Chlore et ozone dans les bouteilles d’eau hydrogénée : pourquoi les modèles bon marché sentent mauvais et comment tester la vôtre

Si une bouteille d’eau hydrogénée a déjà dégagé une légère odeur de piscine, ou une odeur plus âcre, comme à l’intérieur d’une salle de photocopieurs, cette odeur n’est pas automatiquement dangereuse. Elle révèle toutefois un véritable processus chimique qu’il vaut la peine de comprendre avant de décider ce qu’elle signifie pour l’eau que vous vous apprêtez à boire. L’électrolyse, la réaction dont dépend toute bouteille d’eau hydrogénée, sépare l’eau en hydrogène à une électrode et en oxygène à l’autre ; dans certaines conditions, elle peut aussi produire de petites quantités de chlore ou d’ozone comme réactions secondaires, là où l’oxydation se produit. La présence ou non de ces sous-produits dans l’eau que vous buvez dépend moins du prix de la bouteille que de la capacité de sa conception interne à séparer physiquement cette partie de la réaction de la chambre contenant l’eau destinée à être bue.

• Du chlore peut se former lorsque les traces de chlorure naturellement présentes dans l’eau du robinet s’oxydent à l’anode, au lieu que l’oxygène s’y forme comme d’habitude.
• L’ozone est une réaction secondaire distincte, qui devient plus probable lorsque la tension de fonctionnement de la cellule dépasse celle qui est strictement nécessaire pour séparer l’eau.
• Une conception à chambre séparée par une membrane (SPE/PEM) évacue ces gaz du côté de l’anode par un évent dédié, au lieu de les laisser se mélanger à nouveau à l’eau dans la chambre.
• Une bandelette de test du chlore libre peut détecter du chlore chez vous en quelques minutes, mais un résultat négatif ne dit rien sur l’ozone ni sur les autres sous-produits.
• Un test en laboratoire indépendant, plutôt que la seule odeur, est un moyen plus fiable de confirmer ce que la conception d’une bouteille donnée empêche réellement de passer dans l’eau.

D’où vient réellement l’odeur de piscine

L’eau du robinet contient presque toujours des traces de chlorure résiduelles du traitement municipal. Lorsque cette eau se trouve entre les électrodes pendant l’électrolyse, les ions chlorure peuvent s’oxyder à l’anode et former du chlore gazeux, au lieu que l’anode produise de l’oxygène comme elle le fait dans de l’eau pure (source : Électrolyse de l’eau). La même chimie fondamentale est mise en œuvre à l’échelle industrielle dans le procédé chlore-soude, où la demi-réaction anodique s’écrit simplement comme la perte d’électrons par les ions chlorure, qui forment alors du chlore gazeux (source : Procédé chlore-soude). Une bouteille d’eau hydrogénée utilise un courant bien plus faible pendant une durée bien plus courte, mais la réaction qui rend la formation de chlore possible est la même.

L’ozone provient d’une voie connexe, mais distincte. Il peut se former à l’anode d’une cellule électrochimique comme réaction secondaire indésirable, lorsque la tension de la cellule dépasse celle qui est strictement nécessaire pour séparer l’eau en hydrogène et en oxygène ; ce comportement a été documenté dans des montages d’électrolyse en laboratoire fonctionnant au-delà de ce seuil (source : Ozone). Le fait que l’électronique d’une bouteille donnée reste confortablement sous ce seuil ou le dépasse légèrement pendant un cycle dépend de sa conception et de sa fabrication. C’est un détail que vous ne pouvez généralement pas voir de l’extérieur, et c’est pourquoi la conception de la chambre mérite davantage d’attention qu’une seule valeur de spécification sur une fiche produit.

Chlore et ozone : deux réactions différentes, deux odeurs différentes

Comme le chlore et l’ozone proviennent de réactions différentes, ils ne sont pas nécessairement présents ensemble, et le fait qu’une bouteille produise des traces de l’un ne prouve pas qu’elle produise aussi l’autre. Le chlore a l’odeur âcre et familière d’une piscine chlorée. L’ozone a une odeur plus métallique, proche de celle que l’on remarque près d’une imprimante laser ou après un orage. Considérer qu’il s’agit d’une seule et même « odeur chimique » fait passer à côté de la question la plus utile : comment la conception de votre chambre est-elle réellement prévue pour évacuer ces substances loin de l’eau ?

Pourquoi certaines bouteilles évacuent ces gaz et d’autres non

Dans une bouteille à chambre unique, l’eau qui entoure les deux électrodes est la même que celle que vous allez boire. Ainsi, tout ce qui se forme à l’anode — des traces de chlore, des traces d’ozone ou simplement de l’oxygène ordinaire — n’a nulle part ailleurs où aller et se mélange directement à nouveau à l’eau. Une conception à chambre séparée, souvent désignée par les sigles SPE ou PEM, maintient le côté de l’anode physiquement à l’écart de la chambre d’eau grâce à une membrane polymère solide. Les gaz sont ainsi évacués par un évent dédié au lieu de rester dans la chambre dont vous buvez l’eau. C’est ainsi que l’explication d’Hydrion sur le fonctionnement de ces bouteilles décrivent le rôle de la membrane : maintenir les côtés des électrodes séparés pour que les sous-produits qui s’y forment soient évacués par un orifice distinct et que seul l’hydrogène atteigne l’eau que vous buvez. Consultez cet article pour une explication plus complète du mécanisme si vous souhaitez comprendre le principe général des systèmes SPE/PEM, plutôt que la question des sous-produits sur laquelle se concentre celui-ci.

À quoi ressemble une conception à chambre séparée sur la bouteille elle-même

Une bouteille à chambre séparée possède généralement un petit orifice d’évacuation sous la bouteille ou sur le côté, distinct de l’ouverture de remplissage. Mieux vaut le repérer sur les photos du produit que de prendre au pied de la lettre les affirmations du type « hydrogène pur ». Cet évent est aussi à l’origine du sifflement ou de la résistance que certaines personnes remarquent lorsqu’elles ouvrent une bouteille juste après un cycle. Il s’agit d’une question distincte, liée à la pression, abordée dans cet article consacré aux raisons pour lesquelles les bouteilles d’hydrogène sifflent ou sont difficiles à ouvrir. Une explication plus détaillée de ce qu’est cet évent et de la raison pour laquelle la bouteille en a besoin se trouve dans cet examen plus approfondi de l’orifice d’évacuation situé au fond de la bouteille.

Pourquoi la présence ou l’absence d’odeur est un indice utile, mais ne dit pas tout

L’odorat humain est particulièrement sensible à l’ozone. La plupart des gens peuvent le détecter à des concentrations d’environ 0,01 partie par million dans l’air, bien en dessous de la plage de 0,1 à 1 ppm où il commence à provoquer des maux de tête ou une irritation des yeux et des voies respiratoires (source : Ozone), et l’écart entre ces deux valeurs compte à deux égards. Une légère odeur près d’une bouteille ouverte ne constitue pas en soi une urgence médicale, puisque vous la sentez à une concentration bien inférieure à celle où les études commencent à relever des irritations. Elle indique toutefois que quelque chose atteint l’air autour de la bouteille, alors qu’une conception bien ventilée est censée l’évacuer ailleurs.

Les limites d’exposition en milieu professionnel sont un repère utile pour comprendre les ordres de grandeur, mais elles ne permettent pas de juger une bouteille en particulier. La valeur plafond recommandée par le NIOSH pour l’ozone est de 0,1 ppm, et la limite d’exposition admissible de l’OSHA pour une exposition prolongée en milieu professionnel est la même, soit 0,1 ppm, même si ces deux valeurs sont définies différemment : celle du NIOSH est une valeur plafond à ne jamais dépasser, tandis que celle de l’OSHA est une moyenne pondérée sur huit heures. Le seuil considéré comme immédiatement dangereux pour la vie ou la santé est fixé à 5 ppm (source : NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards — Ozone). Ces valeurs décrivent une exposition continue pendant un poste de travail, une situation différente d’un bref instant près d’une bouteille d’eau ouverte. Il est donc utile de les connaître pour comprendre à quel point votre nez est déjà sensible, et non de les utiliser ici comme seuils pour décider si une bouteille réussit ou échoue un test.

Une bouteille qui ne dégage aucune odeur ne prouve rien non plus. Une conception bien ventilée ne devrait pas avoir une odeur sensiblement différente de celle de l’eau versée dans la bouteille, puisque les sous-produits sont censés sortir par l’évent plutôt que d’atteindre l’air près de l’ouverture par laquelle vous buvez. L’odeur, qu’elle soit présente ou non, ne vous renseigne que dans une certaine mesure ; c’est là que les tests en laboratoire indépendants jouent un rôle réel, mais plus limité qu’on pourrait le croire de prime abord. Un rapport de laboratoire indépendant SGS sur les bouteilles Hydrion Core et Pulse portait sur un ensemble de 34 paramètres liés à la sécurité de l’eau, notamment le platine et le titane susceptibles de provenir des électrodes elles-mêmes, ainsi que les anions courants et le pH. Tous se situaient sous les limites de détection ou de quantification. Ce résultat indique que les électrodes ne libèrent pas de métaux dans l’eau. C’est une garantie réelle, mais distincte de la question du chlore et de l’ozone abordée ici, puisque l’analyse ne recherche ni l’un ni l’autre de ces gaz. Il vaut la peine de rechercher sur n’importe quelle bouteille, et pas seulement sur celles de Hydrion, un rapport qui documente aussi complètement le relargage provenant des électrodes. Toutefois, un tel rapport répond à la question de savoir si des métaux passent dans l’eau, pas à celle de savoir si du chlore ou de l’ozone s’y retrouve. Pour répondre à cette question plus précise, il faut un test ciblé, comme la bandelette de détection du chlore libre présentée dans la section suivante, ou un rapport de laboratoire qui couvre explicitement le chlore et l’ozone.

Un test simple à faire chez vous

Une bandelette de test du chlore libre est un outil grand public peu coûteux, vendu pour tester l’eau des piscines ou du robinet. Elle change de couleur en présence de chlore libre et fonctionne de la même façon avec de l’eau hydrogénée qu’avec n’importe quel autre échantillon d’eau. Pour l’utiliser, préparez une nouvelle quantité d’eau hydrogénée, plongez brièvement la bandelette en suivant les instructions, puis comparez la couleur obtenue au nuancier imprimé sur son contenant ou son emballage. Si vous avez une deuxième bouteille sous la main, en testant les deux bouteilles avec la même bandelette au même moment, vous obtenez une comparaison directe plutôt qu’une seule mesure à interpréter isolément.

Considérez le résultat comme une réponse partielle, et non comme une conclusion définitive. Une bandelette peut indiquer la présence de chlore libre, ce qui est utile, mais elle ne peut pas détecter l’ozone ni aucun autre gaz. Un résultat négatif ne signifie donc pas qu’une bouteille est exempte de tout sous-produit possible. Fait intéressant, une légère odeur de chlore n’est pas toujours un mauvais signe dans un autre contexte : les recommandations d’urgence concernant l’eau potable considèrent en fait une légère odeur de chlore comme un moyen pratique de vérifier qu’une dose désinfectante est présente dans l’eau du robinet traitée (source : Désinfection d’urgence de l’eau potable — EPA). Ce contexte ne s’applique toutefois pas directement à une bouteille d’hydrogène, car le chlore qui s’y trouverait proviendrait de l’électrolyse plutôt que d’un traitement délibéré. Cela rappelle tout de même qu’une odeur de chlore n’est pas automatiquement aussi alarmante qu’elle peut le sembler hors contexte.

Que vérifier au moment de choisir une bouteille

Commencez par la conception de la chambre plutôt que par le discours marketing de la fiche produit. Recherchez une description explicite d’une conception à chambre séparée ou de type SPE/PEM, ainsi qu’un évent visible sur les photos du produit. Une fiche qui se contente d’affirmer « hydrogène pur » sans expliquer ce qu’il advient du côté des électrodes ne vous dit rien sur la destination des sous-produits. Ensuite, recherchez des résultats d’essais réalisés par un tiers accrédité, plutôt que de vous fier à la description de la qualité de l’eau fournie par le vendeur, comme dans le rapport SGS ci-dessus, qui documente des paramètres précis au lieu d’affirmer de manière générale que l’eau est pure.

Le prix ne permet pas de déduire de façon fiable l’un ou l’autre de ces éléments. Un prix plus élevé ne garantit pas une chambre séparée, et un prix plus bas ne l’exclut pas. Les détails de fabrication et le rapport de laboratoire vous en apprennent donc bien plus que le prix affiché sur la fiche. La Hydrion Core Bouteille d'eau hydrogénée est un exemple documenté de conception à chambre séparée, accompagné d’un rapport publié réalisé par un tiers. Elle constitue donc un bon point de référence pour savoir quoi vérifier sur n’importe quelle bouteille que vous envisagez, y compris celles d’autres marques.

Si vous vous interrogez sur des questions de sécurité plus générales que les sous-produits, de la désinfection aux effets secondaires en général, elles sont traitées séparément et selon leurs propres termes dans cet examen plus général de la sécurité de l’eau hydrogénée, de ses effets secondaires et des idées reçues, plutôt que d’être intégrées à cet article.

Une odeur de piscine ou une odeur métallique provenant d’une bouteille d’eau hydrogénée a une véritable explication chimique : elle n’est ni forcément inoffensive ni automatiquement dangereuse. Le chlore et l’ozone peuvent tous deux être produits comme réactions secondaires à l’anode pendant l’électrolyse. La présence ou non de l’un ou de l’autre dans votre verre dépend de la capacité de la conception de la chambre à évacuer cette partie de la réaction loin de l’eau, ou du fait qu’elle la laisse dans le même espace. Une bandelette de test, l’examen de l’évent et un véritable rapport de laboratoire indépendant vous en apprendront davantage sur une bouteille donnée que son odeur à elle seule ne le pourra jamais.