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Hydrogène (H)

Le premier, le plus léger, le plus abondant : la matière première de l'Univers.

L'hydrogène est l'atome le plus simple qui soit : un proton et un électron. Né quelques minutes après le Big Bang, il constitue encore environ les trois quarts de la masse de la matière ordinaire de l'Univers. Les étoiles, dont le Soleil, brillent en fusionnant de l'hydrogène en hélium. Sur Terre, on le trouve surtout lié à l'oxygène dans l'eau, et il intéresse aujourd'hui l'industrie comme vecteur d'énergie.

Numéro atomique

1

Symbole

H

Masse atomique

1,008 u

Famille

Non-métaux

État à 0 °C

Gaz

Découverte

1766, Henry Cavendish

Origine du nom

Du grec hydro (eau) et genes (qui engendre) : « qui forme l'eau ».

À quoi il ressemble

Un gaz incolore, inodore et sans saveur, quatorze fois plus léger que l'air. Liquéfié à −253 °C, il forme un liquide transparent très peu dense.

Où le trouve-t-on ?

Environ 74 % de la masse de la matière ordinaire de l'Univers et plus de 90 % de ses atomes. Sur Terre, il est presque entièrement combiné : dans l'eau des océans, les hydrocarbures et les êtres vivants. Il représente environ 10 % de la masse du corps humain, mais près de 6 atomes sur 10.

Comment on le produit

Environ 95 millions de tonnes par an, produites à plus de 95 % à partir de gaz naturel ou de charbon (vaporeformage du méthane), ce qui émet beaucoup de CO₂. L'électrolyse de l'eau, qui le sépare grâce à l'électricité, ne représente encore qu'une petite fraction. Des gisements d'hydrogène naturel (dit « blanc ») sont explorés, notamment en Lorraine.

À quoi sert-il ?

• Fabrication de l'ammoniac pour les engrais (Haber-Bosch).
• Raffinage du pétrole (désulfuration des carburants).
• Production de méthanol et hydrogénation des huiles alimentaires.
• Carburant de fusée (hydrogène liquide).
• Piles à combustible pour véhicules et stockage d'énergie.

Au quotidien

• L'eau que vous buvez (2 atomes d'hydrogène par molécule)
• Les engrais qui ont fait pousser votre pain
• La margarine (huiles hydrogénées)
• La lumière du Soleil, issue de sa fusion

Rôle dans le vivant

Indispensable à toute vie : présent dans l'eau, les sucres, les graisses, les protéines et l'ADN. Les liaisons hydrogène maintiennent ensemble les deux brins de la double hélice d'ADN et donnent à l'eau ses propriétés si particulières.

Dangers

Extrêmement inflammable : mélangé à l'air entre 4 % et 75 %, il peut exploser avec une flamme presque invisible en plein jour. Non toxique, il peut toutefois asphyxier en espace clos en chassant l'oxygène. Il fragilise certains aciers en s'infiltrant dans le métal.

Histoire

Paracelse et Robert Boyle avaient déjà observé un gaz inflammable en attaquant des métaux par des acides. En 1766, Henry Cavendish l'identifie comme une substance distincte, qu'il appelle « air inflammable ». En 1783, Lavoisier montre qu'en brûlant il donne de l'eau et le baptise hydrogène, « qui engendre l'eau ».

Le saviez-vous ?

• La quasi-totalité de l'hydrogène de votre corps a été formée lors du Big Bang, il y a environ 13,8 milliards d'années.
• Au cœur de Jupiter, la pression est telle que l'hydrogène devient un liquide métallique conducteur, à l'origine de son champ magnétique géant.
• Le premier vol habité en ballon à hydrogène a eu lieu à Paris dès 1783, avec Jacques Charles.
• Le Soleil transforme environ 600 millions de tonnes d'hydrogène en hélium chaque seconde.