Père de la chimie moderne
En 1785, le chimiste français Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) démontre par une expérience méticuleuse que l’eau n’est pas un corps simple mais se compose à 85% en masse d’oxygène et à 15% d’hydrogène (en réalité la proportion est de 89 et 11%), comme il l’écrira en 1789 dans son Traité élémentaire de Chimie. Cet ouvrage fait brusquement basculer la chimie dans son ère moderne, où l’eau n’est plus considérée comme un élément. Il y précise qu’admettre cette nouvelle donnée implique de vaincre ses préjugés, phénomène que détaillera plus tard Thomas Kuhn dans son ouvrage la Structure des Révolutions Scientifiques.
Décomposition et recomposition de l’eau
L’expérience de 1785 montre donc que l’eau peut se décomposer (analyse) et se recomposer (synthèse) à partir de ces deux gaz que sont le dioxygène et le dihydrogène. Cette découverte prolonge d’ailleurs celle de la décomposition de l’air, entamée dans les années 1770. C’est Lavoisier qui, en 1777, donnera le nom d’oxygène à ce composant de l’air qu’on appelait alors air déphlogistiqué.
Chronologiquement, ses recherches ont d’abord porté sur la synthèse de l’eau, en rencontrant des difficultés expérimentales. Quand il s’attaque à l’analyse de l’eau, Lavoisier a recours à des instruments de précision qui permettent de peser les gaz résultant du chauffage de quelques gouttes d’eau.
Pile à combustible
Dans notre langage moderne, la réaction de synthèse de l’eau est une réaction d’oxydoréduction accompagnée d’un dégagement de chaleur, la combustion, dans laquelle l’oxygène joue le rôle de comburant et l’hydrogène de combustible. Cette réaction est au cœur de la technologie de la pile à combustible pour la production d’électricité. Sa découverte date de 1839, par William Grove, et son premier prototype de 1953, par Francis Bacon.
H2 comme vecteur énergétique
La conversion de H2 à des fins énergétiques est un enjeu considérable aujourd’hui, qui implique aussi de savoir le produire (à partir d’hydrocarbures, d’eau par électrolyse, de la biomasse, de gisements sous-marins) et le stocker (sous forme gazeuse ou liquide ou au sein de matériaux appelés hydrures) : on parle de vecteur énergétique.
Atomes de bon sens 
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