13. Christian Friedrich Schoenbein

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(1799-1869)

 

 

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Héritier de la philosophie des lumières

Christian Friedrich Schoenbein est né à la fin du siècle des lumières, un siècle qui constitua une véritable charnière entre la période de l'Antiquité aux Temps modernes et la période nouvelle, l'époque contemporaine. La philosophie des lumières est illustrée par la naissance de " l'Encyclopédie " créée par le philosophe et écrivain Denis Diderot et par le mathématicien d'Alembert en 1751 à Paris. Diderot dit " Le but d'une encyclopédie est de rassembler les connaissances éparses sur la surface de la Terre, d'en exposer le système général aux hommes avec qui nous vivons … afin que nos neveux, devenant plus instruits, deviennent en même temps plus vertueux et plus heureux ". C'est grâce aux " Lumières " disséminées par cette encyclopédie, qu'un enseignement technique et scientifique distribué au grand public va contribuer à l'avènement mondial de l'Occident au XIXe et au XXe siècle. C'est d'ailleurs l'origine du titre de docteur anglais et américain " Ph. D. ", employé de nos jours, qui signifie littéralement docteur en philosophie. Ce titre provient de cette époque où les chercheurs en sciences devenues " exactes " comme la physique, la chimie ou la biologie sont encore des philosophes.

Christian Friedrich Schoenbein est né en Allemagne à Metzingen. Son père était teinturier. Après avoir étudié les sciences naturelles aux universités allemandes de Tübingen et d'Erlangen, Christian Friedrich Schoenbein professa de 1823 à 1825, la chimie et la physique à Keilhau, près de Rudolfstadt. Puis il partit en 1826 pour l'Angleterre, dans le but d'y perfectionner son instruction scientifique, et se rendit à Paris, d'où il fut appelé, en 1828, à l'université de Bâle pour y occuper une chaire. A cette époque, on obtient un poste de professeur à l'université sans même passer d'examen académique !

 

La vie cachée d'un pionnier

Pendant des siècles, les " arts mécaniques " - la technique, l'artisanat, le travail manuel, etc. - ont été méprisés par l'aristocratie. Dans de nombreux pays, les lois interdisent même aux nobles de se consacrer aux activités industrielles ou commerciales. La nouvelle culture du siècle des lumières essaie de repousser ces idées. Malgré tout, la science ne fait pas vivre son homme et le métier de chercheur n'est pas encore reconnu comme tel. Les scientifiques de l'époque exerçaient donc une activité lucrative en plus de leurs recherches. Ainsi, Christian Friedrich Schoenbein professe à l'université de Bâle pour gagner sa vie. Il ne peut donc consacrer que son temps libre à ses recherches personnelles.

Les laboratoires de chimie de l'époque ressemblent plus à des distilleries qu'à autre chose. Jusqu'en 1849, Schoenbein utilise comme laboratoire la chambre à lessive du sous-sol du " Falkensteiner Hof ", un bâtiment historique qui existe toujours à Bâle. Il s'y chauffe encore au charbon de bois et s'éclaire à l'aide de lampes à alcool.

Un problème omniprésent de l'époque est la lenteur des sous-traitants ou de la poste. Les verriers qui construisent la partie en verre des piles à combustible mettent parfois plus d'une année pour les livrer. La lenteur du courrier est également une source d'attente pour notre chercheur qui demande souvent des confirmations à ses hypothèses à son ami William Robert Grove de l'autre côté de la Manche.

Schoenbein le chercheur

C'est probablement la destruction de l'église de son village de Metzingen par un éclair au cours de son enfance et cette étrange odeur caractéristique de l'ozone qui lui a permis de découvrir l'existence de celui-ci bien des années plus tard. En effet, vers l'année 1840, il a eu l'occasion de remarquer l'odeur qui accompagne la production du gaz oxygène lors de la décomposition de l'eau par la pile, odeur qui rappelle celle du phosphore et du soufre en combustion et la fait comparer avec celle qui se manifeste par la suite des décharges électriques ou lorsque la foudre éclate. Il donna à cette substance le nom " ozone " qui vient du Grec " ozein " qui veut dire exhaler une odeur.

Ses recherches postérieures sur l'ozone et ses hypothèses sur les rapports chimiques de ce corps avec les monohydrates de l'acide nitrique et de l'acide sulfurique le conduisent à la découverte du coton-poudre ou fulmicoton. Le fulmicoton est un explosif analogue à la poudre à canon mais qui a quatre fois la force explosive de celle-ci. En 1846 à Bâle, il fait des démonstrations publiques de son invention à l'aide d'armes à feu. Aussitôt, tous les laboratoires de chimie parisiens se sont mis à travailler pour trouver la composition de cet explosif que Schoenbein tenait secret. Il essaie d'exploite en Allemagne ce nouveau produit que la science lui a vite enlevé, mais cette commercialisation échoue.

Il ne retire finalement que 260'000 francs de la Diète germanique, qui tient à conserver les droits de cette découverte (Schoenbein est allemand à la base). On dit que Schoenbein a regretté toute sa vie cette invention qui a fait faire un grand pas à la technologie guerrière et qui, de plus, ne lui a pas rapporté la fortune escomptée. Schoenbein est également le fondateur des disciplines de la géophysique, de la physico-chimie et de la photochimie atmosphérique.

Schoenbein et Grove

Christian Friedrich Schoenbein est le premier à découvrir " l'effet pile à combustible " en 1838. Pour sa découverte, il a utilisé un appareil composé d'un tube en U avec deux électrodes en platine. Il a constaté que l'injection d'un courant électrique dans un sens créait l'apparition de bulles d'hydrogène et d'oxygène, et qu'après avoir coupé ce courant, ces mêmes bulles donnaient lieu à un courant électrique de sens inverse au premier. Il venait de découvrire l'électrolyse inverse.

William Robert Grove à la même époque travaillait à la création de batteries électriques de plus en plus puissantes. Pour l'anecdote, il est aussi révélateur de cette période de mentionner que ce chercheur scientifique gagne sa vie comme juriste, puis même juge ! Il ne s'intéressait pas vraiment à la recherche scientifique et se contentait de développer la technologie existante des piles électriques.

La rencontre entre Schoenbein et Grove se fit en 1839 lors d'un meeting de l'association britannique pour l'avancement de la science à Birmingham. Depuis ce jour, une interaction s'est créée entre les deux scientifiques. Schoenbein est le premier acheteur d'une pile électrique élaborée par Grove. Il va l'utiliser pour ses recherches et c'est grâce à elle qu'il va découvrir l'ozone. De plus, Schoenbein et Grove vont entretenir une correspondance pour s'informer mutuellement de l'avancement de leurs recherches.

Malheureusement pour Schoenbein, c'est William Robert Grove qui revendiqua en premier l'invention de la pile à combustible en 1845. Est-ce que Grove a tenu secret l'avancement de ses recherches à Schoenbein ? l'histoire ne le dit pas.

Aujourd'hui, cette ancienne technologie oubliée pendant des décennies revient en force. Des piles à combustibles ont été utilisées dans des capsules spatiales comme Apollo XIII ou dans certains sous-marins. Le nouveau défi consiste à les employer désormais dans la vie courante (automobiles, générateurs électriques, etc.) comme alternative à des moteurs utilisant les carburants fossiles qui sont actuellement notre plus sérieux problème environnemental.

 

Illustrations : Pile à combustible de William Robert Grove (1845)

Le premier générateur de puissance " pile à combustible " avec alimentation en hydrogène et oxygène en continu consiste en 10 piles à combustible connectées en série et recevant de l'hydrogène par un générateur chimique unique placé à droite du dessin. Grove suggérait de l'utiliser pour alimenter les télégraphes en électricité.

Sources : Dr. Ulf Bossel, The Birth of the Fuel Cell, 2000, Oberrohrdorf (textes, images) ; Archives électriques 1842 - 1844 (images), Genève, Naturhistorisches Museum Basel (images)

Liens internet : http://gersulp.u-strasbg.fr/schoenbein (textes, images)

Mise en forme et textes : T. Fuchsmann, étudiant en génie rural-EPFL, A. Wasserfallen, arch.-EPFL, 2001, pour le Prof. EPFL L. Pflug, Président de la commission Histoire des Techniques de l'ASST/SATW.

 
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