Eau de Javel
L'eau de Javel (appelée aussi javel ou anciennement eau de Javelle) est une solution liquide oxydante fréquemment utilisée comme désinfectant et comme décolorant.

Étudiée particulièrement à partir de 1775 par le chimiste Claude-Louis Berthollet, dont la manufacture de produits chimiques a été construite dans le quartier de Javel à Paris, elle est composée d'hypochlorite de sodium pur (NaClO), en solution aqueuse avec du sel (NaCl), résiduel du procédé de fabrication.

La réaction de fabrication de l'eau de Javel (NaClO) à partir de dichlore et de soude (NaOH) est : 

L'eau de Javel est une solution basique, dont le pH varie en fonction de la concentration (pH = 11,5 pour l'eau de Javel à 2,6 % de chlore actif ; pH = 12,5 pour l'eau de Javel concentrée à 9,6 % de chlore actif).

L'eau de Javel contenant des atomes de chlore, on dit souvent par extension que de l'eau javellisée est « chlorée », terme qui est imprécis, car l'acide chlorhydrique est également une solution chlorée, et l'odeur caractéristique de l'eau de Javel n'a rien à voir avec l'odeur du dichlore.

Historique 

Le chlore a été découvert en 1774 par le chimiste suédois Scheele. Claude-Louis Berthollet étudie quelques années après les propriétés décolorantes du chlore et en tire un procédé de blanchiment des toiles utilisant une solution de chlorure et d'hypochlorite de potassium : il vient d'inventer la « lessive de Berthollet », bientôt dénommée eau de Javel à la suite de la localisation de son premier site de production : la manufacture de produits chimiques construite en 1777 dans le village de Javel, au sud-ouest de Paris, qui donnera son nom au produit.

L'eau de Javel a rapidement connu un vif succès comme décolorant (auparavant, on devait exposer les toiles au soleil pendant des mois pour les blanchir ; la rosée du matin avait aussi ce pouvoir).

En 1820, le pharmacien Antoine Germain Labarraque étudie les qualités désinfectantes des dérivés chlorés et des hypochlorites de potassium et de sodium. Il met au point une solution de chlorure et d'hypochlorite de sodium qu'il appelle « liqueur de Labarraque ». En 1900, on appelait eau de Javel l'hypochlorite de potassium, et eau de Labarraque l'hypochlorite de sodium. Plus tard, le procédé de fabrication a remplacé le potassium par le sodium, sans changement de nom.

À partir du , l'eau de Javel est couramment utilisée comme désinfectant et pour le traitement de l'eau potable (voir verdunisation).

Les chlorures décolorants, hypochlorites de sodium (eau de Javel) et de calcium (chlorure de chaux), ont été le premier débouché du chlore. Ils étaient obtenus par action du chlore sur les solutions de soude ou sur la chaux éteinte. Le chlore liquide a remplacé peu à peu le chlorure de chaux, qui est un mélange d'hypochlorite de calcium  et de chlorure de calcium  utilisé comme agent décolorant actif avant l'eau de Javel (jusqu'en 1925).

Présentation 

L'eau de Javel se présente sous forme liquide (en bouteilles ou en berlingots) ou solide (en pastilles). Sous forme liquide diluée, elle se conserve trois ans dans des bouteilles fermées, à l'abri de la chaleur et de la lumière. Sous forme concentrée (berlingots), elle ne se conserve pas plus de trois mois. C'est pourquoi les berlingots doivent être dilués rapidement (à l'eau froide). Si ces délais sont dépassés, le produit ne désinfecte plus. L'eau de Javel doit par ailleurs être conservée à l'abri de la lumière et de la chaleur.

Pour éviter les accidents, l'eau de Javel et les effluents en contenant sont stockés dans des emballages en matière plastique. L'INRS précise que le verre peut être utilisé, mais dans des bonbonnes protégées par une enveloppe métallique convenablement ajustée.

L'eau de Javel est commercialisée sous plusieurs niveaux de dilution. La quantité de chlore est exprimée en pourcentage de chlore actif (c.a.). Ce pourcentage représente la masse de dichlore formée à partir de  d'eau de Javel. On trouve par exemple des bouteilles d'eau de Javel à 2,6 % de chlore actif et des berlingots d'eau de Javel concentrée à 4,8 % de chlore actif.

Le produit commercial change de nom en fonction de la dilution :
 extrait de Javel : produit contenant 9,6 % de chlore actif ;
 eau de Javel : produit contenant 2,6 % de chlore actif ;
 eau de Labarraque : eau de javel diluée.

Les pastilles d'eau de Javel sont en fait des pastilles de dichloroisocyanurate de sodium. Lorsqu'elles sont dissoutes dans l'eau, le dichloroisocyanurate de sodium réagit avec l'eau pour donner de l'hypochlorite de sodium et de l'acide cyanurique.

Aujourd'hui, l'eau de Javel est parfois incorporée dans des détergents pour proposer des produits « 2 en 1 » qui nettoient et désinfectent.

Utilisation 
La javellisation est l'utilisation de l'eau de Javel essentiellement comme désinfectant.

L'eau de Javel désinfecte l'eau lors du traitement de l'eau potable. Le chlore a des propriétés rémanentes, ce qui signifie que son action désinfectante est valable sur tout le long du réseau de distribution d'eau.

L'eau de Javel peut être utilisée pour désinfecter les sanitaires, les sols, les éviers et les paillasses. Elle est parfois ajoutée à la lessive pour « blanchir » le linge.

Elle est également utilisée pour désinfecter l'eau des piscines, mais nécessite l'adjonction d'un réducteur de pH (souvent de l'acide sulfurique).

L'eau de Labarraque est le principal composant de la liqueur de Dakin, utilisée comme antiseptique.

Au-delà de l'utilisation comme désinfectant, l'eau de Javel peut être utilisée pour enlever des taches tenaces sur des vêtements en coton blanc.

L'eau de Javel concentrée (36° ou 9 %)  est utilisée pour nettoyer les façades murales par élimination des dépôts verts : algues lichens, mousses.

Unités 
L'unité officielle est la masse de dichlore produite par une masse donnée de solution, exprimée en % (% de chlore actif ou c.a.). Exemple :  de dichlore produit par  de solution.

Dans les pays francophone, on a utilisé jusqu'en 2001 le degré chlorométrique Gay-Lussac, quantité de chlore gazeux, exprimée en litres, nécessaire pour obtenir un litre d’eau de javel. Un degré chlorométrique correspond à  de chlore libre par litre.

L'unité chimique est le nombre de moles de dichlore par litre ou kilogramme de solution.

Rappel :  correspond à  soit , soit  pour .

Effets sur la santé et l'environnement

Toxicologie (effets sur la santé) 

L'eau de Javel est toxique et corrosive. Elle provoque des brûlures sur la peau, les muqueuses (les yeux notamment), surtout sous forme concentrée.

Son inhalation peut provoquer une réaction respiratoire (irritation bronchique, avec œdème dans les cas graves accompagné d'une baisse de la pression partielle de l'oxygène dans le sang) se manifestant par une dyspnée (manque de souffle, sensation d'étouffement) et une toux (qui peut persister plusieurs années).

Elle pourrait aussi affecter l'immunité chez les enfants qui sont régulièrement exposés à ses émanations. Une étude conduite sur la base d'un questionnaire aux parents de  de six à douze ans en Espagne, Finlande et aux Pays-Bas, a en effet conclu que paradoxalement et contrairement à ce que laissent entendre les publicités, les infections ORL et respiratoires chez les enfants sont corrélées avec l'utilisation régulière comme nettoyant domestique de l'eau de javel dans leurs foyers : +20 % grippe en plus et +35 % d'amygdalite en plus (en tenant compte d'autres facteurs de risque tels que tabagisme passif, éducation parentale ou présence de spores de moisissures) ; selon les auteurs de l'étude, . Selon l’INRS, l'hypochlorite de sodium inhibe l'activité des phagocytes chez la souris, mais non chez le rat et ce phénomène ne semble pas avoir été étudié chez l'Homme.

Cette étude a aussi montré que la quantité d'eau de Javel utilisée comme désinfectant domestique varie beaucoup selon les pays (72 % des ménages en Espagne et 7 % en Finlande).

En outre, l'hypochlorite de sodium réagit avec les substances azotées, dont celles émises par l'homme dans les piscines (sueur et urine) comme elle peut réagir avec les protéines animales et végétales lors des opérations de désinfection de locaux ou des végétaux, ou dans les égouts ou bondes d'évier. Elle produit alors des dérivés chlorés dont certains sont susceptibles de dégazer dans l'air.

Les chloramines produites peuvent irriter les yeux.

Toxicocinétique et métabolisation 

Les voies d'absorption classiques sont l'ingestion, le passage trans-cutané et l'inhalation.

Chez l'animal, l'ingestion orale induit un taux plasmatique maximal deux heures après (chez le rat à jeun, et après quatre heures chez un animal nourri).

Demi-vie : il faut  pour diviser par deux le taux sanguin chez le rat à jeun et  s'il est nourri.

Métabolisation : une solution aqueuse de [36CI]-hypochlorite de sodium est métabolisée par le rat en ions chlorure retrouvés ( après en plus grande quantité dans le plasma), puis dans le sang total, mais aussi dans la moelle osseuse, les testicules, les reins et les poumons.

Une heure seulement après ingestion d'hypochlorite de sodium, le plasma et le contenu intestinal de rats (nourris ou à jeun) contenaient de l'acide trichloroacétique, de l'acide dichloroacétique et du dichloroacétonitrile. Après , 51,2 % de la dose initiale seulement était éliminée (à 36,4 % dans l'urine et 14,8 % dans les excréments). Après , on trouvait encore chez ces rats des traces significatives du produit ([36CI]-hypochlorite de sodium).

Toxicité aiguë 
Sources.

La toxicité aiguë est d'abord liée au caractère corrosif de l'hypochlorite de sodium.
 DL orale :  chez la souris ;
 DL cutanée : supérieure à  chez le lapin ;
 CL par inhalation : supérieure à  pour une exposition d'une heure chez le rat.

Inhalation : chez la souris, la RD (dose induisant une diminution de 50 % de la fréquence respiratoire) est de  pour une atmosphère d'hypochlorite mesurée en chlore libre (chiffre proche de la RD du chlore pur, ).

Ingestion : des brûlures oropharyngées, œsophagiennes et gastriques sont constatées chez le chien pour  d'une solution à 5,25 %. Au-dessus de , des lésions corrosives apparaissent.

Exposition cutanée : elle induit un épaississement de la peau chez la souris (pour une solution à  appliquée dix minutes par jour durant quatre jours). Les cellules basales de l'épiderme sont moins viables chez le cobaye (pour une solution à 0,5 % appliquée sur la peau durant deux semaines).

La peau du lapin est corrodée après quinze à trente minutes d'application d'une solution à 3,5 %. L'irritation augmente avec la dose.

Les muqueuses y sont naturellement plus sensibles ; chez le lapin, une solution à 0,5 % provoque une vive douleur sur l'œil, avec une irritation réversible en . À 5 % on constate un obscurcissement passager de la cornée, un œdème de la conjonctive, qui sont réversibles en  si l'œil a été rincé à l'eau dans les trente secondes (sinon, les lésions persistent une semaine). Chez le singe, la lésion  est plus rapidement réversible. À 15 %, la douleur est aiguë et  s'accompagne d'une hémorragie de la conjonctive et du nez, d'un œdème de la conjonctive. La cornée devient vitreuse, il y a un léger hématome ; la lésion est partiellement réversible en deux à trois semaines (séquelles).

Exposition chronique 

Jusqu'à , l'hypochlorite de sodium ingérée via l'eau de boisson n'influe pas sur la survie de rats, de souris (jusqu'à ) ou de cobaye () expérimentalement exposés, mais des effets génotoxiques semblent possibles (démontrés chez la souris). Une étude montre aussi que les rats boivent moins d'eau quand elle est assez fortement javellisée, les plus jeunes grossissant légèrement.

D'éventuels effets sur la fertilité sont discutés : il n'a été mesuré aucun effet chez le rat mâle ou femelle, mais chez la souris, à forte dose, l'hypochlorite de sodium induit des anomalies spermatiques (génotoxicité envisagée chez l'homme). Des rats exposés durant deux mois et demi (avant et lors de la gestation) via  dans leur eau de boisson, ont produit des fœtus légèrement moins lourds, et présentent une légère augmentation d'anomalies (squelette et tissus mous). Cependant, une exposition sur sept générations n'a pas montré d'effet sur la croissance ni sur la survie.

Valeur limite 

En 2006 (source INRS), aucun seuil n'avait été établi pour l'hypochlorite de sodium par l'Union Européenne, ni par la France (ministère chargé du Travail), ni par les États-Unis () ni par l'Allemagne (MAK).

Écotoxicologie 

L'eau de Javel est un puissant biocide nécessitant des précautions pour sa manipulation et pour éviter les rejets de ce produit dans la nature. Les eaux javellisées et extraits concentrés de Javel oxydent la matière organique qu'elles rencontrent en étant susceptible de produire des organochlorés toxiques et de nombreux produits de dégradation (chlorures) et métabolites lorsqu'elle a été ingérée par des animaux ou autres organismes aquatiques. L'effet toxique sur la faune est donc persistant en se transmettant via la chaîne alimentaire. Ces transformations seraient cancérogènes et mutagènes. L'eau de Javel, au contact de l'air, se décompose lentement (à température ambiante, plus rapidement au soleil et/ou exposée à la chaleur, ou en contact avec des métaux) en formant des chlorates et du chlorure de sodium, en libérant du dioxygène selon les réactions :
3 NaClO →  + 2 NaCl ;
2 NaClO → 2 NaCl + .
De nombreux métaux (dont le cuivre (souvent utilisé pour les tuyauteries), le nickel et leurs alliages) peuvent avoir un effet catalytique et accélérer la décomposition de l'eau de Javel.

L'eau de Javel utilisée pour la désinfection des sols ou des WC est présente via les effluents domestiques des bâtiments tertiaires ou industriels dans les égouts et dans certaines stations d'épuration, où elle perd rapidement son pouvoir oxydant en raison de la grande quantité de matière oxydable qui y est présente, mais elle pourrait contribuer à y sélectionner des organismes chlororésistants ou produire des métabolites indésirables.

En raison de son action corrosive et super-oxydante, tout rejet accidentel ou chronique direct en milieu naturel peut avoir des conséquences écotoxicologiques locales (le plancton est par exemple très sensible à de faibles doses de chlore). L'incinération de matières organiques contenant de l'eau de Javel active devrait être évitée en raison du risque de production d'organochlorés stables tels que furanes et dioxines.

Précautions d'emploi 

En cas de projection, rincer longuement et abondamment à l'eau claire.

Les accidents les plus fréquents sont liés à l'ingestion volontaire (tentative de suicide) ou involontaire et aux mélanges avec d'autres produits (elle doit surtout ne pas être mélangée aux acides, qui provoquent un violent dégagement gazeux de dichlore, très toxique).

Les pastilles doivent être tenues hors de portée des enfants parce qu'elles risquent d'être confondues avec des bonbons.

L'eau de Javel doit être conservée en emballage opaque et au frais, car les ions hypochlorite sont dégradés par les UV solaires et la chaleur. Elle ne doit pas être mélangée à de l'eau chaude, ni mélangée à d'autres biocides ou agents nettoyants (émanations toxiques possibles). Combinée à l'ammoniaque (présent dans certains produits de nettoyage), elle produit des chloramines (avec éventuel dégagement d'azote). Combinée à des acides, par exemple des acides chlorhydrique ou sulfurique ou même des acides doux présents dans certains produits de nettoyage ou décapants, elle réagit violemment en émettant de la vapeur de dichlore, très toxique (du vinaigre ou du jus de citron suffisent à produire ce type de réaction).

L'INRS rapporte aussi qu'appliqué sur des matériaux finement divisés (fibres textiles, papier ou poussière de bois), l'extrait de Javel peut dégager de la vapeur d'eau contenant un peu de chlore, ces matériaux devenant ensuite plus inflammables à l'état sec.

Pour la désinfection des surfaces, elle doit être correctement diluée et uniquement utilisée après nettoyage complet par un détergent suivi d'un rinçage, pour une désinfection efficace et pour ne pas favoriser l'apparition du phénomène de résistance au chlore chez certains microbes et parasites, dont les cryptosporidies (et notamment Cryptosporidium parvum, parasite (protozoaire) qui peut se développer dans les piscines et qui développe rapidement des résistances à de nombreux biocides).

Certaines bactéries se sont montrées également capables après phénomène de sélection naturelle de développer des résistances à des concentrations importantes de chlore. Des tapis de bactéries dites chlororésistantes ont ainsi été trouvés dans le fleuve Aa, en France, sur plusieurs kilomètres, durant plusieurs années, à la suite de l'usage de quantités importantes de désinfectants chlorés dans le processus d'une usine voisine du cours d'eau.

L'eau de Javel ne doit pas être employée pour nettoyer des ustensiles en aluminium, inox ou argent, qu'elle noircit.

Pour être efficace, une dose ouverte doit être rapidement utilisée, et il convient de respecter la date limite d'utilisation du produit.

Composition 

L'hypochlorite de sodium NaClO est un sel de sodium de l'acide hypochloreux HClO. En solution, l'hypochlorite de sodium NaClO se décompose en ions sodium Na et hypochlorite ClO.

NaClO → Na + ClO.

HClO est un acide faible dont la base conjuguée est l'ion hypochlorite ClO. L'équilibre acido-basique du couple HClO / ClO s'écrit :

HClO  H + ClO  (1)

La composition de l'eau de Javel dépend du pH, selon les deux équilibres chimiques suivants :

HClO  H + ClO  (1)

HClO + H + Cl   +   (2)

Propriétés

Propriétés désinfectantes 

Ce biocide a un large spectre désinfectant. Grâce à son pouvoir oxydant, il est :
 Bactéricide (bactéries à Gram positif et Gram négatif) ;
 Sporicide ;
 Fongicide ;
 Virucide (hépatite et VIH (virus de l'immunodéficience humaine)).

Remarque : en réponse à une infection, le système immunitaire humain peut produire un oxydant fort, l'acide hypochloreux, générée dans les neutrophiles activés par peroxydation myéloperoxydase médiée par des ions chlorure, qui contribue à la destruction des bactéries.

Cependant, l'eau de Javel n'est pas un détergent, et ne lave donc pas ; pour désinfecter une surface, il faut d'abord la nettoyer avec un détergent, avant d'appliquer l'eau de Javel sur la surface propre. L'eau de Javel permet de tuer les bactéries et autres microbes qui entrent en contact avec elle ou avec certains de ses sous-produits (chlore gazeux). Pour cela, il faut que les microbes ne soient pas protégés dans un biofilm, dans un autre organisme qui ferait écran, ou dans un épais mucus. L'eau de Javel peut être utilisée pour le traitement de l'eau potable. Pour être totalement efficace, l'eau de Javel doit agir au moins un quart d'heure. L'eau de Javel doit toujours être utilisée avec de l'eau froide, car outre que la dilution à l'eau chaude est dangereuse, elle diminue fortement les propriétés désinfectantes de l'eau de Javel.

Réaction avec les acides 

Dans l'eau de Javel mise en contact avec un acide, c'est-à-dire des ions H, l'équilibre chimique (2) va être déplacé vers la droite. La réaction suivante va se produire :

HClO + H + Cl →  + .

Il se produit alors un dégagement de dichlore qui est un gaz très toxique. C'est pour cela que l'eau de Javel ne doit jamais être en contact avec des acides, que l'on trouve par exemple dans les produits détartrants ou dans l'urine.

Réaction avec l'ammoniac 

Lorsqu'ils sont mis en présence, l'acide hypochloreux (HClO) et l'ammoniac () donnent des chloramines selon les réactions suivantes :

 + HOCl →  + 

puis :

 + HOCl →  + 

et ensuite :

 + HOCl →  + .

Les chloramines gazeuses sont très irritantes. C'est pour cela qu'il ne faut pas mélanger l'eau de Javel avec de l'ammoniaque.

C'est la même réaction qui a lieu lorsqu'un nageur urine dans l'eau d'une piscine désinfectée au chlore. C'est aussi la raison pour laquelle il ne faut pas nettoyer une litière d'un animal domestique avec de l'eau de Javel. L'urée contenue dans l'urine est un produit azoté. Il va donc se former des chloramines irritantes pour les muqueuses et les yeux.

Propriétés oxydantes 

L'eau de Javel a des propriétés oxydantes dues à l'ion hypochlorite ClO. L'ion ClO est un oxydant puissant. De ce fait, le degré d'oxydation du chlore est +1 dans HClO pour devenir –1 dans Cl. La demi-réaction redox s'écrit :

HClO + 2 e + H   Cl + .

Comme exemple de réaction redox avec le HClO, voici un exemple en électrochimie :

« Soit l'équation suivante qui décrit la réaction se déroulant dans une pile électrochimique » :

2  +  + H → 2 Cr + Cl + .

Les demi-réactions redox sont :

2 Cr → 2 Cr + 2 e
HClO + 2 e + H   Cl + .

On peut conclure que cette réaction peut aisément faire fonctionner une pile électrochimique avec le réactif chromé comme électrode positive et le réactif chloré comme électrode négative.

Cet agent actif est à l'origine du pouvoir blanchissant de l'eau de Javel. L'ion Cl est son réducteur conjugué. On définit le couple redox ClO / Cl. La réaction de réduction de l'ion hypochlorite ClO s'écrit :

ClO + 2  + 2 e → Cl + 3 .

La décomposition de l'eau de Javel en ion hypochlorite et acide hypochloreux dépend fortement du pH du milieu : à des pH supérieurs à 8, l'eau de Javel perd de son activité désinfectante car elle ne libère plus que 25 % (environ) d'ion biocide ClO. Il faut alors avoir recours à un complément, le brome par exemple.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes 
 Chlore
 Désinfectant, Biocide
 Résistances (d'organismes vivant)
 Eau de Dakin (eau de javel à usage médical)

Liens externes 

 Fiche toxicologique, INRS, 2006.
 L'eau de Javel, Société chimique de France.
 Chambre syndicale nationale de l'eau de Javel (CSNEJ).

Hypochlorite
Composé du sodium
Solution
Produit chimique domestique
Hygiène