Entre Montpellier et Heidelberg, la découverte du brome

L’un était français, l’autre allemand. Le premier est diplômé de l’université de Montpellier, le second de celle de Heidelberg. En 1826, Antoine-Jérôme Balard et Carl-Jacob Löwig, sans se connaitre, ont découvert en même temps une substance alors inconnue, le brome. 

À l’époque, les deux chercheurs n’ont guère plus de vingt ans. Balard a 24 ans, Löwig à peine 23. Rien ne semblait pourtant destiner ces deux jeunes hommes à suivre des trajectoires parallèles. Balard est le fils d’un viticulteur et d’une cuisinière de Montpellier. Löwig, lui, grandit dans une famille plus aisée, avec un père officier dans l’armée prussienne. Mais tous deux partagent un talent scientifique exceptionnel qui leur ouvre les portes de deux universités prestigieuses d’Europe.

Deux formations, deux influences

À Heidelberg, Löwig étudie sous la direction du grand chimiste Leopold Gmelin, auteur d’un Manuel de chimie qui fait alors autorité dans toute l’Europe scientifique. Dans ce laboratoire réputé, le jeune étudiant se forme à la rigueur de l’analyse chimique.

Balard suit un parcours différent mais tout aussi formateur. À Montpellier, il étudie à l’École de pharmacie, où il est remarqué par le professeur Jacques-Étienne Bérard. Celui-ci l’initie non seulement à la chimie, mais aussi aux procédés industriels. Il l’introduit même dans l’usine de la Paille, fondée par Jean-Antoine Chaptal, l’un des pionniers de la chimie appliquée en France. Cette immersion dans l’industrie marque profondément Balard. Là où certains chercheurs privilégient la théorie, lui développe très tôt une approche pratique et expérimentale de la chimie.

Quand les pharmacies deviennent des laboratoires

À leur sortie de l’université, les deux jeunes chimistes suivent la voie classique des diplômés en pharmacie, celle d’ouvrir leur propre officine. Löwig retourne dans sa ville natale de Bad Kreuznach, près de Mayence, où il installe son laboratoire. Balard, lui, ouvre sa pharmacie au 25 rue de l’Argenterie, à Montpellier. 

Au début du XIXᵉ siècle, l’industrie pharmaceutique moderne n’existe pas encore. Les pharmaciens achètent des plantes, des minéraux ou des substances brutes qu’ils transforment eux-mêmes en médicaments. Leurs officines sont aussi des lieux d’expérimentation. Dans ces arrière-boutiques encombrées de fioles et d’alambics naissent parfois de grandes découvertes.

Dans les marais salants de Montpellier

Au milieu des années 1820, la chimie est en pleine effervescence en Europe et connaît un développement rapide, notamment grâce à l’étude des halogènes comme le chlore et l’iode. Les chimistes s’intéressent particulièrement aux substances présentes dans l’eau de mer et les sels minéraux. 

Une des recherches d’Antoine-Jérôme Balard était de savoir si les plantes de la Méditerranée contenaient de l’iode, à l’instar de celles qui vivent dans l’océan. Pour cela, relate le grand chimiste Jean-Baptiste Dumas, « il lui arrivait de partir à pied au bord de la mer, de faire ses observations et de revenir à la nuit tombée. Et s’il se sentait fatigué, il lui arrivait de s’enrouler dans son manteau et de dormir dans le fossé ». 

Ses recherches l’amènent à constater qu’effectivement, les plantes et les mollusques renferment de l’iode. Mais au cours de ses expériences, il note un fait intéressant : l’apparition d’une substance étrange sous forme de liquide brun rougeâtre à l’odeur particulièrement désagréable. Intrigué, il multiplie les expériences. En utilisant du chlore et de l’éther, puis en distillant la solution, il parvient à isoler la substance. Après plusieurs analyses, il comprend qu’il a affaire à un élément chimique inconnu. Il l’appelle d’abord muride, dérivé du latin muria (saumure). Mais le nom ne convainc pas ses collègues. Finalement, la substance reçoit un nom plus évocateur : brome, du grec brômos (puanteur).

Une découverte parallèle en Allemagne

Pendant ce temps, Löwig mène des recherches très similaires en étudiant les eaux minérales riches en sels. En saturant ces eaux avec du chlore puis en utilisant de l’éther pour extraire les composés formés, il obtient lui aussi un liquide brun-rouge. C’est exactement la même substance que celle isolée par Balard.

La nature de cette substance lui paraissant mystérieuse, il retourne à Heidelberg en parler à son maître, Leopold Gmelin qui l’incite à l'étudier plus en profondeur avant d’annoncer ses résultats. Le jeune homme suit ces conseils mais ce délai lui coûtera la priorité scientifique.

La publication qui fait la différence

Le 28 novembre 1825, Balard envoie à l’Académie des sciences de Paris son mémoire intitulé Sur une substance particulière contenue dans l’eau de mer. Ce mémoire fait l’objet, à la séance du 14 août 1826, de l’Académie, d’un rapport élogieux. Jean-Baptiste Dumas écrira plus tard : « Je vois encore, avec quel empressement on faisait passer de mains en mains, le petit tube scellé qui renfermait un échantillon de ce nouveau venu, découvert au fond de la province par un jeune élève en pharmacie, non comme un don banal du hasard, mais comme un fruit légitime de la méthode scientifique ».

Dans la foulée, Balard publie ses travaux dans les Annales de Chimie et de Physique, l’une des revues scientifiques les plus influentes d’Europe. L’article décrit avec précision les propriétés du nouvel élément et propose officiellement son nom, le brome. En le lisant, Löwig découvre que les propriétés du nouvel élément correspondent à celles du liquide brun de la saumure qu'il a isolé. Dépité, il ne peut pas se targuer de la découverte.

Aujourd’hui, les historiens s’accordent sur le fait que Balard et Löwig ont découvert le brome indépendamment et presque simultanément. La priorité officielle reste attribuée à Balard, notamment en raison de la précision de sa description et de l’impact de sa publication. Mais Löwig, qui deviendra une figure importante de la chimie allemande, approfondira les recherches sur le brome. 

Un élément devenu indispensable

« Une substance élémentaire de plus n’était pas, pour la science, une acquisition surprenante, lorsqu’elle en comptait déjà plus de soixante. Mais celle que M. Balard faisait connaître, se plaçait parmi les plus remarquables et le temps n’a pas diminué l’intérêt qu’elle inspira dès son apparition », estimait Jean-Baptiste Dumas.   

Effectivement, au fil du temps, le brome s’est révélé extrêmement utile. Ses composés ont permis de fabriquer des sédatifs médicaux comme le bromure, des désinfectants pour l’eau ou encore des produits retardateurs de flamme pour les plastiques et les textiles. L’élément a aussi joué un rôle dans la photographie, l’industrie pétrolière et certains traitements médicaux.

Mais son usage massif a également montré ses limites. Certains composés bromés persistent longtemps dans l’environnement et peuvent présenter des risques pour la santé. Aujourd’hui, leur utilisation est donc plus strictement encadrée.