Friedrich Wöhler, découvreur de la synthèse de l'urée (1828)
En 1828, le chimiste allemand Friedrich Wöhler réalise pour la première fois la synthèse artificielle de l'urée en laboratoire, à partir d'une substance purement inorganique. Cette découverte, connue sous le nom de synthèse de Wöhler, marque un tournant décisif dans l'histoire de la chimie et remet en cause une doctrine scientifique alors dominante : le vitalisme.
Friedrich Wöhler : le chimiste à l'origine de la découverte
Né le 31 juillet 1800 à Eschersheim, près de Francfort-sur-le-Main, Friedrich Wöhler étudie d'abord la médecine avant de se tourner vers la chimie. Il se forme notamment auprès de Jöns Jacob Berzelius, éminent chimiste suédois, à Stockholm. Nommé professeur à Göttingen en 1836, il y enseigne pendant près de cinquante ans et contribue à de nombreuses avancées, dont l'isolement de l'aluminium (1827) et du béryllium. Il meurt le 23 septembre 1882 dans cette même ville.
C'est en cherchant à produire du cyanate d'ammonium que Wöhler tombe, en partie fortuitement, sur sa découverte la plus célèbre. La synthèse de l'urée n'était pas le résultat d'une hypothèse préalable sur le vitalisme, mais d'une observation expérimentale rigoureuse.
La synthèse de 1828 : méthode et réaction
Dans ses expériences, Wöhler fait réagir du cyanate de plomb ou du cyanate d'argent avec du chlorure d'ammonium ou de l'ammoniaque. Il obtient des cristaux blancs qu'il analyse soigneusement. Leur comportement avec l'acide nitrique — formation de paillettes caractéristiques — lui indique qu'il s'agit d'urée, composé organique isolé pour la première fois de l'urine humaine en 1773 par le chimiste français Hilaire Marin Rouelle.
La réaction en jeu est une isomérisation : le cyanate d'ammonium (NH₄OCN), sel inorganique, se réarrange sous l'effet de la chaleur pour donner l'urée (CO(NH₂)₂), son isomère de structure. Les deux molécules partagent la même formule brute (CH₄N₂O), mais leurs atomes sont disposés différemment. Ce résultat contribue aussi à l'émergence du concept d'isomérie en chimie, alors à peine pressenti.
En février 1828, Wöhler annonce sa découverte à Berzelius dans une lettre restée célèbre, écrivant avec enthousiasme qu'il a obtenu de l'urée sans avoir besoin du rein d'un homme ni d'un chien.
La théorie du vitalisme : ce que la synthèse de Wöhler a ébranlé
Au début du XIXe siècle, la chimie est divisée en deux domaines rigoureusement distincts. La chimie minérale étudie les substances inertes ; la chimie organique est réservée aux composés produits par les êtres vivants. Selon le vitalisme, alors défendu par de nombreux scientifiques — y compris Berzelius lui-même — les substances organiques ne pouvaient naître qu'en présence d'une « force vitale » propre aux organismes vivants. Les produire en laboratoire à partir de matériaux inertes était jugé impossible par principe.
En fabriquant de l'urée — molécule organique par excellence, puisque excrétée par les mammifères — à partir d'un sel inorganique, Wöhler démontre expérimentalement que cette barrière n'est pas infranchissable. Il n'emploie pas lui-même le terme de vitalisme dans sa publication, mais l'implication est limpide.
L'impact n'est cependant pas immédiat. Des partisans du vitalisme arguent que le cyanate d'ammonium utilisé était lui-même issu, en amont, de matière organique. Le vitalisme décline progressivement tout au long du XIXe siècle, sous l'effet cumulé de multiples synthèses réussies. Celle de Wöhler en est la première et la plus symbolique.
L'importance historique pour la chimie organique
La synthèse de l'urée est fréquemment présentée comme le point de départ de la chimie organique moderne. Elle inspire une génération entière de chercheurs — dont Justus von Liebig, collaborateur et ami proche de Wöhler — à tenter la synthèse artificielle d'autres molécules biologiques. Tout au long du XIXe siècle, acide acétique, acide citrique, glucose et de nombreux autres composés organiques sont synthétisés en laboratoire, confirmant que les molécules du vivant obéissent aux mêmes lois que celles de la matière inerte.
La contribution de Wöhler à la théorie de l'isomérie est également significative. Avec Liebig, il aide à formaliser ce concept qui deviendra un pilier de la chimie structurale moderne.
L'urée elle-même occupe aujourd'hui une place économique considérable. Principale source d'azote dans les engrais agricoles, elle est produite industriellement en quantités massives à partir de dioxyde de carbone et d'ammoniac — sans le moindre organisme vivant, dans la droite ligne de ce que Wöhler avait entrevu en 1828.
Questions fréquentes
Qui a découvert la synthèse de l'urée en laboratoire ?
Le chimiste allemand Friedrich Wöhler (1800-1882) a réalisé en 1828 la première synthèse artificielle de l'urée à partir du cyanate d'ammonium, un composé inorganique. Cette réaction est connue sous le nom de « synthèse de Wöhler ».
Comment Wöhler a-t-il synthétisé l'urée ?
Wöhler a chauffé du cyanate d'ammonium (NH₄OCN), un sel inorganique. Sous l'effet de la chaleur, cette molécule s'isomérise spontanément en urée (CO(NH₂)₂), dont les cristaux sont identiques à ceux extraits de l'urine naturelle.
Quelle théorie scientifique la synthèse de l'urée a-t-elle remise en cause ?
Elle ébranle le vitalisme, doctrine selon laquelle les composés organiques ne pouvaient être produits que par des organismes vivants grâce à une « force vitale ». En synthétisant l'urée à partir d'un sel inorganique, Wöhler démontre que cette frontière n'est pas absolue.
Qui avait isolé l'urée avant Wöhler ?
L'urée avait été isolée pour la première fois de l'urine en 1773 par le chimiste français Hilaire Marin Rouelle. Wöhler n'a donc pas découvert l'urée, mais en a réalisé la première synthèse artificielle à partir de substances inorganiques.
Pourquoi 1828 est-il une date fondatrice en chimie ?
C'est l'année où Wöhler publie la synthèse de l'urée, premier exemple démontré de la fabrication d'un composé organique sans organisme vivant. Cet événement est considéré comme l'acte de naissance de la chimie organique moderne.