Qui a découvert l’hydrogène ? Le physicien et chimiste britannique Henry Cavendish, qui le décrit en 1766 sous le nom d’« air inflammable ». Le nom actuel du gaz vient de Lavoisier, qui a montré qu’il forme de l’eau en brûlant. D’autres expérimentateurs l’avaient produit avant 1766, sans comprendre qu’ils tenaient une substance à part.
Henry Cavendish, le découvreur reconnu de l’hydrogène
Né à Nice en 1731 et mort à Londres en 1810, Henry Cavendish a hérité d’une grande fortune et a consacré sa vie à la physique et à la chimie. Il a aussi mesuré la constante de gravitation de Newton avec une balance de torsion, en 1798.
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En 1766, il présente à la Royal Society un mémoire intitulé « On Factitious Airs », consacré aux gaz que l’on obtient par des réactions chimiques. Il y décrit un gaz qu’il appelle air inflammable, parce qu’il brûle en présence d’air. Ce travail lui vaut la médaille Copley.
Si la question « qui a découvert l’hydrogène et en quelle année ? » reçoit la même réponse presque partout, c’est que Cavendish est le premier à avoir reconnu ce gaz comme une substance distincte. Les historiens des sciences retiennent donc 1766 comme date de la découverte.
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L’expérience de 1766 : ce que Cavendish a démontré
Cavendish fait réagir des métaux avec des acides et recueille le gaz qui se dégage. Il constate que ce gaz s’enflamme, et qu’il est environ dix fois plus léger que l’air ordinaire. Il le distingue ainsi de l’« air fixe », le gaz carbonique, plus lourd que l’air.
Cette comparaison est ce qui fait la différence avec ses prédécesseurs. Obtenir un gaz en versant un acide sur un métal ne suffit pas : il fallait mesurer ses propriétés et montrer qu’elles ne correspondent à aucun gaz connu.
Avant Cavendish : Boyle et la réaction du fer avec un acide
En 1671, l’Irlandais Robert Boyle décrit la réaction de limaille de fer avec un acide dilué, qui produit de l’hydrogène. Boyle recueille donc le gaz, mais ne remarque pas qu’il est inflammable, et ne l’identifie pas comme un corps particulier.
C’est pourquoi certaines sources donnent 1671 comme première observation de l’hydrogène, et réservent à Cavendish l’identification du gaz. Les deux dates ne se contredisent pas : l’une désigne la production du gaz, l’autre sa reconnaissance.
L’hydrogène est ainsi le premier gaz élémentaire connu. Son histoire montre qu’une découverte tient moins à un geste de laboratoire qu’à l’interprétation qu’on en donne, ce qui explique que plusieurs noms circulent pour une même question.
Lavoisier et le nom « hydrogène » : le gaz qui forme l’eau
Vers 1781, Cavendish observe que son air inflammable produit de l’eau lorsqu’il brûle. En 1783, Antoine Lavoisier reproduit ce résultat avec Laplace et en tire l’interprétation qui s’impose : l’eau n’est pas un élément simple, elle contient ce gaz.
Lavoisier lui donne alors son nom, hydrogène, formé sur deux mots grecs : húdôr, « eau », et gennáô, « engendrer ». Le terme signifie donc « qui engendre l’eau ». Aujourd’hui, la chimie parle plus précisément de dihydrogène (H2) pour désigner la molécule du gaz.
Cette nomination marque une étape : en établissant que l’eau contient de l’hydrogène, Lavoisier retire à l’eau son statut d’élément simple. Cavendish avait pourtant fait l’observation le premier, vers 1781, et c’est la lecture des deux chimistes qui a fait entrer le résultat dans la chimie moderne.
Définition de l’hydrogène : ce que l’on sait du gaz aujourd’hui
L’hydrogène a pour numéro atomique 1 et pour symbole H. C’est l’élément le plus simple et le plus léger : son isotope le plus courant, le protium, ne comporte qu’un proton et un électron.
C’est aussi l’élément le plus abondant de l’Univers, avec environ 75 % de la masse de la matière ordinaire. Le deutérium est un isotope stable, alors que le tritium est radioactif.
Il a fallu attendre 1899 pour que James Dewar obtienne l’hydrogène à l’état solide, plus d’un siècle après les expériences de Lavoisier.
De la découverte aux usages : l’hydrogène comme énergie
L’hydrogène se produit notamment par électrolyse, qui sépare l’eau en hydrogène et en oxygène grâce à un courant électrique. C’est, dans l’autre sens, la réaction que Cavendish et Lavoisier avaient observée : le gaz qui brûle redonne de l’eau.
Cette propriété est à l’origine des véhicules qui fonctionnent à l’hydrogène. Pour suivre l’histoire de ces machines, on peut lire les débuts du moteur à hydrogène, puis ce que l’on en attend à présent avec les perspectives des voitures à hydrogène.
Le stockage reste la difficulté principale, car le gaz est conservé sous pression. Les défauts qui peuvent apparaître sont détaillés dans l’article sur les problèmes de pression d’un réservoir.
Deux siècles et demi après le mémoire de Cavendish, le gaz qu’il avait appelé air inflammable sert encore de carburant, et sa combustion produit toujours de l’eau.
