Johan Rudolph Deiman : Le médecin d'Amsterdam qui a séparé l'eau

En 1789, onze ans avant l'invention de la pile électrique, deux hommes d'Amsterdam ont séparé l'eau en utilisant uniquement de l'électricité statique et l'ont reconstituée en brûlant les éléments obtenus. Johan Rudolph Deiman et Adriaan Paets van Troostwijk ont fait jaillir des étincelles dans un tube d'eau fine à l'aide d'une machine à friction, ont recueilli le gaz et ont démontré que la combustion le ramenait à l'état d'eau. Il s'agissait de la première électrolyse de l'eau de l'histoire, réalisée par un médecin en exercice et un marchand amateur, travaillant dans un laboratoire privé dans un pays alors en proie au chaos politique.

Un orphelin en Frise orientale

Deiman est né le 29 août 1743 à Hage, en Frise orientale, fils d'un avocat nommé Albertus Deiman et de son épouse Volke Hiddes. Sa mère est décédée alors qu'il était jeune ; son père est mort vers 1758, le laissant orphelin au milieu de son adolescence. Il a été mis en apprentissage chez un apothicaire à Leer — le métier qui permettait à un garçon sans père de se rapprocher du travail scientifique sans avoir besoin d'argent.

L'apothicairerie était, au XVIIIe siècle, une excellente formation en chimie. Elle impliquait de manipuler quotidiennement des réactifs, d'effectuer des distillations et des cristallisations, et d'apprendre à maintenir la propreté des préparations. Deiman a ensuite rejoint l'Université de Halle, étudiant la médecine et la philosophie sous la direction d'Adolph Böhmer et obtenant son diplôme en 1770 avec une thèse sur les indications vitales. Il s'est ensuite installé comme médecin à Amsterdam.

Le cercle

La médecine payait ses factures. La chimie était ce à quoi il consacrait le reste de sa vie, et il le faisait en compagnie. Sa longue collaboration avec Adriaan Paets van Troostwijk a défini leurs deux carrières, et un petit groupe s'est formé autour d'eux — incluant le botaniste et chimiste Nicolaas Bondt — qui se réunissait pour étudier la chimie entre amis. En 1791, ils ont formalisé cette union sous le nom de De Bataafsche Societeit (Société batave), qui est devenue avec le temps la Société royale néerlandaise de chimie. Deiman avait été élu membre de la Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen à Haarlem en 1783.

Le groupe avait une cause. La chimie de l'oxygène d'Antoine Lavoisier était en train de détruire la théorie du phlogistique qui organisait la discipline depuis un siècle, et le cercle néerlandais est devenu le principal canal par lequel le système antiphlogistique est entré aux Pays-Bas. Van Troostwijk lui-même avait abandonné le phlogistique vers 1788. Ce n'était pas une position scientifique neutre en 1790 ; c'était un engagement partisan en faveur d'une révolution française en chimie, pris par des hommes dans une république sur le point d'être envahie par la France révolutionnaire.

L'eau

L'expérience de 1789 est l'œuvre qui perdure. Il avait été démontré quelques années plus tôt que l'eau était un composé de ce que nous appelons aujourd'hui l'hydrogène et l'oxygène, et la démonstration n'avait fonctionné que dans un sens : brûler les gaz pour obtenir de l'eau. Deiman et van Troostwijk ont inversé le processus. En utilisant des appareils électriques du type de ceux que Martinus van Marum avait perfectionnés à Haarlem, ils ont décomposé l'eau par étincelle électrique, recueilli le gaz résultant, puis l'ont recombiné par combustion.

Cette preuve bidirectionnelle — décomposer, reconstituer, tout expliquer — est ce qui rend une affirmation chimique contraignante plutôt que suggestive. C'est aussi, bien que personne n'ait pu le voir en 1789, la forme ancestrale de chaque électrolyseur construit aujourd'hui pour la production d'hydrogène.

Le duo a poursuivi ses travaux. En 1790, ils ont publié des articles sur la machine électrique et les expériences qu'ils avaient menées, provoquant des étincelles dans divers gaz et oxydes métalliques. L'étincelle dans l'oxygène a produit une odeur piquante qu'ils ont notée sans la comprendre — l'ozone, qui ne serait nommé et identifié qu'un demi-siècle plus tard.

Liquide hollandais

L'autre produit durable du cercle était un composé. En travaillant avec van Troostwijk et Bondt, Deiman a préparé du 1,2-dichloroéthane à partir de chlore et de gaz oléfiant (éthylène), lui-même obtenu par l'action de l'acide sulfurique concentré sur l'alcool. Le résultat huileux était si étroitement identifié au groupe que les chimistes l'ont appelé huile hollandaise ou liquide hollandais, et le nom est resté pendant des générations. L'éthylène a longtemps été connu sous le nom de gaz oléfiant précisément parce qu'il produisait cette huile. Le composé était l'un des premiers organochlorés jamais fabriqués délibérément, et la lignée qui en découle mène directement à la chimie industrielle du siècle suivant.

Pourquoi Johan est qualifié de génie

La qualité démontrée dans le meilleur travail de Deiman est expérimentale plutôt que théorique : la capacité de voir qu'un instrument construit pour un usage — une machine électrostatique, essentiellement un appareil de démonstration physique — pouvait être détourné vers une question chimique pour obtenir une réponse que personne n'avait extraite auparavant. Franchir cette frontière entre les disciplines, à une époque où elles commençaient à peine à se former, demandait une imagination particulière. Il en allait de même pour la discipline de la preuve : décomposition et resynthèse dans le même article, de sorte que le résultat ne puisse être contesté.

Le contre-argument est substantiel et mérite d'être énoncé sans détour. Deiman n'a jamais travaillé seul. Chacun de ses résultats significatifs porte au moins un autre nom, généralement celui de van Troostwijk, et les historiens de la chimie ont généralement traité van Troostwijk comme le partenaire principal. Il n'a proposé aucune théorie propre ; il était un exécutant et un défenseur exceptionnellement capable de celle d'un autre — celle de Lavoisier. Et sa réalisation phare a été supplantée avec une rapidité brutale : en onze ans, William Nicholson et Anthony Carlisle ont répété l'électrolyse de l'eau avec la nouvelle pile de Volta, ont obtenu les gaz proprement sur des électrodes séparées et ont effectivement fondé l'électrochimie. La version à étincelle statique de Deiman est devenue une note de bas de page dans l'histoire de ce qu'elle a initié.

Ce qui subsiste, c'est la priorité et la rigueur. Il a été le premier, il a été minutieux, et l'expérience qu'il a menée en 1789 est le point d'origine d'une technologie désormais centrale pour les plans énergétiques mondiaux. C'est une affirmation réelle, qui n'a pas besoin d'être exagérée.

Héritage

Vers la fin de sa vie, Deiman a été nommé médecin de Louis Bonaparte, installé par son frère comme roi de Hollande — un étrange honneur final pour un homme qui avait passé sa carrière à importer la chimie française dans une république néerlandaise qui n'existait plus. Il est décédé le 15 janvier 1808, un an après sa nomination.

La société qu'il a aidé à fonder survit. Tout comme l'expression liquide hollandais, encore utilisée occasionnellement pour le 1,2-dichloroéthane. Et chaque électrolyseur à hydrogène construit aujourd'hui descend, à travers une longue chaîne d'améliorations, du moment en 1789 où un médecin d'Amsterdam a fait passer une étincelle dans un tube d'eau et l'a vu se séparer.