouté du dioxyde de carbone avec des traces de carbone-14 radioactif à une suspension éclairée de l’algue verte unicellulaire Chlorella pyrenoidosa, il a arrêté la croissance de l’algue à différents stades et a utilisé la chromatographie sur papier pour isoler et identifier les quantités infimes de composés radioactifs. Cela lui a permis d’identifier la plupart des réactions chimiques dans les étapes intermédiaires de la photosynthèse – le processus par lequel le dioxyde de carbone est converti en hydrates de carbone. Il a découvert le « cycle de Calvin », dans lequel les réactions photosynthétiques « sombres » sont alimentées par les composés produits dans les réactions « claires » qui se produisent lors de l’absorption de la lumière par la chlorophylle pour produire de l’oxygène. En utilisant également des techniques de traçage isotopique, il a suivi le parcours de l’oxygène dans la photosynthèse. C’était la première utilisation d’un traceur de carbone 14 pour expliquer une voie chimique.

Les recherches de Calvin ont également porté sur le comportement électronique, photoélectronique et photochimique des porphyrines ; l’évolution chimique et la géochimie organique, notamment les constituants organiques des roches lunaires pour l’U.S. National Aeronautics and Space Administration (NASA) ; les réactions des radicaux libres ; l’effet du deutérium (« hydrogène lourd ») sur les réactions biochimiques ; la carcinogenèse chimique et virale ; la photosynthèse artificielle (« chloroplastes synthétiques ») ; la chimie des radiations ; la biochimie de l’apprentissage ; la chimie du cerveau ; la philosophie des sciences ; et les processus menant à l’origine de la vie.

Le groupe bioorganique de Calvin a finalement eu besoin de plus d’espace, il a donc conçu le nouveau Laboratoire de biodynamique chimique (la « Roundhouse » ou « Calvin Carousel »). Ce bâtiment circulaire contient des laboratoires ouverts et de nombreuses fenêtres, mais peu de murs, afin d’encourager l’interaction interdisciplinaire qu’il avait réalisée avec son groupe de photosynthèse dans l’ancien Laboratoire de radiations. Il a dirigé ce laboratoire jusqu’à sa retraite obligatoire en 1980, date à laquelle il a été rebaptisé Laboratoire Melvin Calvin. Bien qu’officiellement à la retraite, il a continué à venir à son bureau jusqu’en 1996 pour travailler avec un petit groupe de recherche.

Calvin était l’auteur de plus de 600 articles et de 7 livres, et il a reçu plusieurs diplômes honorifiques d’universités américaines et étrangères. Parmi ses nombreuses récompenses, citons la médaille Priestley (1978), la plus haute distinction de l’American Chemical Society, et la médaille nationale des sciences des États-Unis (1989), la plus haute distinction scientifique civile américaine.