What is Chlore?
Chlore (symbol Cl) is element 17 on the periodic table, a halogène in period 3, group 17. A pale green gas that kills bacteria, bleaches fabric — and, bound to sodium, sits on your dinner table. At room temperature it is a gas.
L’histoire
Ce qu’est chlore et comment nous l’avons découvert
Le chlore est le Dr Jekyll et Mr Hyde des éléments: un poison mortel qui vous maintient en bonne santé. À l’état gazeux, c’est une arme chimique jaune verdâtre si toxique qu’elle a été utilisée dans les tranchées de la Première Guerre mondiale. Mais combiné au sodium, il devient du sel de table, essentiel à la vie. Cet élément schizophrène désinfecte les piscines et l’eau potable, sauvant des millions de personnes des maladies hydriques, tandis que sous sa forme pure, il attaque les poumons et peut tuer en quelques minutes. L’eau de Javel chlorée blanchit vos vêtements et tue 99,9 % des germes, ce qui en fait l’un des plus grands outils de santé publique de l’humanité. Votre acide gastrique contient du chlore sous forme d’acide chlorhydrique, suffisamment puissant pour dissoudre le métal. Des tuyaux en PVC aux pesticides, des médicaments aux micropuces, le chlore est partout dans la vie moderne; mais jamais sous sa forme pure et terrifiante.
The discovery of chlore
La découverte et l’histoire du chlore
Premières recherches chimiques
L’histoire du chlore commence avec Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), un pharmacien suédois travaillant dans son petit laboratoire à Köping, en Suède. Un jour d’hiver de 1774, Scheele chauffa de la pyrolusite (dioxyde de manganèse) avec de l’acide muriatique (acide chlorhydrique) et observa un gaz jaune verdâtre à l’odeur âcre, qui décolorait les fleurs et lui brûlait les poumons. Il appela cette substance mystérieuse « acide muriatique désophlogistiqué », pensant qu’il s’agissait d’acide muriatique débarrassé de son phlogistique.
Dans son carnet, Scheele nota en décembre 1774 : « Un gaz de couleur jaune verdâtre s’est dégagé ; il avait une odeur très suffocante et brûlait terriblement les poumons. » Sa réaction (MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂) avait produit le premier échantillon consigné de gaz de chlore pur.
La controverse sur la nature élémentaire
Claude Louis Berthollet (1748-1822), le célèbre chimiste français, étudia longuement le gaz de Scheele de 1785 à 1789. Soutenant initialement la théorie d’un composé avancée par Scheele, Berthollet découvrit les remarquables propriétés décolorantes du gaz et établit la production industrielle de poudre décolorante. Cependant, il resta convaincu que le gaz contenait de l’oxygène et l’appela « acide muriatique oxygéné ».
La controverse s’intensifia lorsque Antoine Lavoisier (1743-1794) affirma que tous les acides devaient contenir de l’oxygène (du grec « oxys genes » — producteur d’acide). Cela donna lieu à un débat scientifique de 30 ans sur la véritable nature du chlore.
La preuve décisive de Humphry Davy
Le mystère fut résolu par Sir Humphry Davy (1778-1829) à la Royal Institution de Londres. À l’aide de son appareil d’électrolyse nouvellement inventé, Davy tenta de décomposer le gaz vert et d’en extraire le prétendu composant oxygène. Malgré des mois d’expériences menées de 1807 à 1810, il ne parvint à extraire aucun oxygène.
Le 12 juillet 1810, Davy présenta sa conclusion révolutionnaire à la Royal Society : « Je suis porté à croire que le corps que nous avons étudié n’est pas un composé, mais une substance simple. » Il le nomma « chlore », d’après le grec « chloros » (vert pâle), reconnaissant enfin qu’il s’agissait d’un élément fondamental.
Le collègue de Davy, Michael Faraday (1791-1867), apporta un soutien essentiel en liquéfiant avec succès le chlore en 1823, démontrant ses propriétés physiques distinctes et confirmant sa nature élémentaire.
Révolution industrielle et poudre décolorante
Charles Tennant (1768-1838), chimiste et homme d’affaires écossais, révolutionna l’industrie textile en mettant au point la poudre décolorante en 1799. Son usine de St. Rollox, à Glasgow, devint le plus grand complexe chimique du monde, produisant de l’hypochlorite de calcium [Ca(ClO)₂] en faisant passer du gaz de chlore sur de la chaux éteinte.
L’innovation de Tennant transforma la fabrication textile : le blanchiment traditionnel au babeurre et à la lumière du soleil nécessitait 6 à 8 mois, tandis que le blanchiment au chlore ne prenait que quelques heures. En 1815, son entreprise produisait 9 000 tonnes par an, employait plus de 1 000 ouvriers et réalisait d’énormes bénéfices.
Naissance de l’industrie chloralcaline
L’industrie moderne du chlore débuta avec Hamilton Young Castner (1858-1899) et Karl Kellner (1851-1905), qui mirent au point indépendamment des procédés électrolytiques pour produire du chlore et de l’hydroxyde de sodium à partir d’eau salée. La cellule à mercure de Castner, datant de 1892, et la cellule à diaphragme de Kellner, datant de 1894, se livrèrent une concurrence acharnée avant de fusionner au sein de la Castner-Kellner Company.
Herbert Henry Dow (1866-1930) révolutionna la production américaine de chlore en fondant Dow Chemical Company en 1897. Ses cellules électrolytiques innovantes utilisaient les gisements souterrains de saumure de Midland, dans le Michigan, faisant de Dow le premier producteur mondial de chlore en 1920.
Première Guerre mondiale et guerre chimique
Le chapitre le plus sombre de l’histoire du chlore commença le 22 avril 1915, lors de la deuxième bataille d’Ypres, lorsque les forces allemandes libérèrent 168 tonnes de gaz de chlore, provoquant la première attaque chimique de grande ampleur. Fritz Haber (1868-1934), qui reçut plus tard le prix Nobel pour la synthèse de l’ammoniac, dirigea ce programme malgré l’opposition de sa femme Clara et son suicide ultérieur en signe de protestation.
L’attaque tua 5 000 soldats alliés et en blessa 10 000 autres, ouvrant une nouvelle ère de guerre chimique. Les deux camps mirent ensuite au point des armes chimiques plus sophistiquées, bien que la visibilité du chlore et les méthodes rudimentaires de dispersion aient limité son efficacité.
Révolution de la santé publique
Le plus grand héritage du chlore s’est manifesté dans la désinfection de l’eau. John L. Leal (1858-1914) réalisa la première chloration continue d’un réseau municipal d’eau à Jersey City, dans le New Jersey, en 1908. Malgré les contestations judiciaires de résidents qui craignaient un « empoisonnement chimique », le système de Leal élimina les décès dus à la fièvre typhoïde en deux ans.
Abel Wolman (1892-1989) et Linn Enslow perfectionnèrent la science de la chloration, établissant des calculs de dosage et une surveillance du chlore résiduel qui devinrent des normes mondiales. Leur travail permit de fournir une eau potable sûre à des milliards de personnes et compte parmi les plus grandes réalisations de santé publique du XXe siècle.