La collection de minéralogie trouve ses origines dans le Droguier du roi Louis XIII fondé en 1626. Enrichie par 4 siècles de découvertes et d’acquisitions, elle regroupe aujourd’hui près de 130 000 objets.
La collection débute en 1626. Les substances minérales, auxquelles on prête alors des vertus curatives, sont conservées avec les plantes médicinales dans le Droguier du Jardin royal des plantes médicinales. Elle s’élargit sous les intendances de Guy-Crescent Fagon, premier médecin de Louis XIV, puis de Charles-François de Cisternay Du Fay, qui lègue sa collection de pierres précieuses en 1739. Entretemps, le Droguier est devenu le Cabinet d’histoire naturelle. Joseph Pitton de Tournefort, botaniste français, y apporte des échantillons de pierres collectées au cours de ses voyages.
Pendant les quarante-neuf années que dure son intendance (1739-1788), Buffon va jouer un rôle majeur dans l’organisation et l’enrichissement du Cabinet. En signe de reconnaissance pour son travail, Louis XV lui confie d’admirables pièces de minéralogie et un ensemble de meubles ornés de pierres. Buffon ouvrira le Cabinet au public en 1745.
La même année, Daubenton arrive au poste de garde et de démonstrateur du Cabinet. Il bénéficie de moyens importants pour acquérir de nouveaux objets parmi lesquels les minerais et les gemmes achetés par le comte d’Angiviller. Les collectes des missions de Commerson, Bougainville, Dombey, Dolomieu et Faujas de St Fond – premier titulaire de la chaire de Géologie – viennent s’y ajouter. Daubenton entreprend une classification des fonds du Cabinet. Il est le premier à réunir les éléments de minéralogie et de géologie. Après la Révolution, en 1793, Daubenton devient le premier directeur du nouveau Muséum d’Histoire naturelle. Également nommé à la tête de la chaire de Minéralogie, il sélectionne une série de pierres précieuses et de remarquables objets d’art en pierre dure dans les anciennes collections royales. Le Grand Saphir de Louis XIV entre au Muséum grâce à lui en 1796. René Just Haüy, pionnier de la cristallographie, prend la tête de la chaire de Minéralogie en 1802 et y reste jusqu’à sa mort en 1822. Il développe significativement les collections, non seulement grâce aux envois et collaborations avec des scientifiques tels que Vauquelin, Berthier ou Berzelius, mais aussi par l’acquisition de la collection Weiss, qui contient des minéraux d’une grande qualité.
En 1824, le Muséum récupère une partie des pièces rassemblées pour Louis XVIII, par Jacques-Louis de Bournon. En 1835, grâce au financement du gouvernement, le Muséum reçoit l’importante collection de l’ancien inspecteur des Mines, Gillet de Laumont. On y trouve la collection des minéraux rassemblés par Romé de l’Isle lors de ses observations sur la géométrie des cristaux.
De 1822 à 1847, Alexandre Brongniart, fils de l’architecte du Palais de la Bourse de Paris, donne de nombreux minéraux et des échantillons géologiques collectés durant ses périples. L’Académie des Sciences fait également plusieurs dépôts successifs, parmi lesquels des pépites d’or et de platine ayant appartenu au Tsar Nicolas Ier. Les scientifiques se succèdent à la tête de la chaire de Minéralogie : Ours Dufrenoy en 1848, Gabriel Delafosse en 1857, Alfred Des Cloizeaux en 1876 et Alfred Lacroix en 1893. Leurs efforts permettent au Muséum d’accueillir de nombreuses collections jusqu’à la première Guerre Mondiale : celles de Haüy, de Dusgate, de Pierpont Morgan, de Frossard, du ministère de l’Agriculture du Brésil… Devenu administrateur de la chaire de Géologie en 1819, Pierre-Louis Cordier multiplie par dix le nombre d’échantillons géologiques. Son successeur, Gabriel Auguste Daubrée, initie la collection de météorites.
Après la seconde Guerre Mondiale, Jean Orcel, professeur au Muséum et titulaire de la chaire de Minéralogie en 1937, accueille les trophées des prospecteurs qu’il a formés et les magnifiques minéraux du colonel Louis Vésignié. L’administration de Jacques Fabriès ira jusqu’en 1998. Elle est marquée par l’acquisition des 80 cristaux géants en 1982, et l’arrivée de la collection des « Pierres de Rêves » de Roger Caillois en 1988 grâce au travail de fonds d’Henri-Jean Schubnel, conservateur de la collection de minéralogie et ami de Roger Caillois.
Aujourd’hui comme hier, les collections de minéralogie et de géologie continuent de s’enrichir avec les découvertes de ses chercheurs en missions, mais aussi grâce aux dons de passionnés, et aux acquisitions rendues possibles par ses mécènes. La Fondation Total a ainsi permis d’inscrire à la liste des biens culturels d’intérêt patrimonial majeur un spécimen de fluorite rouge exceptionnel, surnommé « Laurent », trouvé dans le massif du Mont-Blanc en 2006.

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